Wachstum und Fortpflanzung der Schimmelpilze

Der Begriff Sporen Der Begriff Sporen ist aus dem Griechischen abgeleitet und bedeutet so viel wie das Säen, die Saat oder der Samen. umfasst Partikel Feste oder flüssige Teilchen in schwebefähiger Verteilung in Flüssigkeiten oder Gasen. sehr unterschiedlicher Größe – von 2 bis 150 µm (1/1000 mm) im Durchmesser und Herkunft. Der Begriff wird für alle möglichen Einheiten benutzt, die der Verbreitung von Pilzen dienen, unabhängig von sexueller oder asexueller Vermehrung. Das mikrobielle Wachstum verläuft im Wesentlichen immer nach dem gleichen Schema: sobald eine Spore ausreichend lange einer bestimmten Menge an Feuchtigkeit ausgesetzt ist und weitere für das Wachstum notwendige Voraussetzungen vorliegen, kommt es zunächst zur Keimung, anschließend zum Wachstum und abschließend zur Vermehrung bzw. Replikation Die Vermehrung eines Bakteriums durch Zellteilung erfordert auch eine Vermehrung seiner Erbsubstanz. Der dazu notwendige Vorgang wird als Replikation bezeichnet. .

Sporen werden nach ihrer Morphologie in so genannte Planosporen (durch Geißeln Viele Prokaryoten können sich in flüssigen Medien aktiv bewegen. Häufig beruht diese Beweglichkeit auf dem Besitz einer oder mehrerer Flagellen. beweglich) und Aplanosporen (unbeweglich) unterschieden. Nach ihrem Entstehungsort werden Sporangiosporen Sporen von Jochpilzen (Zygomyceten). Siehe Pilze. ( Endosporen Endosporen kommen bei einigen gram-positiven Bakterien vor. Zu den Sporenbildnern gehören die Krankheitserreger Clostridium botulinum (Botulismus), Clostridium perfringens (Gasbrand), Clostridium ), die intern im so genannten Sporangium Botanischer Behälter, in dem Sporen gebildet werden. (= Sporenbehälter) gebildet werden, von den so genannten Konidien (Exosporen) unterschieden. Hierbei handelt es sich um Sporen, die von der Mutterzelle nach außen abgeschnürt werden.

Freigesetzte Sporen befinden sich wie Staubteilchen in der Luft. Konzentrationen dieser Sporen ergeben sich immer dort, wo ein bereits vorhandener Pilz die Sporen produziert. Nach bisherigen Erkenntnissen geht man von wenigen 100 bis mehreren tausend Sporen pro m³ Luft aus – je nach Hintergrundbelastung Nicht zu vermeidende, ständig vorhandene Kontamination der Raumluft, Oberfläche oder Baustoffe. und mikrobieller Belastung im Innenraum Ein Innenraum im Kontext der Schimmelpilzanalyse und -sanierung sind Wohnungen mit Wohn-, Schlaf-, Kinder-, Arbeits-, Hobby-, Sport- und Kellerräume usw. . Gemeinsam mit anderen biologischen Partikeln wie Milben, Hautschuppen, Pollen und Bakterien sind Pilzsporen einer der Hauptbestandteile des so genannten Aeroplanktons. Da alle diese Partikel biologischen Ursprungs sind, die sich in der Luft befinden, wird auch der Begriff Bioaerosol verwendet. Da diese Sporen etwas schwerer als Luft sind, fallen sie mit der Zeit auf den Boden und können sich dort ansiedeln, wenn geeignete Nährstoffe Nährstoffe dürfen weder mit den Begriffen Nährboden oder Nährmedien verwechselt werden. Mit Nährstoffe werden die Partikel bezeichnet, die sich als und Lebensbedingungen vorhanden sind. Fehlende Feuchtigkeit hemmt das Wachstum, aber manche Sporenarten können auch in Trockenheit über Jahre hinweg überleben.¹

Beim Auskeimen der Sporen entsteht zunächst ein Geflecht aus fadenförmigen farblosen Zellen, die als Hyphen (aus dem griech. = das Gewebte) meistens verwendet für fadenförmige, evtl. verzweigte, Schimmelpilzzelle. Die Hyphen dienen der Ernährung oder der (griech. Hyphe = Gewebe, Pilzfaden) bezeichnet werden. Diese Hyphen wachsen dann immer wieder verzweigt zu einem Pilzgeflecht weiter und bilden das so genannte Myzel Das Myzel (auch Myzelium oder im Plural Myzelien genannt) ist ein Pilzgeflecht und wird durch die Gesamtheit eines aus verzweigten (griech. Mykes = Pilz oder myzeln = saugen), welches sich mit der Zeit dunkel färbt und erst dann sichtbar wird. Das wuchernde Myzel zeigt sich als dunkle, schwarzgraue, auch bläulich-grüne, gelbliche, rötliche oder bräunliche Fleckenbildung, die umgangssprachlich auch als Stockflecken Umgangssprachliche Bezeichnung für Schimmelpilzbefall, vor allem auf Textilien. bezeichnet werden. Die Nebenfruchtformen der Schimmelpilze Pilze sind weit verbreitete Organismen auf der Erde und besiedeln unterschiedlichste Substrate, auf oder in denen sie auf Grund ihrer bilden ihre Sporen in der Regel als außen liegende Konidiosporen Siehe Meiosporen, siehe Pilze. , kurz Konidien genannt. Der Begriff wurde aus dem Griechischen (Konis = Staub Staub ist die Sammelbezeichnung für feste Teilchen (Partikel), die in der Luft längere Zeit verteilt bleiben (schweben) oder sich binnen , weil die Sporen fein wie Staub sind) abgeleitet.

