Mithilfe eines Pilzes:

Schweizer Forscher bringen Holz zum Leuchten

Holzproben, die mit dem Hallimasch-Pilz Desarmillaria tabescens behandelt wurden, leuchten in der Dunkelheit grün. Bild: Empa

(Bild: Empa)

Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) haben eine Möglichkeit gefunden, Holz durch die Biolumineszenz eines Pilzes aufzuwerten. Neben Anwendungen im technischen Bereich könnte das leuchtende Holz (Bild) auch zu Designermöbeln oder Schmuck verarbeitet werden.

Ein Team um den Mykologen (Pilzspezialist, Anm.) Francis Schwarze hat sich mit dem Hallimasch-Pilz Desarmillaria tabescens, einem Holzparasiten, beschäftigt. Dieser produziert die natürliche Substanz Luciferin, deren Lumineszenz durch einen enzymatischen Prozess angeregt wird. Holz, das von Pilzfäden durchzogen ist, strahlt ein grünes Licht aus.

Schon Aristoteles beschrieb leuchtendes Holz
„Natürlich leuchtendes Holz wurde erstmals vor etwa 2400 Jahren von dem griechischen Philosophen Aristoteles beschrieben“, wurde Francis Schwarze am Donnerstag in einer Empa-Mitteilung zitiert. Die verflochtene Struktur aus Pilz und Holz kann als natürlicher Biohybrid – eine Kombination aus lebenden Materialien – bezeichnet werden.

Was der Natur scheinbar mühelos gelingt, blieb bisher eine Herausforderung für die Biotechnologie. Dem Empa-Team ist es nun erstmals gelungen, den Prozess im Labor zu induzieren und zu kontrollieren, wie die in der Zeitschrift „Advanced Materials“ veröffentlichte Arbeit zeigt.

Genetische Code des Pilzes entschlüsselt
Schwarze stöberte die Leuchtpilze in der Natur auf, analysierte sie im Labor und entschlüsselte ihren genetischen Code. Dabei erwies sich der Pilz Desarmillaria tabescens als besonders leistungsfähig. In der Natur kommt Biolumineszenz bei verschiedensten Organismen vor. Das Leuchten entsteht dank chemischer Prozesse, die Energie als Licht und Wärme abgeben.

Nach ersten Versuchen mit verschiedenen Holzarten entschied sich Schwarze für Balsaholz, das eine besonders geringe Dichte hat. Mithilfe von Spektroskopie beobachteten die Wissenschafter, wie der Pilz das Lignin abbaut, das für die Steifigkeit und Druckfestigkeit verantwortlich ist.

Stabilität des Holzes leidet nicht
Sogenannte Röntgenbeugungsanalysen zeigen, dass die Stabilität des Holzes nicht verloren ging: Die Zellulose, die für die Zugfestigkeit verantwortlich ist, blieb intakt, berichten die Wissenschaftler.

Der Biohybrid aus Pilz und Holz entfaltet seine maximale Leuchtkraft, nachdem er drei Monate lang in einem Brutschrank gelegen ist. Desarmillaria tabescens mag es besonders feucht: Die Balsaholzproben nahmen in dieser Zeit das Achtfache ihres Gewichts an Feuchtigkeit auf.

Sobald sie mit der Luft in Berührung kommt, beginnt die enzymatische Reaktion im Holz. Das grüne Leuchten entfaltet nach zehn Stunden seine volle Pracht. Derzeit dauert dieser Prozess etwa zehn Tage. „Wir optimieren nun die Laborparameter, um die Leuchtkraft in Zukunft noch weiter zu steigern“, so Schwarze.