Schimmelpilze im Kühlschrank sind keine gern gesehenen Gäste ? ihre Anwesenheit deutet schließlich auf mikrobiologische Problemzonen hin. In schwermetallbelasteten Bergbauwässern gehören Pilze dagegen zu den angesehensten Siedlern, denn sie können dazu beitragen, gelöste Schadstoffe aus dem Wasser zu entfernen. Wie die mit den Schimmelpilzen verwandte Schlauchpilze der Art Stilbella aciculosa diese Reinigungskraft entwickeln, haben nun die US-Forscherin Colleen Hansel und ihre Kollegen entdeckt. Eine Schlüsselrolle spielt dabei das Element Mangan.
Pilze und Bakterien werden häufig zur biologischen Sanierung von Altlasten eingesetzt. ?Wenn man nicht weiß, was für Prozesse dabei ablaufen, weiß man auch nicht, wie man die mikrobielle Aktivität stimulieren kann?, sagt Colleen Hansel. ?Ein Ansatz war bis jetzt, den Mikroben Nahrung in Form von Stroh oder Maiskolben anzubieten, damit sie sich richtig ins Zeug legen. Aber das funktioniert häufig nicht.? Wie sie und ihre Kollegen nun berichten, sondern die Pilze bei der ungeschlechtlichen Vermehrung Hyperoxide, auch Superoxide genannt, ab. Diese einfach negativ geladenen Teilchen aus zwei Sauerstoff-Atomen sind sehr reaktionsfreudig.
Das Superoxid aktiviert wiederum das Element Mangan. Es ist in der Erdkruste und im Boden weit verbreitet und kann in mehreren unterschiedlichen Oxidationszuständen vorkommen. Meist liegt es in zweiwertiger Form vor, es fehlen also zwei Elektronen. Wenn die Pilze Superoxid freisetzen, wird das vorhandene Mangan weiter oxidiert und dadurch chemisch aktiviert. ?Dabei bilden sich sehr aktive Mineralien, die wie Schwämme wirken und das Wasser reinigen?, erläutert Hansel. Giftige Schwermetalle wie Arsen, Kobalt oder Kadmium kommen in sauren Bergbauwässern häufig in gelöster Form vor. Wenn sie bei einer Reaktion mit dem aktivierten Mangan ausgefällt werden, sich also in feste Stoffe verwandeln, sind sie für die Umwelt nicht mehr schädlich.
Um den Erfolg von Sanierungsprojekten zu verbessern, sollten die Pilze nicht einfach gefüttert, sondern zur Fortpflanzung animiert werden, schlagen Hansel und Kollegen vor. Sie berichten außerdem, dass die Aktivierung des Mangans nur eine Nebenwirkung des Pilz-Stoffwechsels zu sein scheint. Einen direkten Nutzen für den Pilz konnten sie nicht erkennen. ?Es könnte aber durchaus sein, dass ein Zweck dahintersteckt?, sagt Hansel. So sei es denkbar, dass das aktivierte Mangan komplexe Kohlenstoff-Verbindungen aufbricht, die dann wiederum den Pilzen als Nahrung zur Verfügung stehen. Manganoxide sind in jüngster Zeit für viele technische Anwendungen interessant geworden, zum Beispiel als Katalysatoren oder als Energiespeicher.
Colleen Hansel (Woods Hole Oceanographic Institution, Massachusetts, USA) et al: PNAS, Online-Vorabausgabe, doi: 10.1073/pnas.1203885109 © wissenschaft.de – Ute Kehse
