Austernpilze (Pleurotus ostreatus) wachsen typischerweise auf verrottenden Laubbäumen. Da in dieser Umgebung Stickstoff extrem knapp ist, haben sie sich darauf spezialisiert, winzige Fadenwürmer, sogenannte Nematoden, zu erlegen und als Stickstoffquelle zu verzehren. Für manche Austernpilze dient die Jagd zugleich der Verteidigung: Denn je nach Lebensraum zählen zu den Nematoden auch Exemplare, die sich von Pilzhyphen ernähren. Obwohl bereits bekannt war, dass Austernpilze chemische Verbindungen nutzen, um ihre Beute zu lähmen und zu töten, war ihre genaue Strategie bislang unklar.
Lollis mit Nervengift
Schon frühere Studien hatten sich auf die Suche nach der chemischen Verbindung gemacht, die Austernpilze gegen Nematoden einsetzen. Doch obwohl manche der Substanzen, die Forscher aus den Pilzen isolierten, tatsächlich in der Lage waren, Fadenwürmer zu töten, löste keine der bisher bekannten Verbindungen die in der Natur beobachtete schnelle Lähmung und Zellnekrose aus. „Das deutete darauf hin, dass die wichtigste nematodentötende Verbindung, die Austenpilze produzieren, noch identifiziert werden musste“, schreibt ein Team um Ching-Han Lee von der Academia Sinica in Taiwan.
Um das entsprechende Gift zu finden und den Mechanismus aufzudecken, führte das Team eine Reihe von Experimenten durch. Zunächst wiesen sie nach, welche Struktur der Pilze das Gift freisetzt. Bereits früher hatten Wissenschaftler vermutet, dass diese Aufgabe von winzigen Kügelchen erfüllt wird, die wie kleine Lollis an den Pilzhyphen wachsen und bei Berührung platzen. Lee und sein Team züchteten zum Test Austernpilze, denen diese als Toxocysten bezeichnete Struktur fehlte. Und tatsächlich: Die mutierten Austernpilze ohne Toxocysten waren nicht in der Lage, Nematoden zu töten.
Breite Toxizität gegen Nematoden
Im nächsten Schritt zerstörte das Forschungsteam bei Wildtyp-Austernpilzen die Toxocysten mechanisch und setzten unmittelbar danach Fadenwürmer des Typs C. elegans auf das Substrat. „Wir beobachteten, dass sich die Fadenwürmer in diesem Fall ungehindert in der Pilzkultur bewegen konnten“, so die Forscher. „Der sofortige Verlust der Toxizität direkt nach dem Zerstören der Toxocysten lieferte uns einen Hinweis darauf, dass es sich um eine flüchtige Verbindung handeln könnte.“ Diese Hypothese prüften die Forscher mit Hilfe einer Technik namens Gaschromatographie-Massenspektrometrie. Diese ermöglicht es, flüchtige organische Verbindungen zu identifizieren. Auf diese Weise fanden sie heraus, dass es sich bei der Verbindung um 3-Octanon handelte, eine flüchtige Verbindung mit acht Kohlenstoff-Atomen, die unter anderem auch von Pflanzen wie Lavendel und Rosmarin produziert wird.
