Dr. Holger Thüs

Jedem sind Pilze ein Begriff und dennoch werden Pilze im Naturschutz und in der Umweltforschung weiterhin oft stiefmüttlerlich behandelt. Zu einem großen Teil liegt das an dem größtenteils verborgenen Leben vieler Arten im Boden, als mikroskopische Überzüge auf Gestein oder auf und in anderen Organismen. Es liegt aber auch an besonderen Herausforderungen, die Vielfalt der Pilzarten überhaupt zu erfassen, zu katalogisieren und eindeutige Namen zu vereinbaren, denn nicht alle Arten haben ohne weiteres sichtbare "körperliche" Merkmale. Nicht selten übersteigt die genetische Vielfalt jene der anhand ihrer Gestalt unterscheidbaren Formen, bei Pilzen existieren besonders viele "kryptische" Arten, die bislang nur anhand ihres Erbguts unterscheidbar sind. Im Rahmen der durch das Biodiversa+ Projekt der Europäischen Union geförderten Initiative FunDive habe sich Forschende an 26 Institutionen in 18 Ländern zusammengetan, um diesen Herausforderungen zu begegnen und die Pilze Europas für den Naturschutz und die Erforschung ihrer Rollen im Naturhaushalt besser greifbar zu machen.

Zu diesem Zweck untersucht FunDive die genetische und morphologische Vielfalt der Pilze Europa sowie ihre Verbreitung auf kontinentaler Ebene. Durch die intensivierte Verknüpfung  pilzlicher Namen mit Daten zu ihrer genetischen Identität und den nomenklatorischen Typen (den "Urstücken" die jeder Artbeschreibung zu Grunde liegen) bereits beschriebener Arten werden die Vorraussetzungen für eine unmissverständliche Kommunikation über Ländergrenzen hinweg zum Vorkommen von Pilzarten verbessert. Bei diesen Aufgaben tragen Bürgerwissenschaftler in umfangreichem Maße zum Erfolg des Projektes bei.

Aktuelle Mitwirkungsmöglichkeiten finden sich hier: https://fun-dive.eu/get-involved/

Flechten wachsen meist relativ langsam, es gibt aber bemerkenswerte Ausnahmen. Innerhalb der Familie der Warzenflechten finden sich kleine, aber raschwüchsige Vertreter an selten überschwemmten Böschungen, auf natürlichen Schutthalden sowie auf künstlichen Materialien wie z.B. Bauschutt oder Plastik. Äußere oder am Mikroskop sichtbarer Merkmale sind oft unzureichend für die eindeutige Bestimmung dieser Flechten und der genetische Fingerabdruck ist hier mitunter der einzig gangbare Weg. Die Verbreitung, Häufigkeit und die Breite der ökologischen Nischen der Arten in dieser Gruppe ist bislang ungenügend bekannt. Die laufenden Arbeiten sollen eine verbesserte Grundlage für eine Bewertung dieser Arten in der Neuauflage der Roten Listen der Flechten von Baden-Württemberg  und Deutschland liefern, ihre Eignung als Bio-Indikatoren zur Bewertung der Stabilität von Gewässerbetten und Schutthalden testen und Antworten auf die Frage liefern, worin ihr Erfolg als Pioniere in instabilen Lebensräumen begründet liegt.

Mitarbeiter am SMNS: Thüs, H. (Leitung), Klüßendorf, J. (wiss. Mitarbeiterin/Doktorandin)

Ext. Kooperationen mit Keller, C. (WSL, Birmensdorf/CH), Orange, A.(NMW, Cardiff), Killmann, D., Fischer, E. (Univ. Koblenz-Landau), Schiefelbein, U. (Univ. Rostock), Vondrak, J. (Pruhonice/CZ)

Publikationen:

Vondrák, J, Svoboda, S., Malíček, J., Palice, Z., Kocourková, J., Knudsen, K., Mayrhofer, H., Thüs, H., Schultz, M., Košnar, J., Hofmeister, J. (2022) Cinderella turns ino a princess – an exceptional hot-spot of lichen diversity in a long-inhabited European landscape.  –  Preslia 94: 143–181. doi.org10.23855/preslia.2022.143

Thüs H., Killmann D., Leh B., Fischer E. (2018) Verrucaria hunsrueckensis (Verrucariaceae, lichenized Ascomycota), a new rare species with exceptionally slender ascospores from Germany. – Phytotaxa, 345: 26–34. https://doi.org/10.11646/phytotaxa.345.1.3

