Sie wachsen auf Wiesen und in Wäldern, aber auch auf Bäumen und Baumstümpfen: Pilze. Mit ihrem unterirdischen Fadengeflecht, dem Myzel, können sie organische Abfälle wie beispielsweise Lignin, ein Hauptbestandteil von Holz, zersetzen. Diese Fähigkeit macht Pilze zunehmend zu einer wertvollen Ressource für die Bioökonomie, die Forschende nach und nach erschließen. Doch Pilze zersetzen nicht nur das Lignin, wie bisher angenommen wurde. Eine Studie der Universität des Saarlandes und der niederländischen Universität Wageningen liefert erstmals den Beweis, dass Pilze Lignin auch als Kohlenstoffquelle nutzen.

Pilze verwerten Kohlenstoff aus Lignin

„Bislang dachten alle, dass Lignin von den Pilzen lediglich abgebaut wird. Wir konnten nun aber weltweit erstmals nachweisen, dass höhere Pilze tatsächlich auch den Kohlenstoff aus dem Lignin metabolisch verwerten und in ihre eigene Biomasse einbauen“, resümiert der Saarbrücker Biotechnologe Michael Kohlstedt, der gemeinsam mit der Wageninger Gruppe um die Pilzexpertin Katharina Duran die Untersuchungen durchgeführt hat. Die Studie ist im Fachjournal „Science Advances“ erschienen.

Massenspektrometer bringt Lignin in Pilzprobe zum Leuchten

Im Rahmen der Studie hatte das Saarbrücker Team Proben von Pilzmyzel mittels Massenspektrometern untersucht. In Wageningen wurden zuvor die Pilze auf Lignin herangezogen, das mit Kohlenstoff-13 versetzt war. Dieses Kohlenstoff-Isotop kommt in der Natur im Vergleich zum Kohlenstoff-12 eher selten vor. Wie das Team berichtet, konnten „winzigste Mengen von präpariertem Lignin“ in allen Pilzbestandteilen nachgewiesen werden. Das Biopolymer war dazu mit einem sogenannten „Tracer“ versehen worden und hatte eine Art Leuchtspur im Pilz hinterlassen. „Wir konnten in allen Bestandteilen des Pilzes Kohlenstoff-13 nachweisen und damit auch die Tatsache, dass das Lignin nicht nur vom Pilz zersetzt wird, sondern dem Pilz auch als Kohlenstoffquelle zum Wachsen dient“, sagt Kohlstedt.

Grundlage für bessere Nutzung von Lignin

Die Forschenden sind überzeugt, dass dieses neue Wissen die Bandbreite der Nutzung von Lignin als zweithäufigstes natürliches Biopolymer weiter vergrößern wird. So könnten beispielsweise Abfallstoffe aus der Papierindustrie, die bisher ungenutzt bleiben, zur Züchtung von Speisepilzen genutzt werden. „Mit biotechnologischem Wissen ließen sich Pilze aber auch dazu bringen, mit Lignin als Ausgangsstoff beliebige Stoffe zu erzeugen, die zum Beispiel in der chemischen Industrie als nachhaltige Basischemikalien zum Einsatz kommen könnten“, schreiben die Forschenden. „Wenn man weiß, was ein Pilz in seinen Zellen mit dem Lignin macht, kann man ihn dazu bringen, quasi jedes erdenkliche Produkt für die chemische Industrie daraus zu machen, zum Beispiel als Ersatz für Erdöl“, so Kohlstedt.

bb