mini|Schimmel durchwächst einen verderbenden Pfirsich. Die Einzelaufnahmen wurden im Abstand von etwa 12 Stunden erstellt – über einen Zeitraum von sechs Tagen.
Schimmelpilze, sichtbar auch Schimmel genannt, sind in der Mikrobiologie eine systematisch heterogene Gruppe von filamentösen Pilzen, die in der Mehrzahl zu den taxonomischen Gruppen der Ascomyceten und Zygomyceten gehören.
Die große Mehrzahl der Schimmelpilze lebt für den Menschen unauffällig als Saprobiont in bestimmten ökologischen Nischen. Einige Schimmelpilzarten haben für den Menschen besondere Bedeutung als Human-Parasiten und Erreger von InfektionskrankheitenWerner Heinz: Infektionen durch Pilze. In: Marianne Abele-Horn (Hrsg.): Antimikrobielle Therapie. Entscheidungshilfen zur Behandlung und Prophylaxe von Infektionskrankheiten. Unter Mitarbeit von Werner Heinz, Hartwig Klinker, Johann Schurz und August Stich, 2., überarbeitete und erweiterte Auflage. Peter Wiehl, Marburg 2009, ISBN 978-3-927219-14-4, S. 269–287, hier: 281–287. sowie als Ursache meldepflichtiger Pflanzenkrankheiten und von Schimmelpilzgiften in verdorbenen Lebensmitteln. Schimmelpilze sind aber auch Nahrungsmittel-Veredler sowie biologische Quellen für Antibiotika und cholesterinsenkende Medikamente.
Die Gebäude-Mykologie beschäftigt sich mit der Vorbeugung von Schimmelpilz-Schäden und deren Sanierung.
Kennzeichen und Verbreitung Schimmelpilze zeigen sich oft als farbiger Belag auf verdorbenen Lebensmitteln (z. B. Brot, Früchte) sowie auf feuchten Wänden oder Holz. Voraussetzung für die Bildung und Ausbreitung eines Schimmelpilzbefalls ist im Allgemeinen ein ausreichendes Angebot von Feuchtigkeit, entweder auf der befallenen Substanz selber, in Form regelmäßiger Tauwasserbildung oder durch deutlich erhöhte Luftfeuchtigkeit. Oft begünstigt die Besiedlung von organischen Substanzen durch Schimmelpilze eine Reihe von nachfolgenden Fäulnisprozessen.
Schimmelpilz-Sporen verbreiten sich über die Luft und bilden ein Myzel aus, wenn sie geeignete Lebensbedingungen vorfinden. Das Myzel besteht aus mikroskopisch kleinen, vielfach verzweigten Pilzfäden, den Hyphen, die sich kreisförmig ausbreiten.
Alle Schimmelpilze ernähren sich von organischen Molekülen (z. B. Kohlenhydrate, Fette, Proteine). Sie zählen daher zu den heterotrophen Organismen. Als Substrat dienen Nährstoffe in Lebensmitteln, im Erdboden, in Holz, Kot, Staubkörnern, Leder und gelegentlich sogar in Kunststoffen.
Arten Aufgrund mangelnder Kriterien zur systematischen Klassifizierung von Schimmelpilzen (generell bei Fungi imperfecti) konnte in der Vergangenheit kein umfassendes System aufgestellt werden, das auf der Abstammung und Verwandtschaft der Gruppen fußt. Durch molekulargenetische Methoden werden heute die Beziehungen der Arten aufgedeckt, sodass die frühere Einteilung der ungeschlechtlichen Stadien in die Abteilung der Fungi imperfecti (Deuteromycota) obsolet geworden ist.
Da viele Arten bislang vorrangig aufgrund von morphologischen Merkmalen eingeteilt wurden, ist die Klassifizierung noch nicht abgeschlossen (siehe dazu auch: Liste der Fusarien).
Im Wesentlichen werden folgende Gattungen von Schimmelpilzen unterschieden:Einteilung der Schimmelpilze in Gattungen und Arten
Acremonium Dematiaceae (Schwärzepilze) PhomaAlternaria Eurotium (v. a.=Aspergillaceae)Rhizopus (Brotschimmel)Aspergillus (Gießkannenschimmel) Fusarium Scopulariopsis (v. a.=Microascaceae)Aureobasidium Monilia StachybotrysBotrytis Mucor (Köpfchenschimmel) Stemphylium (v. a.=Pleosporaceae)Chaetomium Mycelia sterilia TrichodermaCladosporium Neurospora Ulocladium (=Pleosporaceae)Paecilomyces WallemiaCurvularia Penicillium (Pinselschimmel)
Aufbau/Struktur Mit dem Mikroskop ist zu erkennen, dass der Schimmelpilz aus zahlreichen feinen Fäden besteht. Diese Myzelien sind die eigentlichen Schimmelpilze. Sie können weißlich, grünlich, grau oder andersfarbig aussehen. Deutlich sichtbar sind demgegenüber meist lediglich die der Fortpflanzung dienenden Sporenträger. Diese bilden wichtige Unterscheidungsmerkmale zwischen den einzelnen Arten. Nach der Form der Sporenträger lassen sich etwa Köpfchenschimmel, Pinselschimmel und Gießkannenschimmel unterscheiden.