Die Artenvielfalt gewässerbewohnender Flechten nimmt zu, je kälter die Region ist. Diese Annahme beruhte bislang nahezu vollständig auf Artkonzepten, die auf der Analyse äußerlicher oder am Mikroskop sichtbarer Merkmale beruhen. Sobald aber das Erbgut von flechtenbildenden Pilzen und der assoziierten Algen untersucht wird, stellt sich heraus, dass bisher unterschiedene Arten auf genetischer Ebene oft in mehrere unterschiedliche, mitunter nicht einmal näher miteinander verwandte evolutionäre Linien zerfallen. Wieweit sich die bisherigen Hypothesen über Diversitätsmuster bei Wasserflechten durch genetische Daten bestätigen lassen oder geändert werden müssen, ist eine offene Frage. Die Antworten auf diese Fragen haben Auswirkungen auf die Bilanzierung zu erwartender Folgen des globalen Klima- und Landnutzungswandels auf Ökosystemfunktionen der Flechten, der Einschätzung ihrer Gefährdung und auf verlässliche Diagnosen von Flechten als Rohstoffe für die pharmazeutische Forschung.

Kooperationen mit Perez-Ortega, S. (Real Jardín Botanico de Madrid), Fryday, A. (Michigan State Univ.), Heidmarsson, S. (Univ. Akureyri), Gueidan, C. (CSIRO, Canberra), Orange, A. (National Museum of Wales, Cardiff), Spribille, T. (Univ. Alberta), Shivarov, V. (Univ. Sofia), Nascimbene, J. (Univ. Bologna), Schiefelbein, U. (Univ. Rostock), Gonzales, F. (UNED, San José/CR), Schiefelbein , U. (Univ. Greifswald), Flakus, A. (Univ. Krakau), Pykälä, J. (Helsinki), Skaloud, P. (Charles Univ. Prag).

Publikationen:

Spribille, T., Fryday, A., Pérez-Ortega, S., Svensson, M., Tønsberg, T., Ekman, S., Holien, H., Resl, P., Schneider, K., Stabentheiner, E., Thüs, H., Vondrák, J, Sharman, L. (2020) Lichens and associated fungi from Glacier Bay National Park, Alaska.  – The Lichenologist, 52 (2), 61–181. doi.org/10.1017/S0024282920000079

Shivarov V., Denchev C., Thüs H. (2018) Ecology and distribution of Dermatocarpon (Verrucariaceae, Ascomycota) in the catchment areas of two Bulgarian rivers. – The Lichenologist, 50: 679–690.https://doi.org/10.1017/S0024282918000452.

Fryday A., Thüs H. (2017) The genus Xenolecia (Lecideaceae s. lat., Lecanoromycetidae inc. sed.), including a second species in the genus from Campbell Island, New Zealand. – The Lichenologist,49: 365–372. doi: 10.1017/S0024282917000287

Scienceblog

Tropische Wälder zählen zu den Lebensräumen mit den weltweit höchsten Artenzahlen flechtenbildender Pilze. Ständig werden neue Arten beschrieben und es nicht ungewöhnlich, auch bei ökologischen Studien auf noch nicht beschriebene Flechten zu stoßen. Unter diesen Bedingungen sind in temperaten Regionen entwickelte Verfahren, die in der Regel eine Bestimmung auf Artebene voraussetzen, nur lokal und mit hohem Aufwand umsetzbar. Eine mögliche Alternative stellt die Verwendung von funktionalen Gruppen dar, eine auf die Ökosystemfunktionen abzielende Erfassung der funktionalen Diversität von Flechten, die ohne eine exakte Bestimmung der Flechtengattungen oder Arten auskommt. Wir haben im Rahmen zusammen mit dem Londoner Natural History Museums zufällig ausgewählte Waldflächen in Primär- und Sekundärwäldern im Nordosten der Insel Borneo untersucht und die Ergebnisse verglichen, die unter Verwendung eines taxonomischen Ansatzes erhalten werden bzw. einer Methode die statt dessen funktionalen Gruppen verwendet. Als „Nebenprodukt“ des taxonomischen Ansatzes tragen wir dazu bei, weitere neue Arten aus einem der Hotspots der globalen Artenvielfalt zu beschreiben.

