Wie Pilze wachsen und die Bäume im Wald schützen

Weder Pflanzen noch Tiere: Pilze sind ein eigenes Reich. Und es ist ein richtig grosses. Zwei bis fünf Millionen verschiedene Arten Fungi, wie sie botanisch heissen, dürfte es weltweit geben. «Wissenschaftlich beschrieben sind aber nur 165 000 Arten», sagt Artemis Treindl. Die 31-jährige Mykologin, wie Pilzforscherinnen genannt werden, ist wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL).

Sehr viele Pilze seien sehr klein und weil sie nicht immer Fruchtkörper bildeten, seien sie nicht bekannt. Auch anderes über diese Lebewesen der dritten Art kennt man noch nicht sehr lange. So ordnete man Pilze bis in die späten 1960er-Jahre den Pflanzen zu, da sich beide stationär an einem Ort befinden. Dann sahen die Forschenden immer mehr die Unterschiede: «Pflanzen ernähren sich selbstständig. Sie produzieren über die Photosynthese ihre eigenen Kohlenhydrate», erklärt die Biologin.

Pilze können dies nicht. Sie müssen wie Tiere aktiv Nahrung aufnehmen. DNA-Vergleiche zeigten, dass Pilze genetisch den Tieren ähnlicher sind. Wenn auch nicht gleich. Deshalb bilden sie ein eigenes Reich aus Schlauch-, Ständer-, Joch- und Töpfchenpilzen sowie arbuskulären Mykorrhiza, aus ein- und vielzelligen Pilzen oder aus asexuellen Pilzen und solchen, die sich sexuell vermehren. Die grösste Gruppe mit rund65 000 Arten machen die Schlauchpilze aus, die meist sehr klein sind. Eine ihrer bekanntesten Vertreterinnen ist zugleich eine der grössten: die Morchel. Auch die edlen Trüffel sind Schlauchpilze.

Pilze für Lebensmittel und in der Medizin

Bei diesen Pilzen sei die Struktur, in der die Sporen zur Vermehrung gebildet werden, schlauchförmig, bei den Ständerpilzen sei es ein Ständer, erklärt Treindl die Einteilung. Zu den Ständerpilzen gehören die meisten Grosspilze, deren Fruchtkörper grösser ist als ein halber Zentimeter. Die einen haben Stiel und Hut wie der Steinpilz, der Eierschwamm oder der Fliegenpilz. Andere haben korallenförmige, keulenförmige oder fächerförmige Fruchtkörper.

Einzeller wie die Hefe gibt es laut Treindl überall: auf der Haut des Menschen, im Wasser, in der Luft. Deshalb könne man für einen Teig einfach Mehl mit Wasser mischen und stehen lassen. «Dieses Gemisch wird schnell von natürlicher Hefe bevölkert.» Neben der Backhefe, die allerdings meist in ihrer gezüchteten Form in der Küche verwendet wird, sind die Zuckerhefen einzellige Nutzpilze. Sie gären und erzeugen aus Zucker Alkohol und Kohlendioxid. Man braucht sie in der Bierbrauerei sowie bei der Produktion von Wein und anderen Alkoholika.

Ohne Schimmelpilze gäbe es weder Penicillin noch Camembert. Dank ihrer Hilfe entwickeln gewisse Käsesorten während des Reifeprozesses ihre Aromen. Vor bald 100 Jahren entdeckte ein schottischer Arzt, dass der Schimmelpilz Penicillium Bakterien zerstört hatte, woraus das – heute allerdings umstrittene – Antibiotikum entstand. Viele Grosspilze sind überdies seit Jahrhunderten fixe Bestandteile der Traditionellen Chinesischen Medizin, während man in Europa verschiedene Baumschwämme als Heilmittel schätzt.

Andere Pilze enthalten psychotrope Stoffe und wirken berauschend, weshalb sie auch «Magic Mushrooms» genannt werden. Viele Pilze schliesslich machen krank. Dies erkannte im ersten Jahrhundert nach Christus bereits der griechische Arzt Pedanios Dioskurides, der die Lebewesen in zwei Arten einteilte, in eine essbare und in eine tödlich giftige. Deshalb gilt es, beim Ausflug in den Wald wirklich nur die Pilze zu sammeln, die man kennt, und bei jeder Unsicherheit die Pilzkontrollstelle aufzusuchen.

