Sie galt als vollkommen verseucht: die Gegend um den Katastrophenreaktor von Tschernobyl im Norden der Ukraine. Doch 1991, fünf Jahre nach dem verheerenden Atomunfall, entdeckten Forschende Erstaunliches: Ein schwarzer Schimmelpilz hatte sich an den Wänden im Inneren des Reaktors ausgebreitet. Dieser überlebte dort nicht nur irgendwie – er gedieh äußerst prächtig. Cryptococcus neoformans, so sein Name, war regelrecht heiß auf Radioaktivität. Der Grund dafür war schnell gefunden: Der Pilz verfügt über einen hohen Anteil des Pigments Melanin, durch das er Strahlung absorbieren und diese in chemische Energie umwandeln kann. Nun untersuchen Forschende, ob Schimmelpilze dank dieser Eigenschaften auch Astronauten vor gefährlicher Strahlung im Weltall schützen könnten.

Künstler der Verwandlung

Pilze, so die Berliner Biotechnologin und Professorin  Vera Meyer, „haben unglaublich vielfältige Fähigkeiten, was ihren Stoffwechsel anbelangt“. Meyer ist Leiterin des Fachgebiets Angewandte und Molekulare Mikrobiologie an der Technischen Universität Berlin und hat sich seit über 20 Jahren der Welt der Fungi verschrieben: „Es ist ihre Anpassungs- und Wandlungsfähigkeit, die mich so fasziniert. Dazu gehört auch, wie sie zwischen Freund und Feind changieren.“ Einerseits gäbe es kein Leben, wie wir es kennen, ohne ihr Myzel – ihr unterirdisches Fadengeflecht, das Bäume und Pflanzen mit Nährstoffen versorgt. Andererseits können sie Organismen auch schaden, etwa indem sie Infektionen hervorrufen. Ihre Erscheinungsform reicht vom Fruchtkörper, der auf dem Waldboden wächst und so gut schmecken kann, bis zum Schimmel auf einer alten Brotscheibe. Und während es eine Pilzspore gerade mal auf die Größe von 2 bis 10 Tausendstel eines Millimeters bringt, ist der größte lebende Organismus der Erde ein dunkler Hallimasch in den USA: Dessen Myzel erstreckt sich in einem Nationalpark über eine Fläche von 9 Quadratkilometern.

Smarte Netzwerker

„Pilze sind überall, und sie sind Alleskönner“, fährt Vera Meyer fort. „Sie sind gleichermaßen Meister der Zersetzung wie der Synthese. Sie können pflanzliche Rohstoffe wie Holz oder Stroh durch Enzyme, also Bio-Katalysatoren, in ihre Bestandteile zerlegen und diese für vielfältigste Produkte neu kombinieren und zusammensetzen.“ An Ideen, wie der Mensch sich das zunutze machen könnte, mangelt es Meyer und ihrem Team nicht. Sie forschen zu pilzbasierten und damit nachhaltigen Fahrradhelmen ebenso wie zu Kleidung oder Verpackungsmaterial. Gleichzeitig entfachten die vielen Talente der Pilze auch in der akademischen Welt eine neue Dynamik der Vernetzung. „Die unterschiedlichen wissenschaftlichen Communitys beginnen jetzt, intensiver miteinander zu sprechen“, sagt Meyer. Forschende, die sich bislang etwa nur mit Proteinen oder Enzymen aus Pilzen beschäftigten, „verstehen nun: Mit Pilzen könnte ich auch nachhaltige Materialien für den Bau herstellen“.

Das Thema Bau beschäftigt auch Vera Meyer. Zusammen mit ihrem interdisziplinären Kollektiv MY-CO-X, das Künstler, Architekten und Biotechnologen vereint, hat sie eine bewohnbare Skulptur aus Pilzen und Holz geschaffen: Die 20 Quadratmeter große Holzkonstruktion MY-CO SPACE orientiert sich am Design einer Raumkapsel und ist vollständig biologisch abbaubar. „Bei den tragenden Teilen zeigen sich die Herausforderungen, vor denen die Pilzbiotechnologie steht: Materialien so haltbar und stabil zu machen, dass sie es mit Beton aufnehmen können“, erläutert Meyer. Die Forscherin setzt dafür auf sogenannte Verbundwerkstoffe: Das Myzel wächst dabei in Reststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft wie Stroh, Rinde oder Sägespäne oder in Beton, der aus Bauschutt recycelt wurde, und verdichtet die Partikel zu einem harten Komposit. Dabei verzweigt sich das Netzwerk an Pilzfäden immer weiter und wirkt wie ein Mörtel, der die Betonteile miteinander verbindet. Die neuen Materialien sollen CO₂-arm produziert und immer wieder recycelbar sein.

