Greta Gerwigs Barbie und Christopher Nolans Oppenheimer kamen am Freitag, den 21. Juli, in die Kinos – und obwohl die beiden Blockbuster wenig gemeinsam hatten, verschmolz das Internet sie zu einer einzigen Kino-Sensation namens „Barbenheimer“, was zu einer Vielzahl alberner Memes führte, die die berühmten Plastikpuppen mit der Entwicklung der Atombombe vermischten. Die Filme zelebrieren die Verbreitung zweier moderner Wunder, die aus nicht erneuerbaren Ressourcen geboren wurden: Plastik und Kernkraft. Ihr Einsatz hat weitreichende Auswirkungen auf unsere gegenwärtige und zukünftige Gesundheit, und unter der enormen Vielfalt des Lebens auf der Erde besitzen allein Pilze die einzigartige Fähigkeit, die jeweiligen negativen Auswirkungen anzugehen und zu mindern. In diesem Artikel identifizieren wir die Gefahren und Chancen, die Plastikmüll und nukleare Strahlung bergen, und untersuchen, wie Pilze bei der Sanierung beider nützlich sein könnten.
Barbie: Nicht so fantastisches Plastik
Plastikmüll ist ein globales Problem, denn 85 Prozent der jährlich produzierten 300 bis 400 Millionen Tonnen landen auf Mülldeponien oder im Meer und werden voraussichtlich mit der Zeit zunehmen. Plastik wird aus erderwärmenden fossilen Brennstoffen wie Erdöl hergestellt und ist dafür konzipiert, viel länger als ein einziges Menschenleben zu halten, oft bis zu 500 Jahre oder länger, und war nie dafür vorgesehen, recycelt zu werden. Wir wissen, dass Mikroplastik überall zu finden ist, von den tiefsten Ozeanen bis zu den höchsten Bergen und sogar in unserem Blut. Wenn Plastik und seine Abbauprodukte in unseren Körper gelangen, sind sie giftig für die menschliche Gesundheit. Einer umfassenden Studie zufolge, die die Toxizität von 34 alltäglichen Plastikprodukten maß, waren 74 Prozent in irgendeiner Weise toxisch, und eine kürzlich durchgeführte Studie ergab, dass während der langen Lebensdauer von Plastikmüll zahlreiche schädliche Substanzen freigesetzt werden.
Leider tragen Barbie-Puppen zum Plastikmüll bei, da jährlich 60 bis 90 Millionen verkauft werden und schätzungsweise 80 % davon auf Mülldeponien, in Verbrennungsanlagen oder im Meer landen. Puppen, die vor den 1990er Jahren hergestellt wurden, können besonders schädlich für die menschliche Gesundheit sein, da sie aus Polyvinylchlorid (PVC) und Phthalat-basierten Weichmachern bestehen, die mit Asthma, Stoffwechselstörungen, Fettleibigkeit und anderen Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht werden. Obwohl Barbies Mutterkonzern Mattel im Jahr 2021 eine Linie von Puppen aus 90 % recyceltem, aus dem Meer stammendem Plastik auf den Markt brachte und sich verpflichtete, alle seine Produkte bis 2030 zu 100 % recyceltem, wiederverwertbarem oder biobasiertem Plastik zu machen, werden die meisten neuen Puppen immer noch aus neuem Plastik hergestellt. Sie haben vielleicht die Nachricht gehört, dass Mattel bis 2030 auf jegliches Plastik in seinen Produkten verzichten und eine neue Linie von zersetzbaren „MyCelia EcoWarrior“-Barbies aus Pilzmyzel und Hanf auf den Markt bringen würde, aber dies war ein aufwendiger Hoax. Ob sie nun Nostalgie oder Kontroversen auslösen, Barbie ist Teil unseres sozialen Gefüges und wird wahrscheinlich noch lange bestehen bleiben. Wenn es doch nur eine Technologie gäbe, die ihre Art in harmlose organische Verbindungen umwandeln könnte! Glücklicherweise zeigen Pilze und ihre mikrobiellen Verwandten großes Potenzial, genau das zu tun.
Pilze zur Rettung?
„Mykoremediation“, schreibt der Mykologe und Autor Paul Stamets in Mycelium Running, „ist der Einsatz von Pilzen zum Abbau oder zur Entfernung von Giftstoffen aus der Umwelt“, und verschiedene Pilze, darunter Pleurotus, Trametes und Aspergillus, haben sich als wirksam erwiesen, um Schwermetalle einzufangen und Schadstoffe wie polychlorierte Biphenyle (PCBs) aus dem Boden zu entfernen. Darüber hinaus wurden Pilze eingesetzt, um schädliche E. coli-Bakterien aus dem Chicago River zu eliminieren, Ölkatastrophen im ecuadorianischen Amazonas zu entgiften und kontaminierte Böden in Neuseeland und Finnland zu sanieren. Es gibt einen Amazonas-Pilz, der Polyurethan zersetzt, und ein aus einer japanischen Recyclinganlage isoliertes Bakterium, das Polyethylenterephthalat oder PET, einen gängigen Polyester in Einwegplastikflaschen, abbaut. Tatsächlich haben die Royal Botanic Gardens über 430 Arten von Pilzen und Bakterien identifiziert, die in der Lage sind, Plastik mithilfe einer Vielzahl von Enzymen abzubauen, die normalerweise für den Abbau widerstandsfähiger Pflanzenzellwandbestandteile wie Lignin, Zellulose und Hemicellulose reserviert sind.
