Flechten: WG der Überlebenskünstler


Sie wachsen schleichend langsam, dafür aber überall. Sogar auf Köpfen von ehemaligen US-Präsidenten. Flechten sind Überlebenskünstler - nicht zuletzt, weil sie sich Bakterien oder Algen als Untermieter nehmen.

stern.de, Wissenschaft, 9. November 2006


SZ091106 - Wann liest man schon etwas über Flechten? Einmal, im Sommer 2005, waren sie weltweit in aller Munde. Als potenzielle Präsidenten-Killer. Die vier berühmtesten, in Granit gemeißelten Köpfe der USA seien gefährdet: durch Flechten. Washington, Jefferson, Roosevelt und Lincoln sollten nach rund 70 Jahren von den unscheinbaren Bewohnern befreit werden, sonst drohe irgendwann der Zerfall.

Nach zweiwöchiger Gesichtspflege strahlten die vier 18 Meter hohen Idole am Mount Rushmore wie am ersten Tag. Siedend heißes und unter Hochdruck versprühtes Wasser war nötig gewesen, um den Bewuchs zumindest oberflächlich los zu werden. Weltweit berichteten die Medien über das Peeling der Präsidentenköpfe durch eine deutsche Reinigungsfirma.

Stetes Nagen höhlt den Stein

So unscheinbar Flechten sind, so zerstörerisch können sie sein. Dabei höhlt allerdings nicht der stete Tropfen den Stein, sondern langsames Nagen: "Sie produzieren Säuren, die in der Lage sind, einige Gesteinsarten zu zersetzen", sagt Imke Schmitt, Flechtenexpertin vom Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie in Jena. Durch den Säureangriff bilden sich Mikrorisse im Gestein; feine Pilzfäden dringen ein, um die Flechte am Hang zu verankern. Über die Risse kriecht auch Feuchtigkeit in den Stein, im Winter bildet sich Eis mit enormer Sprengkraft. "Außerdem entziehen sie dem Untergrund Silikate und machen ihn porös", sagt Mark Seaward, Umweltbiologe von der englischen University of Bradford.

Ob die Flechten allerdings den in Granit gemeißelten Präsidenten wirklich hätten etwas anhaben können, da ist er skeptisch: "Bei Granit spielt sich das eher in geologischen Zeiträumen ab." Die geschürten Befürchtungen, die Präsidenten blickten eines Tages wie die Sphinx ohne Nase in die Landschaft, waren eher eine PR-Aktion der Reinigungsfirma.

Pilze in biologischer Wohngemeinschaft

Flechten fehlt einfach alles für eine mediale Karriere. Der Glamour der Blütenpflanzen, die Erhabenheit der Bäume. Sie sind nicht einmal Pflanzen, sondern Pilze, die in einer Art biologischer Wohngemeinschaft leben. Das Zimmer stellt immer der Pilz, der meist eine Grünalge, manchmal auch ein Cyanobakterium zum Bleiben eingeladen hat. Nicht ohne Hintergedanken, denn die Bewohner können etwas, wozu Pilze nicht fähig sind: Sie nutzen die Energie des Sonnenlichts. "Die Pilze beziehen vom Photobionten Nährstoffe zum Überleben wie den Zucker aus der Photosynthese", sagt Imke Schmitt.

So dringen die Flechtenpilze in Lebensräume vor, die ihre biologischen Brüder nicht erreichen, weil sie dort kein verrottendes Substrat für die Versorgung finden. Je nach Umweltbedingungen suchen sich Flechtenpilze der Gattungen Nephroma oder Lobaria ihren Untermieter aus:Grünalgen im gleißenden Licht, Cyanobakterien - Spezialisten für Photosynthese unter schwachen Lichtverhältnissen - im tiefsten Schatten.

Überlebenskünstler bei Trockenheit

Flechten gibt es in allen möglichen Farben und Formen. "Und sie wachsen praktisch überall", sagt der Biologe Norbert Stapper. Von der arktischen Tundra bis zu den Regenwäldern am Äquator, von felsigen Meeresküsten bis hinauf auf 7400 Meter auf der Südseite des Makalu. Sie gedeihen auf Bäumen wie auf Grabsteinen, an Häuserwänden und Kanaldeckeln, auf Denkmälern, an Kirchenfenstern und sogar auf deren Bleieinfassung. Und wo sie einmal Fuß gefasst haben, da bleiben sie auch - wenn man sie lässt. "Man hat Flechten in Lappland gefunden, die auf 9000 Jahre geschätzt werden", sagt Stapper. Trockenzeiten verbringen die Überlebenskünstler in einer Art Dämmerzustand, verlieren all ihr Wasser, um beim nächsten Nebel oder Regen wieder zum Leben zu erwachen.