Die Stunde der Hidden Champions

Wie organisch sich Myzel-Material mit anderen Werkstoffen verbinden lässt, zeigt Meyer auch in ihren eigenen künstlerischen Arbeiten – und spiegelt mit ihren Pilzskulpturen den Zeitgeist wider: Die Begeisterung für die besonderen Eigenschaften und Fähigkeiten von Pilzen findet sich mittlerweile in den unterschiedlichsten Bereichen. Sie hat die Kunst ebenso erfasst wie die Popkultur, die Wirtschaft ebenso wie die Wissenschaft. Wir erleben zurzeit einen regelrechten „mushroom boom“. Pilzexperten wie dem promovierten US-Biochemiker Gordon Walker folgen über eine Million Fans virtuell auf den Streifzügen durchs Unterholz. Die isländische Sängerin Björk widmete den unterirdischen Lebewesen ihr neuestes Album, Fotografen setzen Pilze ästhetisch in Szene. Und Industrie und Wissenschaft wollen Pilze dazu bringen, mit ihrem Stoffwechsel dem Klima zu helfen – etwa indem die Organismen Fleischersatzprodukte herstellen oder ressourcenschonende Werkstoffe.

Die Talente von Pilzen bieten auch für die Industrie viele Chancen. „Wenn wir weg wollen von fossilen Rohstoffen hin zu nachwachsenden, müssen wir das Potenzial von Pilzen nutzen“, so Professorin Meyer. BASF tut genau das und lässt die kleinen Organismen in großem Maßstab aufleben: Sie verwerten organische Rohstoffe wie Zucker und verstoffwechseln sie zu nachhaltigen Produkten. „Dadurch können sie erdölbasierte chemische Prozesse ersetzen. Pilzliche Biotechnologie ist daher zusammen mit bakteriellen und weiteren Verfahren für uns eine Schlüsseltechnologie auf dem Weg zur klimaneutralen Chemie“, erklärt Dr. Doreen Schachtschabel, Vice President White Biotechnology Research bei BASF. Die industrielle Biotechnologie – auch Weiße Biotechnologie genannt – dürfte in den nächsten Jahren schneller wachsen als das klassische Chemiegeschäft. Bereits heute gibt es rund 3.000 Produkte im BASF-Portfolio, die zur Biotechnologie zählen oder biologisch abbaubar sind: von Aroma- und Duftstoffen bis hin zu Pflanzenschutzmitteln.

Appetit auf Abfall

Ein weiterer Pilz, der sich hefenartig vermehrt, ist derjenige, der in Tschernobyl Radioaktivität in chemische Energie wandelt, um zu wachsen. „Er ist nur ein Beispiel, wie Pilze als segensreiche Zerstörer wirken können“, betont Walker. Andere können zum Beispiel auch Kunststoff zersetzen: Landwirte machen sich dies mit der Mulchfolie aus zertifiziert biologisch abbaubarem ecovio^® von BASF zunutze: Sie pflügen die Folie nach der Ernte einfach unter. Mikroorganismen wie Bakterien oder Pilze erkennen die Struktur der Folie, wandeln sie zu CO₂, Wasser und Biomasse um – und bringen das Material so in den natürlichen Kreislauf. Der Kreislauf hat es auch Walker angetan: Wer fungale Organismen beobachte, erkenne: In der Natur gibt es keinen Abfall. Alles wird zersetzt und runderneuert, ein echter Kreislauf eben. „Pilze“, sagt Walker, „sind große Talente, die uns helfen können, eine lebenswerte Erde zu erhalten.“