Ein Pilzexperte untersucht

Nahezu alle Organismen der Erde kommunizieren auf die eine oder andere Weise miteinander, vom Nicken und Tanzen und Quietschen und Brüllen von Tieren bis hin zu den unsichtbaren chemischen Signalen, die von Pflanzenblättern und -wurzeln ausgesandt werden. Aber was ist mit Pilzen? Sind Pilze so leblos, wie sie scheinen – oder passiert etwas Spannenderes unter der Oberfläche?

Neue Forschung von Informatiker Andreas Adamatzky am Unconventional Computing Laboratory der University of the West of England, legt nahe, dass dieses alte Königreich eine ganz eigene elektrische „Sprache“ hat – weitaus komplizierter, als man bisher dachte. Der Studie zufolge könnten Pilze sogar „Wörter“ verwenden, um „Sätze“ zu bilden, um mit Nachbarn zu kommunizieren.

Nahezu die gesamte Kommunikation innerhalb und zwischen vielzelligen Tieren umfasst hoch spezialisierte Zellen, die als Nerven (oder Neuronen) bezeichnet werden. Diese übertragen Nachrichten von einem Teil eines Organismus zu einem anderen über ein verbundenes Netzwerk, das als Nervensystem bezeichnet wird. Die „Sprache“ des Nervensystems besteht aus charakteristischen Mustern elektrischer Potentialspitzen (auch bekannt als Impulse), die Lebewesen helfen, schnell zu erkennen und darauf zu reagieren, was in ihrer Umgebung vor sich geht.

Obwohl Pilze kein Nervensystem haben, scheinen sie Informationen mit elektrischen Impulsen über fadenähnliche Filamente, sogenannte Hyphen, zu übertragen. Die Filamente bilden ein dünnes Netz namens Myzel, das Pilzkolonien im Boden verbindet. Diese Netzwerke sind tierischen Nervensystemen bemerkenswert ähnlich. Durch die Messung der Frequenz und Intensität der Impulse kann es möglich sein, die Sprachen zu entschlüsseln und zu verstehen, die zur Kommunikation innerhalb und zwischen Organismen in den Reichen des Lebens verwendet werden.

Mit winzigen Elektroden zeichnete Adamatzky die rhythmischen elektrischen Impulse auf, die über das Myzel von vier verschiedenen Pilzarten übertragen wurden.

Er fand heraus, dass die Impulse in Amplitude, Frequenz und Dauer variierten. Indem er mathematische Vergleiche zwischen den Mustern dieser Impulse mit denen anstellt, die typischerweise mit der menschlichen Sprache assoziiert werden, schlägt Adamatzky vor, dass sie die Grundlage einer Pilzsprache bilden, die bis zu 50 Wörter umfasst, die in Sätzen organisiert sind. Die Komplexität der von den verschiedenen Pilzarten verwendeten Sprachen schien unterschiedlich zu sein, wobei der Spaltkiemenpilz (Gemeinde Schizophyllum) mit dem kompliziertesten Lexikon der getesteten.

Der Spaltkiemenpilz ist in verrottendem Holz verbreitet und soll mehr als 28,000 Geschlechter haben.
Bernhard Spragg/Wikipedia

Dies erhöht die Möglichkeit, dass Pilze ihre eigene elektrische Sprache haben, um spezifische Informationen über Nahrung und andere Ressourcen in der Nähe oder potenzielle Gefahren- und Schadensquellen untereinander oder sogar mit weiter entfernten Partnern auszutauschen.

Unterirdische Kommunikationsnetze

Dies ist nicht der erste Beweis dafür, dass Pilzmyzelien Informationen übermitteln.

Mykorrhizapilze – fast unsichtbare fadenförmige Pilze, die enge Partnerschaften mit Pflanzenwurzeln eingehen – haben ausgedehnte Netzwerke im Boden, die benachbarte Pflanzen verbinden. Durch diese Assoziationen erhalten Pflanzen meist Zugang zu Nährstoffen und Feuchtigkeit, die von den Pilzen aus den kleinsten Poren im Boden geliefert werden. Dies erweitert den Bereich, aus dem Pflanzen Nahrung beziehen können, erheblich und erhöht ihre Toleranz gegenüber Trockenheit. Im Gegenzug überträgt die Pflanze Zucker und Fettsäuren auf die Pilze, sodass beide von der Beziehung profitieren.