Das Leben im Untergrund

Den tödlich giftigen Kegelhütigen Knollenblätterpilz könnten Unerfahrene für einen Champignon halten, sagt Artemis Treindl. Nicht tödlich sei der scheusslich wie ein Tintenfass stinkende Karbol-Champignon, aber er verursache heftige Magenprobleme. Grundsätzlich sollten Pilze nie roh gegessen werden. Sie sind aber auch gekocht nicht leicht bekömmlich. Das liege vor allem am schwer verdaulichen Zellwandbestandteil Chitin, erklärt die Biologin. Der Mensch brauche für die Verdauung etwa gleich viele Kalorien wie die Pilze ihm geben. Als Beilage seien sie grossartig, nicht aber als Hauptgericht.

Wenn nun bald die Pilzsaison anfängt und die Schweizerinnen und Schweizer in die Wälder zum Sammeln ziehen, dann haben sie es auf den eigentlich kleinsten Teil des Pilzes abgesehen: den oberirdischen Fruchtkörper. Der grösste Teil des Lebewesens befindet sich im Verborgenen unter der Erde. «Dort bilden die Zellen des Organismus aneinander gereiht Pilzfäden, die man Hyphen nennt», erklärt Artemis Treindl. Alle Hyphen zusammen heissen Myzel. Dieses ist der eigentliche Pilz und kann meterweit in den Untergrund hinab ragen.

Treffen sich zwei Myzelien mit unterschiedlichen Geschlechtern, fusionieren sie und wachsen zu einem Myzel zusammen, umschreibt Treindl den ersten Teil der Vermehrung. In diesem Zustand lebe der Pilz lange im Boden. Stimmen die Bedingungen, kommt dieses Myzel an die Oberfläche und ein Fruchtkörper wächst, der «Lockvogel» und Sexualorgan ist: Entweder in den Lamellen wie bei Fliegenpilzen und Champignons oder in den Röhren wie bei Steinpilzen wird beim zweiten Teil der Pilzvermehrung das genetische Material neu gemischt und Sporen werden produziert. Diese verbreitet der Wind und sie gelangen in den Boden, wo alles von Neuem beginnt.

Das «WWW» von Pilz und Pflanzen

Im Boden verbirgt sich auch ein Geflecht aus Pilzfäden sowie Pflanzen- und Baumwurzeln, über das Nährstoffflüsse und Informationen laufen und das in Anlehnung an das Internet «Wood Wide Web» genannt wird. 90 Prozent aller Pflanzen leben in Symbiose mit Pilzen. Der Begriff dafür lautet Mykorrhiza, zusammengesetzt aus den griechischen Wörtern für Pilz (mukes) und Wurzel (rhiza). Damit ist eine Wurzel gemeint, die von einem Pilz besiedelt ist. Ein Drittel der Grosspilze im Wald sind Mykorrhizapilze, darunter Speisepilze wie Trüffel, Eierschwamm und Steinpilz, aber auch Giftpilze wie Fliegen- und Knollenblätterpilz. Einige Arten verbinden sich mit bestimmten Baumarten, der Lärchenröhrling etwa oder der Eichenreizker. Andere wachsen ausschliesslich in Nadel- oder Laubwäldern.

Ihre Fäden ummanteln die einzelnen Feinwurzeln der Bäume, wachsen zwischen die Wurzelzellen und vergrössern so das Wurzelnetzwerk der Bäume um bis das Hundertfache. Dabei tauschen Pilz und Baum in der Mykorrhiza im sogenannten Hartigschen Netz Nährstoffe aus. In der unterirdischen Tauschbörse gibt der Pilz dem Baum Stickstoff und Phosphor, die seine feinen Fäden aus kleinsten Bodenporen aufgenommen haben. Im Gegenzug versorgt der Baum den Pilz mit Kohlenhydraten wie Zucker, die er via Photosynthese hergestellt hat.

Dass Waldbäume in ihren Wurzelräumen Zucker austauschen, entdeckten Biologen erst in den 1980er-Jahren. Heute wissen sie, dass Pilze bis zu dreissig Prozent des produzierten Zuckers erhalten. Viele Details zum Aufbau des Wurzel-Webs sind noch unklar, erst allmählich und dank genetischer Methoden erfasst die Forschung immer mehr, was im Waldboden vor sich geht. So haben Biologinnen und Mykologen herausgefunden, dass Pilzfäden das soziale Netzwerk richtig grosser Communitys über weite Strecken sein können.