Austernpilze wachsen auf kontaminiertem Abfall; Teil eines Mykoremediationsprojekts von CoRenewal
Obwohl dies alles großartige Neuigkeiten sind und einen Schritt in die richtige Richtung darstellen, können Mykoremediationsbemühungen entmutigend sein.
Damit Pilze bei der Sanierung wirksam sind, müssen sie an jedem Standort die richtigen Wachstumsbedingungen erhalten, darunter die richtige Bodenfeuchtigkeit, pH-Wert, Temperatur und Luftzirkulation sowie das richtige Substrat oder Pilzfutter. „Die Mykoremediation ist derzeit sehr standortspezifisch“, sagt Peter McCoy, Autor von Radical Mycology. Jede Lösung ist auf die Verschmutzung zugeschnitten, die sie bekämpft, und Kunststoffe verschwinden nicht auf magische Weise über Nacht, sondern werden über Monate oder Jahre langsam in kleinere Untereinheiten oder Monomere zerlegt, die im Boden verbleiben, bis etwas anderes kommt, das sie abbauen kann. Standortbehandlungen konzentrieren sich oft „auf eine Pilzart“, so Dr. Lauren Czaplicki, Gründerin von Fungal Solutions, anstatt auf eine Gemeinschaft von „unzähligen Pilzen und Bakterien, die zusammenarbeiten, um den Boden zu verdauen und für andere Organismen bewohnbar zu machen“. Sie stellt sich das ideale „Standortmikrobiom“ vor, das alle notwendigen Mikroben umfasst, um Plastik in seine kleinsten und harmlosesten Bestandteile umzuwandeln. Alle Glieder in der Kette müssen vorhanden sein, damit es richtig funktioniert.
Lösungen für Plastikmüll
Während 175 Mitglieder der Vereinten Nationen vereinbart haben, einen internationalen Rahmen zur Reduzierung von Plastikmüll zu entwickeln, und eine kleinere Koalition versucht, die Plastikverschmutzung bis 2040 vollständig zu beenden, werden Konzerne wie Mattel weiterhin Produkte produzieren, die zum Klimawandel beitragen, die Ozeane ersticken und Hunderte von Jahren oder länger brauchen, um sich zu zersetzen, wenn überhaupt, solange der Markt dafür existiert. Einige haben Biokunststoffe als mögliche Lösung des Problems genannt, aber sie sind oft genauso giftig und nicht viel umweltfreundlicher als herkömmliche Kunststoffe. Das französische Unternehmen Carbios versucht, „enzymatisches Recycling“ zu nutzen, um PET, das häufige Polyester in Plastikflaschen, zu recyceln, aber Fragen nach Kosten und Skalierbarkeit bleiben bestehen. Reduzierte Ausrüstungs-, Arbeits- und Energiekosten kommen der Mykoremediation zugute, aber ihre Skalierbarkeit bleibt fraglich. Da 40 % des gesamten produzierten Kunststoffs für die Verpackung von Einwegprodukten verwendet werden, ist vielleicht ein radikalerer Ansatz für das Problem die vollständige Eliminierung von Plastikverpackungen. Das in New York ansässige Unternehmen Ecovative ist führend in diesem Bereich mit seinem MycoComposite, einem myzelbasierten Material, das für die Hausisolierung und Verpackung entwickelt wurde. Dies ist ein Schritt in die richtige Richtung, und wir sind gespannt, wie sich diese junge Technologie neben dem wachsenden Markt für Industrieverpackungen entwickelt. Es wird die aktuelle Pilzbegeisterung nur noch verstärken, die hoffentlich zu einem Paradigmenwechsel in der Wertschätzung für die Mykologie, dem Potenzial der Mykoremediation und der Einführung von myzelbasierten Produkten führt, die eines Tages Plastik ersetzen könnten.
Alex Hirsig von der Cal Poly San Luis Obispo inspiziert die erste Version eines Mykomaterials, das aus Mandelschalen hergestellt wurde, ein Projekt, das in Zusammenarbeit mit dem Forschungsprogramm von North Spore durchgeführt wurde.
Kernenergie = neuartige Pilznahrung?
