Das schnellste biologische Geschoss der Welt

Oxford (USA) - Schimmelpilze, die auf dem Kot von Pflanzenfressern wachsen, haben ein Problem: Sie müssen ihre Sporen möglichst weit wegschleudern, damit Tiere sie aufnehmen und verbreiten können. Dazu haben die Pilze verschiedene Mechanismen entwickelt. Jetzt ist es amerikanischen Forschern mit Spezialkameras erstmals gelungen, das Abschießen der Sporen so zu dokumentieren, dass sich daraus Geschwindigkeit und Beschleunigung exakt berechnen lassen. Danach werden die mikroskopisch kleinen Geschosse der 20.000- bis 180.000-fachen Erdbeschleunigung ausgesetzt. Sie erreichen dadurch Geschwindigkeiten von bis zu 25 Meter pro Sekunde oder 90 km/h. Diese Pilzsporen sind demnach die schnellsten Flugobjekte der belebten Natur, schreiben die Biologen im Online-Journal "PLoS One".

Zwischen dem Abschuss der Sporen und ihrer Landung nach einer Strecke von mehr als zwei Metern vergeht weniger als eine viertel Millisekunde - ein Lidschlag dauert dagegen 400-mal so lange. So kommentieren die Forscher um Nicholas Money von der Miami University in Oxford ihre Filmaufnahmen mit dem "Pillenwerfer"-Pilz Pilobolus kleinii. Dieser war einer von vier Schimmelpilzarten, deren Sporenverbreitung die Biologen mit Ultrahochgeschwindigkeitskameras gefilmt haben - mit Bildfrequenzen von bis zu 250.000 Aufnahmen pro Sekunde. In früheren Untersuchungen hatten die Wissenschaftler die Geschwindigkeit der explosionsartig freigesetzten Sporen mit indirekten Messmethoden nur abschätzen können.

Auch die Mechanismen, durch welche Pilzsporen so weit weggeschleudert werden können, haben die Forscher jetzt genauer untersucht. Voraussetzung für den Vorgang ist, dass die Sporen tragende Zelle einen Druck aufbaut. Dieser so genannte osmotische Druck entsteht durch hohe Konzentrationen von Salzen und organischen Substanzen. Das führt dazu, dass Wasser in die Zelle eindringt und deren Innendruck erhöht. Das Platzen der Zelle schleudert dann die Sporen weg. Hayley Kilroy, einer der Autoren, hat die schönsten Filmaufnahmen mit Chormusik von Verdi untermalt und ins Internet gestellt (http://www.plos.org/press/pone-03-09-money.avi).