Ein Pilz in Süddeutschland verband gemäss einer Bachelorarbeit bis zu zwanzig Meter hinweg drei Eichen, eine Fichte, eine Birke und eine Hagebuche miteinander. «Jeder Baum kann mit mehreren Mykorrhizapilzen in Symbiose leben, bis zu hundert verschiedene Arten können an einem Baum vorkommen, und viele Mykorrhizapilze können sich mit mehreren Bäumen und Baumarten verbinden», umschreibt Artemis Treindl das Wood Wide Web.

Ohne Wald gäbe es keine Pilze. Und ohne Pilze wäre im Wald deutlich weniger los. Die Wälder würden sicher ganz anders aussehen. Denn die in das Netzwerk eingebundenen Bäume profitieren davon auf verschiedene Weise. Sie wachsen besser und sind gesünder. Mykorrhizapilze sind ziemlich robust gegenüber Schwer-metallen wie Blei, Nickel oder Quecksilber, die für die Bäume toxisch sind. Die Pilze halten die Giftstoffe zurück, indem sie diese in sich anreichern.

Während dies bei Speisepilzen für Menschen zu gesundheitsgefährdenden Konzentrationen führen kann, schützen Mykorrhizapilze ihre Bäume davor, die giftigen Substanzen aufzunehmen. Die Symbiosepilze sind auch weniger stressanfällig und übertragen das auf die Bäume, die weniger empfindlich auf Frost und andere Stressfaktoren reagieren oder mehr Abwehrkräfte gegenüber Krankheitserregern oder Schädlingen haben. «Manche Pilze können ihre Pflanzenpartner auch warnen», sagt Treindl. «Wenn zum Beispiel ein Käfer einen Baum befällt, werden die anderen Bäume über die Mykorrhizen informiert.»

Die Gefahr eingeschleppter Arten

Und die derart vorgewarnten Bäume können dann Abwehrkräfte mobilisieren. Keine Chance haben gewisse Bäume aber gegen einige der eingeschleppten Arten. 300 verschiedene dieser Neomyceten gibt es in der Schweiz und viele sind schon lange im Land. Die allermeisten sind harmlos und laut Treindl auch nicht oder nicht so sehr eine Konkurrenz für einheimische Pilze. Aber wenn das Falsche Weisse Stängelbecherchen (Hymenoscyphus fraxineus) eine Esche befällt, ist dies fatal für den Baum.

Der Pilz stammt aus Japan und kam wahrscheinlich über den Setzlingshandel in die Schweiz. Seit er 2008 hierzulande erstmals festgestellt wurde, wuchs er zu einer ernsthaften Gefahr für die Esche heran. In seiner Heimat sei der Pilz asexuell und wachse einfach in den Blättern, erklärt Treindl. Bei der europäischen Esche hingegen wachse er weiter in den Trieb hinein und vermehre sich dort. Ein Eschensterben ist die Folge. Andere Neomyceten verursachen Kastanienrindenkrebs oder die Tierseuche «Krebspest», welche Flusskrebse bedroht.

Selbst ein Teil der Weltpolitik, wenn auch indirekt, war dereinst ein weiterer Neomycet, wie der Wissenschaftsjournalist Bernard Dixon 1998 schrieb. Der als Kartoffelfäule bekannte Parasit Phytophthora infestans kam in den 1840er-Jahren von Nordamerika nach Irland und breitete sich dort völlig unbemerkt auf den Kartoffeläckern aus. Von 1845 bis 1849 vernichtete er fast die gesamten Ernten. Eine Million Iren starb und im Zuge der Hungersnot wanderten zwei Millionen nach Übersee aus – darunter auch die Familien Kennedy und Fitzgerald, die Vorfahren des späteren US-Präsidenten John F. Kennedy.

Einschleppung muss verhindert werden

Wie die Kartoffelfäule schleppen die Menschen die meisten Neomyceten unbemerkt und unbeabsichtigt ein. Die Hotspots in der Schweiz sind das Tessin und das Mittelland, wo sie sich über Setzlinge ausbreiten, sowie der Raum Basel, wo der Hafen das Einfallstor ist. Sind schädliche Neomyceten einmal im Land, kann man kaum etwas gegen sie ausrichten. Die Forschung testet zwar Impfungen der Bäume mit Viren. Der beste Schutz heimischer Baumarten und Pflanzen sei aber, dass man das Einschleppen verhindere, betont Treindl und fordert: «Holz, Erde und Setzlinge müssen systematisch untersucht werden.»