Als J. Robert Oppenheimer im Juli 1945 die Zündung der ersten Atombombe koordinierte und damit den Grundstein für das Atomzeitalter legte, konnte er nicht wissen, dass die Energie, die er mitgestaltete, eines Tages hungrige Pilze ernähren würde. 40 Jahre später, im Jahr 1986, setzte eine Explosion im Kernkraftwerk Tschernobyl in der heutigen Ukraine 400-mal mehr Radioaktivität in die Umwelt frei als die Atombombe, die im August 1945 auf Hiroshima abgeworfen wurde. Einunddreißig Menschen verloren unmittelbar danach ihr Leben, und schätzungsweise viertausend Todesfälle können in den folgenden Jahrzehnten auf die Strahlung zurückgeführt werden. Obwohl sich das Gebiet größtenteils von dem Vorfall erholt hat, besteht immer noch eine 30-Kilometer-Sperrzone um das beschädigte Kraftwerk, da weiterhin radioaktive Elemente wie Strontium und Cäsium vorhanden sind, die mit Leukämie und Leberschäden in Verbindung gebracht werden. Innerhalb des Sperrgebiets dokumentierten Wissenschaftler die Rückkehr von Wildtieren sowie das Vorkommen von zahlreichen Pilzen, darunter eine tiefschwarze Variante der gewöhnlichen Bodenhefe Cryptococcus neoformans, die an den Wänden des beschädigten Reaktors wuchs.
Pilze wachsen in der radioaktiven Sperrzone von Tschernobyl
Es war klar, dass diese Pilze in der unwirtlichen Umgebung gediehen, und es wurde die Hypothese aufgestellt, dass ihre dunkle Pigmentierung etwas mit ihrer Fähigkeit zu tun hatte, den hohen ionisierenden Strahlungswerten standzuhalten, einer Art Energie, die Moleküle in lebenden Zellen verändern kann.
Weitere Studien bestätigten, dass die am Standort Tschernobyl gesammelten dunklen Pilze in Anwesenheit von Strahlung durch einen Prozess namens Radiosynthese schneller wuchsen, wobei das Pigment Melanin (das für die dunkle Färbung der Pilze sowie der Haare, Haut und Iris der Augen von Menschen und Tieren verantwortlich ist) die Absorption und Umwandlung von nuklearer Strahlung in nutzbare Energie innerhalb des Pilzes erleichtert, ähnlich wie Pflanzen Sonnenlicht nutzen, um die Photosynthese anzutreiben. Tatsächlich profitieren diese „radiotrophen“ oder strahlenfressenden Pilze von der Exposition und gedeihen in der rauen Umgebung, eine Entdeckung, die im Gegensatz zu der Vorstellung steht, dass Strahlung im Allgemeinen für Lebewesen schädlich ist. Eine Studie, die die Auswirkungen eines einmonatigen Raumflugs auf dieselben Pilze untersuchte, ergab, dass melanin enthaltende Sorten eine um 50 Prozent höhere Lebensfähigkeit aufwiesen als solche ohne, was auf einen schützenden Effekt hindeutet, der bei zukünftigen Missionen nützlich sein könnte. Während das Forschungsteam spekuliert, dass diese Pilze eines Tages als Nahrungsquelle für Astronauten auf langen Reisen dienen könnten, testen Forscher der Johns Hopkins University die Machbarkeit von pilzlichem Melanin als interstellaren Sonnenschutz gegen schädliche Strahlung, was die vielen Möglichkeiten erweitert, wie Pilze das Leben im Weltraum unterstützen könnten.
Abschließende Gedanken
Pilze gehören zu den vielseitigsten, widerstandsfähigsten und anpassungsfähigsten Organismen auf dem Planeten. Sie bilden Böden, erhalten gesunde Wälder, dienen als protein- und therapiearme Quelle für schwer behandelbare Krankheiten. Pilze bieten einzigartige Möglichkeiten, sich an den Klimawandel anzupassen und unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern, und ihre Fähigkeit, eine Fülle von Enzymen zu produzieren, ermöglicht es ihnen, so unterschiedliche Materialien wie Holz, TNT und Plastikmüll zu verdauen. Obwohl sie scheinbar sehr wenig mit den beiden beliebtesten Filmen des Jahres 2023 gemeinsam haben, zeigt ein tieferer Einblick in das bescheidene Leben der Pilze interessante Verbindungen sowohl zu Plastikmüll als auch zu nuklearer Strahlung. Könnten Pilze der Schlüssel zur sicheren Zersetzung von Barbie-Puppen sein? Was würde J. Robert Oppenheimer, der Vater der Atombombe, über die Verwendung von strahlungsfressenden Pilzen als Sprungbrett für ein Leben anderswo im Kosmos sagen? In Hollywood und darüber hinaus wird deutlich, dass wir gerade erst beginnen, das enorme Potenzial von Pilzen zu erkennen.