Das Myzel von Mykorrhizapilzen ermöglicht symbiotische Beziehungen mit Pflanzen.
KYTan/Shutterstock

Experimente mit Pflanzen nur durch Mykorrhizapilze verbunden, haben gezeigt, dass beim Angriff einer Pflanze innerhalb des Netzwerks durch Insekten die Abwehrreaktionen benachbarter Pflanzen ebenfalls aktiviert werden. Über das Pilznetzwerk werden offenbar Warnsignale übermittelt.

Andere Untersuchungen haben gezeigt, dass Pflanzen mehr als nur Informationen über diese Pilzfäden übertragen können. In einigen Studienscheint es, dass Pflanzen, einschließlich Bäume, auf Kohlenstoff basierende Verbindungen wie Zucker auf Nachbarn übertragen können. Diese Übertragung von Kohlenstoff von einer Pflanze zur anderen über Pilzmyzelien könnte besonders hilfreich sein, um Sämlinge bei ihrer Etablierung zu unterstützen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn diese Sämlinge von anderen Pflanzen beschattet werden und daher in ihren Fähigkeiten zur Photosynthese und Kohlenstofffixierung für sich selbst eingeschränkt sind.

Wie genau diese unterirdischen Signale übertragen werden, bleibt jedoch umstritten. Es ist möglich, dass die Pilzverbindungen innerhalb der Hyphen selbst chemische Signale von einer Pflanze zur anderen übertragen, ähnlich wie die elektrischen Signale, die in der neuen Forschung untersucht werden. Es ist aber auch möglich, dass sich Signale in a auflösen Wasserfilm an Ort und Stelle gehalten und durch die Oberflächenspannung über das Netzwerk bewegt. Alternativ könnten andere Mikroorganismen beteiligt sein. Bakterien in und um Pilzhyphen könnte das ändern Zusammensetzung ihrer Gemeinden oder als Reaktion auf eine sich ändernde Wurzel- oder Pilzchemie funktionieren und eine Reaktion in benachbarten Pilzen und Pflanzen induzieren.

Die neue Forschung, die die Übertragung von sprachähnlichen elektrischen Impulsen direkt entlang von Pilzhyphen zeigt, liefert neue Hinweise darauf, wie Nachrichten durch Pilzmyzel übermittelt werden.

Pilz zur Debatte?

Obwohl es ansprechend ist, das elektrische Spiking in Pilzmycelien als Sprache zu interpretieren, gibt es alternative Möglichkeiten, die neuen Erkenntnisse zu betrachten.

Der Rhythmus elektrischer Impulse hat eine gewisse Ähnlichkeit mit wie Nährstoffe entlang Pilzhyphen fließen, und kann daher Prozesse in Pilzzellen widerspiegeln, die nicht direkt mit der Kommunikation zusammenhängen. Die rhythmischen Pulse von Nährstoffen und Elektrizität können die Muster des Pilzwachstums offenbaren, während der Organismus seine Umgebung nach Nährstoffen erkundet.

Natürlich bleibt die Möglichkeit bestehen, dass die elektrischen Signale überhaupt keine Kommunikation darstellen. Vielmehr könnten geladene Hyphenspitzen, die die Elektrode passieren, die in der Studie beobachteten Aktivitätsspitzen erzeugt haben.

Was um alles in der Welt reden sie?
Katie Feld, Autor zur Verfügung gestellt

Es bedarf eindeutig weiterer Forschung, bevor wir mit Sicherheit sagen können, was die in dieser Studie nachgewiesenen elektrischen Impulse bedeuten. Was wir aus der Forschung entnehmen können, ist, dass elektrische Spitzen möglicherweise ein neuer Mechanismus zur Übertragung von Informationen über Pilzmycelien sind, mit wichtigen Auswirkungen auf unser Verständnis der Rolle und Bedeutung von Pilzen in Ökosystemen.

Diese Ergebnisse könnten die ersten Einblicke in die Pilzintelligenz, sogar das Bewusstsein, darstellen. Das ist ein sehr großes „könnte“, aber abhängig von den beteiligten Definitionen bleibt die Möglichkeit bestehen, obwohl sie auf Zeitskalen, Frequenzen und Größenordnungen zu existieren scheint, die von Menschen nicht leicht wahrgenommen werden können.

Katie Feld, Professor für Pflanzen-Boden-Prozesse, University of Sheffield

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