Vermehrung Die Vermehrung erfolgt meistens auf ungeschlechtlichem Wege über Sporen, die am Ende von sporentragenden Strukturen erzeugt werden. Die Sporen werden bei schimmelbildenden Schlauchpilzen – wie etwa Aspergillus oder Penicillium – Konidien genannt. Um eine Vielzahl von diesen Konidien entstehen zu lassen, erzeugen die Myzelfäden nach einiger Zeit Sonderhyphen, die Konidienträger. Diese sind je nach Art unterschiedlich und bestehen aus oft dicht verzweigten Hyphen, die bei schwacher Vergrößerung wie ein kleiner Wald aussehen. An den äußeren Verästelungen werden Sporen (Konidien) gebildet, die bei vielen Schimmelpilzen kettenförmig aneinandergereiht nach außen ragen. Der Schimmel nimmt in diesem Stadium eine staubige Beschaffenheit an.
Bei den schimmelbildenden Mucorales, die zu den Zygomyceten gehören, werden die Sporen nicht am Ende von Konidienträgern abgeschnürt, sondern oft zu Tausenden in Sporangien erzeugt, die als kugelige Anschwellungen am Ende von Sporangienträgern ausgebildet werden.
Schimmelpilze benötigen zum Wachstum vor allem Nährstoffe und Feuchtigkeit. Daneben beeinflussen das Sauerstoffangebot, die Temperaturen, der pH-Wert (basisches bzw. recht saures Milieu hemmt) und weitere Faktoren das Wachstum von Schimmelpilzen.
Da Schimmelpilze fast überall vorkommen, sind ihre Sporen in der Regel immer in der Luft vorhanden. Diese sind für die Mehrzahl der Menschen ungefährlich, wenn sie nicht in Massen auftreten, sie können aber in bestimmten Fällen Allergien auslösen oder bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem zu gelegentlich schweren Erkrankungen führen.
Schimmelpilze als Nütz- und Schädlinge sowie Krankheitserreger mini|hochkant|Edelschimmel-Kolonien im Roquefortkäse mini|Schadschimmel auf Frischkäse mini|Salami mit Schadschimmel mini|Brot mit Schadschimmel mini|Schimmel im Anfangsstadium auf einer Orange
Beispiele von Nutz- und Schadpilzen Schimmel bezeichnet die von Schimmelpilzen hervorgerufene Oberflächenveränderung, die mit bloßem Auge sichtbare Schimmelfäule; diese besteht meistens in (oft pigmentierten) Konidien- oder Sporangienträger und dem Pilzmyzel.
Von den 130.000 Pilzarten sind nur wenige milchwirtschaftlich nutzbar und somit für die Herstellung von Käse als Reifungsorganismen geeignet. Von schädlichen Kulturen unterscheidet diese milchwirtschaftlich genutzten Pilzarten die Tatsache, dass sie dem Käse lediglich ihre spezifischen Aromen verleihen, jedoch für den menschlichen Organismus völlig harmlos sind. Um die Bildung von Schimmel zu fördern, werden bestimmte Käsearten während des Reifeprozesses mit breiten Nadeln pikiert, also gestochen, damit durch die entstandenen Nadelkanäle Sauerstoff in den Käse dringen kann, was die Schimmelbildung fördert und beschleunigt.
Nutzen und Schaden von Schimmel können eng beieinander liegen:
Bei Nahrungsmitteln gibt es erwünschte Formen – Edelschimmel an Schimmelkäse und Salami. Die Pinselschimmel-Arten Penicillium roqueforti und Penicillium camemberti sind nach ihrer Verwendung in der Herstellung der Weichkäsesorten Roquefort bzw. Camembert benannt. Eine Reihe anderer Schimmelpilze (z. B. in den Genera Aspergillus und Mucor) können hingegen zum Verderben von Nahrungsmitteln beitragen, da sie oft starke Gifte produzieren (s. u. Mykotoxine und Abschnitt Schimmel auf Lebensmitteln). Der Edelschimmel Penicillium roqueforti kann beispielsweise andere Lebensmittel verderben.