Aber obwohl sie viele Lebensräume erobern können - die einzelne Art ist oft sehr empfindlich. Und genau das macht sie zu idealen Zeigerorganismen für Fachleute wie Norbert Stapper, der für Umweltanalysen regelmäßig Flechten in Stadt und Land kartiert. Flechten reagieren auf wechselnde Umweltbedingungen so sensibel, weil sie Luft und Wasser direkt ausgeliefert sind. "Ihnen fehlt zum Beispiel die schützende Wachsschicht der höheren Pflanzen", sagt Stapper. Jeder Stoff im Regenwasser dringt ungefiltert in den Organismus - zum Beispiel Ammoniak und Schwefeldioxid: Ersterer nährt sie, letzteres hingegen stört das empfindliche symbiotische Gleichgewicht von Pilz und Mitbewohner.

Städte sind für sie das Schlaraffenland

Gab es bis vor zehn, fünfzehn Jahren in Städten kaum Flechten, feiern sie dort nun aufgrund weiträumiger Entschwefelungsmaßnahmen ein Comeback. Sogar mehr, als manchem lieb ist: "Wir wissen inzwischen, dass der Drei-Wege-Katalysator geringe Mengen Ammoniak produziert und der Verkehr zu einer extremen Düngung in den angrenzenden Gebieten führen kann", sagt Stapper. Die geringen Mengen, die der Katalysator auspustet, sind für Menschen nicht gefährlich - für Pflanzen, die eine nährstoffarme Umwelt brauchen, bedeutet der tägliche Düngerauswurf aus Auto-Auspuffen eine Überfütterung. Daher wachsen Moose und Flechten, die man sonst nur von Betoneinfassungen ländlicher Misthaufen oder den Dächern von Viehställen kennt, mitten in der Stadt - zum Leiden von Statuen und Steinbauten.

In der industriellen Anwendung hingegen gelang ihnen der große Durchbruch noch nicht. Zwar waren Flechten in der Vergangenheit Farbstofflieferanten, mit der Wolfsflechte Letharia vulpina wurden Wölfe und Füchse vergiftet. Noch heute findet man das Isländisch Moos Cetraria islandica in Lutschpastillen und moschusartige Substanzen aus Eichen- und Baummoos in derParfümindustrie. Für den großflächigen Einsatz, zum Beispiel in Medikamenten, hat es bisher nicht gereicht - obwohl sie das Zeug dazu hätten: Flechten haben antibiotische Wirkung. Doch gibt es bis heute kein Antibiotikum auf Flechtenbasis, so wie das auf Pilzen basierende Penicillin.

Flechten - die neuen Antibiotika-Lieferanten?

Ein Grund: Flechten sind langsam. Einige Arten wachsen nur Bruchteile eines Millimeters im Jahr - für eine wirtschaftliche Ausbeute zu wenig. Das zweite Problem: Das Symbiosegleichgewicht scheint so empfindlich zu sein, dass schon geringe Abweichungen der Lebensbedingungen verhindern, dass sie sich in Laborkulturen entwickeln.

Gentechnologie könnte den "Sensibelchen" doch noch zum großen Durchbruch verhelfen. Forscher wie Imke Schmitt, die das Flechtengenom nach bioaktiven Substanzen durchkämmt, versuchen das Kultivierungsproblem zu umgehen, indem sie die Gene der Flechten direkt untersuchen. In Zukunft möchten Wissenschaftler ganze Gencluster aus Flechtenpilzen herausnehmen und die zugehörigen Naturstoffe von schnell wachsenden und leicht zu kultivierenden Pilzen oder sogar Bakterien produzieren lassen. Dann wird er vielleicht endlich kommen, der Aufstieg der Flechten - ohne dass es sich nachher nur als fade PR-Geschichte herausstellt.

stern.de, Wissenschaft, 9. November 2006

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