Nach Mücke und Lemmen¹ „wachsen im so genannten asexuellen Zyklus aus dem Myzel Sporenträger heraus, an deren Spitze sich die Konidien abschnüren oder Sporangien Siehe Schimmelpilze. bilden. Im sexuellen Zyklus dagegen entwickelt das Myzel Geschlechtsorgane: ein „männliches“ Antheridium und ein „weibliches“ Ascogon. Die morphologischen Vorgänge, die zu Kernverschmelzung und Reduktionsteilung – und damit zur Neukombination von Erbanlagen – führen, sind bei den taxononischen Gruppen sehr unterschiedlich. Im folgenden Beispiel entstehen in einem Behälter (Ascus) durch drei Teilungen acht Ascosporen Ascosporen werden in zylindrischen bis ovalen Strukturen (Asci) gebildet. Hier ist eine vorherige Gametangiogamie schwer erkennbar, da sie recht früh . Geschlechtsorgane und Ascosporen werden von Pilzfäden umwuchert und bilden einen Fruchtkörper Der Fruchtkörper stellt das Endprodukt eines Pilzgewächses dar. Das Aussehen der im Innenbereich festgestellten (Schimmel)Pilze kann sich wie folgt unterscheiden: (Ascokarp), aus dem die Ascosporen freigesetzt werden.“

Grundsätzlich sind Schimmelpilze sowohl zur vegetativen Vermehrung als auch zur sexuellen Fortpflanzung fähig. Die vegetative Vermehrung zeichnet sich durch die Bildung von Mitosporen aus, welche durch Mitose Als Mitose (zu Griechisch μίτος = Faden) bezeichnet man den Vorgang der Zellkernteilung, bezogen auf Zellen eines eukaryotischen Lebewesens. Dieser (also einfache Zellteilung) entstehen. Das hat zur Folge, dass eine genetisch einheitliche Nachkommenschaft hervorgebracht wird, die mit dem Mutterorganismus genau übereinstimmt. Dagegen dient die sexuelle Vermehrung der Schaffung genetischer Variabilität, da die Bildung der so genannten Meiosporen Schimmelpilze sind ausschließlich unter den Asco-, Basidio- und Zygomyceten zu finden. Beinahe alle Schimmelpilzarten sind aber nicht unmittelbar in eine das genetische Material neu ordnet, und die Gene zwischen den Partnerorganismen gemischt werden. Dies bringt einen erheblichen Vorteil mit sich. Es schafft Variabilität unter den Nachkommen, wodurch eine Anpassung an ungünstige Umweltbedingungen möglich wird, die das Überleben der Art sichern. Die Art der Fortpflanzung eines Pilzes kann je nach Lebensbedingungen variieren und ist eine der wesentlichen Gründe für die hohe Kunst der Anpassungsfähigkeit. Pilze Pilze sind chlorophyllfreie Organismen mit heterotropher Ernährungsweise (Ernährung durch Aufnahme organischer Nahrung), die sich durch Sporen verbreiten und vermehren. Alle sind unbewegliche, heterotrophe Organismen und haben deshalb komplexe Strategien entwickelt, um nach Verbrauch einer Nahrungsquelle wieder neue Habitate besiedeln zu können oder auch eine längere nahrungslose Zeit überdauern zu können. Diese beiden Überlebensstrategien werden bei den Pilzen durch die Bildung von Sporen sichergestellt. Diese können mitotisch (asexuell) oder meiotisch (sexuell) gebildet werden. Oft ist ein Pilz so gar in der Lage, beide Sporenarten zu bilden.^1,2

Die Zahl der Sporen, die von einigen Schimmelpilzen gebildet werden, ist enorm. So können an einem einzigen Fruchtkörper bis zu 10⁶ Sporen pro Stunde produziert werden – und das über mehrere Tage. Für die Entwicklung sind Licht sowie die Voraussetzungen an der Grenzfläche (Wasser-Luft) notwendig. Dies stellt sicher, dass die Sporen dem Wind ausgesetzt sind und dadurch leicht verbreitet werden können. Im Folgendem soll die Sporengröße und deren Flugfähigkeit Die Zahl der Sporen, die von einigen Schimmelpilzen gebildet werden, ist enorm. So können an einem einzigen Fruchtkörper bis zu am Beispiel einiger Schimmelpilze vorgestellt werden.³