So ist das Eschensterben auch für die an den Baumwurzeln wachsenden Morcheln keine gute Nachricht. 6000 Arten Grosspilze gibt es in der Schweiz. Viele davon sind sehr selten, wie 2007 eine erste Evaluation aller Pilze zeigt. «Nur für 3000 Arten kamen überhaupt genügend Daten zusammen und davon wurde ein Drittel als gefährdet eingestuft», sagt Treindl. In der Natur sehr selten ist etwa der als Zuchtpilz beliebte Kräuterseitling. Der Wärme und Eichenwälder liebende Kaiserling kommt auf der Alpennordseite kaum vor, im Tessin dagegen gibt es ihn, man sollte ihn aber nicht sammeln. In Italien ist er laut Treindl ein äusserst geschätzter Speisepilz.

Dass hierzulande viele Pilzarten in ihren Beständen gefährdet sind, geht meist auf den Verlust von Lebensräumen zurück. «Vertrocknete Moore, gerodete Wälder oder überdüngte Wiesen wirken sich auf Pilze aus», sagt die Mykologin. Die Forschungsgruppe Swissfungi bildet das WSL-Wissenschaftsteam, das die Rote Liste mit Hilfe von Freiwilligen bis 2025 überarbeiten wird. Ziel der mehrjährigen Feldstudie ist, von möglichst vielen Pilzen – auch von den bisher fehlenden – Daten zu sammeln, und dies nicht nur in den Wäldern,sondern auch im offenen Land.

Gefährdete Arten in Wiesen und Mooren

Denn der Anteil der potenziell gefährdeten Pilze, die in der Schweiz bis auf maximal 3000 Metern Höhe wachsen, ist gerade auf Wiesen, Weiden und Mooren sowie Hochmooren hoch. «Es gibt zu viel Fläche mit intensiver Landwirtschaft und zu wenig Magerwiesen», sagt Treindl. Hier wachsen aber sehr viele Arten wie die grosse Gruppe der Saftlinge. Auch im Wald, der in der Schweiz zwar seit über 100 Jahren eher zurückhaltend genutzt und oft naturnah bewirtschaftet wird, können Pilzarten gefährdet sein.

Die Forstwirtschaft neigt dazu, Bäume früh zu fällen und Wälder schnell aufzuräumen. Dies aber bedroht jene Pilze, die auf alte Bäume angewiesen sind oder auf Totholz leben. So können Baumschwämme alte, kranke Bäume befallen oder bereits abgestorbene. Ihr Myzel befindet sich im Inneren des Baumes, wo es sich vom toten, inaktiven Kernholz ernährt. Erst wenn die Holzzersetzung weit fortgeschritten ist, entstehen Fruchtkörper – oft beeindruckend grosse, halbkreis- oder hufförmige Gebilde.

Zu viel Stickstoff hemmt das Wachstum

Neben Land- und Forstwirtschaft sorgen Industrie, Heizungen und Verkehr für Emissionen von Luftschadstoffen, die Mykorrhizapilzen Probleme bereiten. Aus der verschmutzten Luft gelangen mehr Säuren und Stickstoffe in den Wald und in die sauren, kargen Böden. Einen Einfluss hat auch der Klimawandel.Einerseits findet man heutzutage auf der Alpennordseite immer wieder auch weisse Alba-Trüffel, die es früher nur im Süden gab. Andererseits werden die Luft und die Böden wärmer und deshalb stickstoffhaltiger.

Stickstoff hemmt das Pilzwachstum unter- wie oberirdisch. Dies tun auch Hitze und Trockenheit, denn Feuchtigkeit mögen alle Pilze, wie die Mykologin beim Rundgang durch den Wald hinter der WSL in Birmens-dorf ZH sagt. Der Boden ist nach der langen Periode ohne Landregen weit hinab komplett ausgetrocknet, Laub und heruntergefallene Äste knacken bei jedem Schritt. Bis auf einen beeindruckenden Riesenporling, dessen zungenförmige, aufgefächerte Hüte zwischen Sträuchern hervorschauen, sind weit und breit keine Pilze zu sehen, auf die es Sammler absehen könnten.

Das Sammeln schmälere den jährlichen Fortbestand von Eierschwämmen, Steinpilzen, Morcheln und Co. nicht, betont die Forscherin Artemis Treindl. Dies habe eine Langzeitstudie gezeigt. «Was wir essen, sind keine bedrohten Arten.» Wie aber das Pilzjahr 2022 wird, wird sich erst weisen.