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Neue Großgruppe der Pilze entdeckt

Genomstudien enthüllen neuen Zweig der Pilzevolution

Pilze
Diese Erdzunge ist einer von 600 „seltsamen“ Pilzen, die Forschende jetzt in einer eigenen Klasse zusammengefasst haben. © Alan Rockefeller/CC-by-sa 4.0

Ein Zuhause für Sonderlinge: 600 auf den ersten Blick ungleiche Pilze, die nie so recht in den Stammbaum der Pilze passen wollten, bilden in Wirklichkeit eine eigene Gruppe, wie Genomanalysen ergeben haben. Die neue Pilzklasse trägt den Namen Lichinomycetes. Ihre Mitglieder stammen von einem gemeinsamen Vorfahren ab, der sich schon vor 300 Millionen Jahren von anderen Großgruppen abspaltete.

Pilze bilden neben Tieren und Pflanzen eines der drei großen Reiche eukaryotischer Lebewesen. Dementsprechend vielfältig und weit verbreitet sind ihre Vertreter. Pilze bevölkern die ganze Welt, einschließlich anderer Lebewesen. Sie können krank machen, Antibiotika herstellen und sogar miteinander sprechen. Die größte Gruppe innerhalb der Pilze sind die sogenannten Ascomycota oder Schlauchpilze. Zu ihnen gehören etwa zwei Drittel aller benannten Pilzarten.

Spurensuche bei den „Sonderlingen“ der Pilze

Doch die Schlauchpilze sind keine homogene Gruppe. Unter ihnen gibt es auch einige Vertreter, die gewissermaßen aus der Reihe tanzen und von Wissenschaftlern bislang als „Sonderlinge“ abgestempelt wurden. Dazu gehören etwa Käferdarm-Mikroben, ein Pilz, der im Saft kanadischer Bäume gefunden wurde, und Flechten, die in extremen Lebensräumen wie der südamerikanischen Atacama-Wüste vorkommen.

Auf den ersten Blick könnten diese Arten nicht unterschiedlicher sein, was sich auch darin widerspiegelt, dass Forschende sie bislang in völlig verschiedenen Klassen eingeordnet hatten. Zum Vergleich: Innerhalb des Tierreichs bilden etwa Reptilien und Säugetiere zwei verschiedene Klassen. Doch ein Team um David Díaz-Escandón von der kanadischen University of Alberta hat einige dieser Pilze nun noch einmal genauer unter die Lupe genommen, um ihren Platz im Reich der Pilze besser zu verstehen.

Die Wissenschaftler sequenzierten dafür die Genome von 30 Vertretern bislang stiefmütterlich behandelter Linien, die zusammengenommen über 600 Pilzarten repräsentieren. Anschließend verglichen sie die Genome miteinander, um verborgene Gemeinsamkeiten oder mögliche Verwandtschaftsverhältnisse aufzudecken.

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„Ein Paukenschlag für die Pilzwelt“

Das Ergebnis: „Zweiundzwanzig der dreißig untersuchten Linien gehen auf einen gemeinsamen Vorfahren zurück“, erklärt Koautor Robert Lücking vom Botanischen Garten Berlin. Der gemeinsame Vorfahre dieser Pilze müsste sich gemäß phylogenetischer Analysen bereits vor rund 300 Millionen Jahren von den Vorfahren anderer Schlauchpilzgruppen abgespalten haben.

Das Forschungsteam fasst die verwandten Linien in einer neue Pilzklasse namens „Lichinomycetes“ zusammen. „Für die Pilzwelt ist das ein echter Paukenschlag, eine derartige Neuordnung ist bisher beispiellos“, sagt Lücking. Zu ihr gehören über 600 Arten. Drei Viertel davon sind Flechten-Symbionten, also Pilze, die mit anderen Lebewesen wie Algen oder Cyanobakterien eine Lebensgemeinschaft eingehen. Der Pilz bezieht dabei Nährstoffe aus der Photosynthese seines Partners. Die neu identifizierten Verwandtschaftsbeziehungen könnten darauf hindeuten, dass sich die Flechten bereits viel früher als bislang angenommen entwickelten, so die Forschenden.

Flechte
Drei Viertel der Lichinomycetes sind Flechten, darunter diese Gewöhnliche Leuchterflechte (Candelaria concolor). © Robert Lücking/ Botanischer Garten Berlin

Klasse der Unselbstständigen

Doch die unterschiedlichen Pilze dieser neuen Klasse eint mehr als nur ein gemeinsamer Vorfahre. Auch ihre DNA weist erstaunliche Gemeinsamkeiten auf. „Das vielleicht auffälligste Merkmal der Lichinomyceten ist ihr kleines Genom und die geringe Anzahl an Genen“, schreiben Díaz-Escandón und seine Kollegen.

Im Laufe der Evolution seien vor allem solche Gene verloren gegangen, die den Pilzen die Fähigkeit verleihen, komplexe Kohlenhydrate zu integrieren. Deshalb sind die meisten Vertreter dieser Klasse laut Forschenden auf ein Zusammenleben mit anderen Organismen wie Algen angewiesen, um ausreichend mit Nährstoffen versorgt zu werden.

Die Entdeckung der Lichinomyceten hat verschiedene Implikationen für die Forschung. Durch sie könnten Wissenschaftler einerseits mehr über die Evolution der Pilze lernen und darüber, wie sich für die Biotechnologie wichtige Eigenschaften vererben. Andererseits könnten die neuen Erkenntnisse auch dazu beitragen, die „Sonderlinge“ unter den Pilzen besser zu erforschen und ihre Lebensräume in Zukunft besser zu schützen. (Current Biology, 2022, doi: 10.1016/j.cub.2022.11.014)

Quelle: University of Alberta, Freie Universität Berlin

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