Nicht harmlos: Der als Speisepilz beliebte Austernpilz ist ein echter Killer – zumindest für Fadenwürmer. Denn er tötet diese Nematoden mithilfe eines Nervengases und saugt sie dann aus, wie eine Studie enthüllt. Dafür hat der Austernpilz eigens lolliförmige Fortsätze an seinen Hyphen entwickelt, die bei Kontakt mit dem Wurm das giftige Gas 3-Octanon freisetzen. Dieses Nervengift zerstört die Zellmembranen des Nematoden, lähmt ihn und lässt ihn nach kurzer Zeit sterben. Dann kann der Pilz seine Beute verdauen.
Austernpilze (Pleurotus ostreatus) sind beliebte Speisepilze und gelten als besonders gesund. Die auch bei uns vorkommenden Pilze aus der Gattung der Saitlinge wachsen meist auf halbverrottetem oder krankem Hartholz und zehren von den organischen Substanzen, die beim Abbau der Holzsubstanz freiwerden. Sie können aber auch auf anderen pflanzlichen Substraten gezüchtet werden – selbst auf Kaffeesatz, Stroh oder Papier wächst dieser Pilz.
Was jedoch viele nicht wissen: Austernpilze sind fakultative Fleischfresser. Wenn sie die Chance dazu haben, töten und verdauen sie die im Holz oder Boden vorkommenden Fadenwürmer. Die durch Pilzhyphen ausgesaugten Nematoden liefern den Pilzen wahrscheinlich zusätzlichen Stickstoff, den das Holzsubstrat nur in geringen Mengen enthält.
Austernpilz vergiftet seine Beute
Doch wie fängt der unbeweglich festgewachsene Pilz die flinken, sehr mobilen Fadenwürmer? „Dafür hat der Austernpilz eine ganz spezielle Strategie entwickelt“, erklären Ching-Han Lee von der Academia Sinica in Taipeh und seine Kollegen. „Anstatt seine Nematoden-Beute mechanisch zu fangen und festzuhalten, produzieren seine Hyphen ein potentes Gift, das die Fadenwürmer innerhalb von Minuten nach dem Kontakt tötet.“ Um welches Gift es sich dabei handelt und wo dieses produziert wird, war bisher jedoch unklar.
Für ihre Studie haben Lee und sein Team zunächst nach den Strukturen gesucht, an denen der Pilz sein Gift freisetzt. Unter Verdacht standen dabei kleine rundliche Fortsätze, die seitlich aus den Pilzfäden des Austernpilzes hervorsprießen. Tatsächlich zeigte sich: Austernpilze, bei denen diese Toxocysten getauften Fortsätze mechanisch zerstört oder genetisch rückgebildet waren, blieben für Fadenwürmer ungefährlich. „Dies demonstriert, dass intakte Toxocysten für die Lähmung der Nematoden essenziell sind“, so das Team.
Achtatomiger Kohlenwasserstoff als Toxin
Im nächsten Schritt untersuchten die Forscher, um was für ein Gift es sich handelt. Dafür unterzogen sie zerkleinerte Extrakte der Austernpilz-Toxocysten einer chemischen Analyse mittels Gaschromatografie-Massenspektrometrie (GC-MS). Unter den 13 dabei identifizierten Verbindungen stach eine besonders hervor: 3-Octanon. Dabei handelt es sich um einen flüchtigen Kohlenwasserstoff mit acht Kohlenstoffatomen.
„Solche flüchtigen organischen Verbindungen mit acht Kohlenstoffatomen werden von vielen Pilzen als Kommunikationssignale genutzt“, erklären Lee und seine Kollegen. Einige von ihnen hemmen das Wachstum konkurrierender Arten, andere können Pflanzensamen am Auskeimen hindern. Jetzt zeigt sich, dass 3-Octanon sogar als Giftgas fungieren kann. Uns Menschen schadet es zwar nicht, bei Nematoden wirkt diese Verbindung aber toxisch und führt zu Muskelkrämpfen und Lähmungen. Das stellten die Forschenden in Tests mit dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans und drei weiteren Nematodenarten fest.
Ähnliche Giftwirkung wie manche Schlangenbisse
Nähere Untersuchungen enthüllten, dass dieses Nervengas die Zellmembranen von Nerven- und Muskelzellen der Fadenwürmer destabilisiert und einen massiven Calcium-Einstrom auslöst. Diese „Calciumwelle“ wandert innerhalb von Minuten vom Kopf des Fadenwurms bis an sein Hinterende und wird von einem krampfhaften Zusammenziehen der Muskeln begleitet. Der Wurm ist dadurch gelähmt. Gleichzeitig schädigt der Calciumüberschuss die Mitochondrien und führt letztlich zum Zelltod.
„Diese Effekte erinnern an die lokale und systemische Muskelschädigung, die bei manchen Bissen von Giftschlangen und nach Massenstichen von Bienen auftreten“, schreiben die Wissenschaftler. Auch einige Bakterientoxine können das Absterben von Muskeln und anderen Geweben verursachen. Die aktuellen Ergebnisse zeigen nun, dass der Austernpilz durch sein 3-Octanon eine ganz ähnliche Giftwirkung erzielt. Er nutzt dieses gasförmige Nervengift, um seine Fadenwurm-Beute zu immobilisieren und zu töten.
„Nervengas im Lollipop“
„Unsere Studie hat damit enthüllt, dass der fleischfressende Austernpilz eine ‚Nervengas im Lollipop‘-Strategie entwickelt hat, um Nematoden zu lähmen und zu töten“, fassen Lee und sein Team zusammen. Diese Strategie sichert dem Pilz seine Fleischmahlzeiten, könnten ihn aber zusätzlich auch vor Angriffen pilzfressender Fadenwürmer schützen. (Science Advances, 2023; doi: 10.1126/sciadv.ade4809)
Quelle: American Association for the Advancement of Science (AAAS)