Sicherlich ist es außerhalb der Mikrobiologie Die Mikrobiologie ist ein Teilgebiet der Biologie und beschäftigt sich mit den Mikroorganismen, den kleinsten Lebewesen der Erde. Sie beschreibt schwierig, sich derart kleine Partikel vorzustellen, da ein Mikrometer (µm) nur 0,001 mm sind. Wird ein mittlerer Sporen- und Hyphendurchmesser von nur 5µm wie z. B. beim Aspergillus angesetzt, dann passen in einen Würfel von 1cm Kantenlänge ca. 8 Mio. Sporen. Die Gesamtlänge der Hyphen in dem Würfel von 1 cm³ würde wiederum aneinander gereiht dann eine Länge von 40 km ergeben.

Die Flugfähigkeit hängt sehr stark von der jeweiligen Spezies ab und wird über die Größe der Sporen und deren Oberflächenform und -beschaffenheit beeinflusst. So sind einige Sporen so klein und leicht, dass sie selbst ohne Luftbewegung schweben können. Andere wiederum sinken aufgrund ihres Gewichtes relativ schnell zu Boden und werden erst durch Bewegung und Aufwirbelungen wieder aktiv. Wiederum andere Sporen besitzen einen schleimigen Schutzfilm auf der Oberfläche, so dass sie untereinander gut kleben oder auf verschiedenen Substraten gut haften, was wiederum ihre Flugfähigkeit behindert.

Die Entstehung der Sporen und das Wachstum der Schimmelpilze können je nach Gattung Die Gattung ist eine systematische Kategorie oberhalb der Art, die mehrere Arten zusammenfasst. und Spezies sehr unterschiedlich sein. Für die relevanten Schimmelpilze wie z. B. für die Formgattungen Aspergillus und Penicillium Der auch als so genannter „Pinselschimmel“ bekannte Schimmelpilz ist besonders in kühlen und gemäßigten Gebieten weit verbreitet und ein wesentlicher verläuft dieser Vorgang in zwei Phasen. In der ersten Entwicklungsphase – der Wachstums- oder vegetativen Phase, keimt die Konidie am geeigneten Ort und bildet eine Keimhyphe, die sich schnell kreisförmig verzweigt und mit anderen Hyphen zusammen ein dichtes Hyphengeflecht (das Substratmyzel) bildet. Der Pilz bildet also unmittelbar nach der Keimung der Sporen ein der Ernährung dienendes Myzel, das mehr oder weniger lange Zeit im Substrat Für das Wachstum von Mikroorganismen geeigneter Nährboden oder ggf. auch Oberflächen bzw. Untergründe. verborgen wächst. In der zweiten Entwicklungsphase – der Vermehrungsphase – bildet der Schimmelpilz oft innerhalb von wenigen Stunden ein gut sichtbares rasenartiges Myzel, das der Vermehrung dient. Hierbei wachsen senkrechte Lufthyphen mit stielartigen Auswüchsen aus dem Hyphengeflecht, die Konidienträger Siehe Pilze. . An der offenen Spitze von flaschenförmigen Mutterzellen werden perlschnurartig Konidien abgeschnürt. Das rasenartige Hyphengeflecht mit den Konidienträgern bildet das Oberflächen- oder Luftmyzel. Der Freisetzungsmechanismus ist überwiegend auf den Lufttransport der Konidien ausgerichtet. Die sehr dünnen, stielartigen Verbindungsbrücken oder kleinen Zwischenzellen wirken als Sollbruchstelle, so dass die kleinste Erschütterung oder Luftbewegung ausreicht, um die Konidien abzutrennen. Über konvektive Luftströme werden sie dann als Aeroplankton Als Aeroplankton wir die Gesamtheit der im Luftraum schwebenden Kleinlebewesen wie beispielsweise Bakterien, Sporen, Protozoen und dgl. bezeichnet. Alternativ wird über kleinere Entfernungen innerhalb von Gebäuden oder mit dem Wind über hunderte Kilometer transportiert.^1,2,3

¹ Mücke/Lemmen in „Schimmelpilze – Vorkommen, Gesundheitsgefahren und Schutzmaßnahmen Schutzmaßnahmen vor und während der Schimmelpilzsanierung werden in zwei Kategorien unterteilt: Schutzmaßnahmen in den Räumen (Sanierungsbereich) sowie die persönliche Schutzausrüstung (Ecomed Verlag Landsberg)
² Munk in „Grundstudium Mikrobiologie (Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg)
³ Hankammer/Lorenz in „Schimmelpilze und Bakterien Der Begriff Bakterien (Bacteria) ist aus dem altgriechischem (bakterion = Stäbchen) abgeleitet und wird in der Mikrobiologie traditionell für alle in Gebäuden“ (Rudolf Müller Verlag Köln)