Mit dem Pilz Monascus purpureus aus der Ordnung der Eurotiales wird Rot fermentierter Reis hergestellt. Der Schimmelpilz enthält unter anderem Monacoline, die zur Regulation von Blutfett- und Cholesterinwerten eingesetzt werden.
Quorn ist ein vegetarischer Fleischersatz aus dem Myzel des Schimmelpilzes Fusarium venenatum.
Im Weinbau kann der Schimmelpilz Botrytis cinerea je nach Zeitpunkt des Auftretens die Ernte schädigen oder veredeln (Edelfäule; vgl. Weinsprache).
Antibiotika wie Penicillin werden als Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen wie Penicillium chrysogenum (frühere Bezeichnung Penicillium notatum) hergestellt. Auch zuvor (um 1948)Gottfried Eysank: Brief an die Herausgeber. In: Würzburger medizinhistorische Mitteilungen. 22, 2003, S. 609 f. fand verschimmeltes Brot schon Anwendung bei der Behandlung eitriger Wunden. Bereits im 8. Jahrhundert fand Schimmel (von trockenem Käse) Verwendung zur Behandlung von Wunden und Geschwüren, wie aus dem Lorscher Arzneibuch (Blatt 31v) hervorgeht.Gundolf Keil: Einleitung. In: Gundolf Keil (Hrsg.): Das Lorscher Arzneibuch. (Handschrift Msc. Med. 1 der Staatsbibliothek Bamberg); Band 2: Übersetzung von Ulrich Stoll und Gundolf Keil unter Mitwirkung von Altabt Albert Ohlmeyer. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1989, S. 7–14, hier: S. 14 und 62.
Aspergillus niger kann beim Menschen vielerlei Krankheiten hervorrufen und gedeiht selbst bei extremen pH-Werten, aber wird industriell zur Herstellung von Zitronensäure verwendet.
Schadensweisen, Infektionen durch Schimmelpilze Ein Schimmelpilz kann durch seine Zellbestandteile, seine Stoffwechselprodukte und seine Sporen Menschen und Haustieren schaden oder ihnen zumindest lästig sein. Unerwünschte Folgen können in erheblicher Geruchsbelästigung, in allergischen Reaktionen und in – eventuell tödlichen – Vergiftungen bestehen. Im Extremfall befallen und zerstören Schimmelpilze (vor allem Aspergillus fumigatus, aber seit Beginn des 21. Jahrhunderts auch seltenere Pilze wie Zygomyceten und FusarienWerner Heinz: Infektionen durch Pilze. 2009, S. 281.) Körpergewebe mit tödlichem Ausgang.
Ausgeprägte (invasive) Schimmelpilzinfektionen weisen eine hohe Sterblichkeit (Letalität) auf, erfordern eine monatelange und kostenintensive Therapie sowie häufig eine Sekundärprophylaxe. Gerade Schimmelpilze wie etwa Aspergillus niger, Aspergillus fumigatus und die meisten Jochpilze (Zygomycota), die als Urheber tödlicher (letaler) Erkrankungen bekannt sind, kommen praktisch überall im Erdboden und auch in der Blumenerde als natürliche saprotrophe („fäulnisfressende“) Organismen vor, ohne merklich zu schaden. Von Schimmel ausgehende Gefahr hängt zum einen von der Wirkstoffkonzentration (von Stoffwechselprodukten, Zellbestandteilen bzw. Sporen) beim Kontakt mit betroffenen Personen oder Haustieren ab. Solchen relevanten Konzentrationen werden Menschen und Tiere vor allem ausgesetzt, wenn sie schimmelbefallene Nahrung aufnehmen (Gifte), sich in befallenen Räumen aufhalten (Sporen, Gifte) oder selbst befallen sind (Infektion: Mykosen; Gifte, allergene Zellproteine). Die Gefahr allergischer Reaktionen oder von Mykosen betrifft zum anderen nur entsprechend empfindliche oder immungeschwächte Individuen. AIDS, Diabetes mellitus (Typ 1), Leukämie, Neutropenie oder eine Immunreaktionen unterdrückende (Immunsuppression bei Organtransplantation, Autoimmunkrankheit, Allergie) bzw. beeinträchtigende Therapie (Chemotherapie oder Bestrahlung bei Krebs) kann eine solche Immunschwächung bewirken. Die Mykose ist dann eine opportunistische Infektion.
Schimmelpilze können durch die Kohlenhydrate ihrer Zellwand (Glucane) toxisch wirken oder wenn sie Mykotoxine als Stoffwechselprodukte (Metabolite) erzeugen, insbesondere leberschädigende und kanzerogene Aflatoxine. So wurde u. a. der Schimmelpilz Aspergillus flavus – etwa durch die von ihm erzeugten Aflatoxine B1 und B2 – als medizinisch verständliche Ursache des „Fluchs des Pharao“ vermutet.