Kooperation mit Vairappan, C.  (UMS, Kota Kinabalu/Malaysia), Wolseley, P., Eggleton, P., Weerakoon, G. (Natural History Museum , London), Timdal, E., Kistenich, S. (Univ. Oslo)

Publikationen:

Thüs, H., Wolseley, P., Carpenter, D., Eggleton, P., Reynolds, G., Vairappan, C.S., Weerakoon, G., Mrowicki, R.J. (2021) Key Roles of Dipterocarpaceae, Bark Type Diversity and Tree Size in Lowland Rainforests of Northeast Borneo — Using Functional Traits of Lichens to Distinguish Plots of Old Growth and Regenerating Logged Forests. - Microorganisms 2021, 9(3), 541: 1-21. doi.org/10.3390/microorganisms9030541

Ellis, C.J., Asplund, J., Benesperi, R., Branquinho, C., Di Nuzzo, L., Hurtado, P., Martínez, I., Matos, P., Nascimbene, J., Pinho, P., Prieto, M., Rocha, B., Rodríguez-Arribas, C., Thüs, H., Giordani, P. (2021) Functional Traits in Lichen Ecology: A Review of Challenge and Opportunity. – Microorganisms 2021, 9, 766. doi.org/10.3390/microorganisms9040766

Kistenich S. Rikkinen J.K., Thüs H., Vairappan C.S., Wolseley P.A., Timdal E (2018) Three new species of Krogia (Ramalinaceae, lichenized Ascomycota) from the Paleotropic. – MycoKeys, 40: 69–88. https://doi.org/10.3897/mycokeys.40.26025

Die Stuttgarter Fabriken der Familie Jobst waren einst unter den weltweit führenden Herstellern des Anti-Malaria Wirkstoffs Chinin. Das aus der China-Rinde (Cinchona spp.) extrahierte Chinin sowie strukturverwandte andere Substanzen waren vor der Entwicklung synthetischer Wirkstoffe Grundlage für die einzige wirksame Medizin zur Linderung der Malaria.  Bis in die erste Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden die wild wachsenden Bestände der Cinchona-Bäume durch übermäßige Nutzung vielerorts nahezu ausgerottet. Die daraus resultierende Verknappung und irrtümlich (oder auch in betrügerischer Absicht bewusst falsch) deklarierte, aber nur schwach wirksame Varianten der Chinarinde wurden zu einem für die Patienten lebensgefährlichen Risiko. Vor diesem Hintergrund war jeder Hinweis auf die wirkliche Herkunft und die Sorte der Chinarinde von großem Wert. Auf der China-Rinde wachsende Flechten spielten in dieser Zeit eine bedeutende Rolle als Nachweis für die Herkunft und Qualität der Rohstoffe für die Chinin-Herstellung. Gemeinsam mit Kollegen der Economic Botany Unit an den Royal Botanic Gardens Kew versuchen wir, das heutige Wissen über die ökologischen Ansprüche und die Verbreitung epiphytischer Flechten zu verwenden, um die Verlässlichkeit dieses historischen Verfahrens zu hinterfragen.

Kooperation mit Walker, K., Nesbitt, M. (Economic Botany Unit Kew)

SMNS Querschnittsthemen: Biodiversitätsmuster: Arten und ihre Verbreitung, Freie Forschungsfelder

Mycosporine und Mycosporin-ähnliche Aminosäuren (MAAs) sind hochgradig wirksame UV-Filter und werden bereits heute in verschiedenen Hautpflegeprodukten genutzt. Sie kommen in fast allen Organismengruppen vor (Cyanobakterien, Algen, Tiere, Pilze) und fehlen nur bei den Landpflanzen. Neben der Lichtschutzfunktion spielen MAAs weitere Rollen, z.B. bei der Osmoregulation, Wärmeableitung, der Steuerung von Entwicklungsprozessen. Lange waren sie bei den flechtenbildenden Pilzen nur aus jenen Arten bekannt, die Cyanobakterien als Partner nutzen. Erst vor wenigen Jahren wurden erstmals auch in einer mit Grünalgen assoziierten Warzenflechte MAAs nachgewiesen. Unsere laufende Forschung zielt darauf ab, neue Varianten von MAAs zu identifizieren sowie ihre Verbreitung und Rolle in der Chemoökologie, Evolution und –taxonomie der Warzenflechten aufzudecken.

Kooperation mit Chollet-Krugler, M., Boustie, J. (Univ. Rennes 1), Nguyen, T. (Univ. Ho-Chi Minh City).

Publikationen:

Chollet-Krugler M., Nguyen T.T.T., Sauvager A., Thüs H., Boustie J. (2019) Mycosporine-Like Amino Acids (MAAs) in Time-Series of Lichen Specimens from Natural History Collections. – Molecules 24 (6), 1070: 1-11. https://doi.org/10.3390/molecules2406107

Le Devehat,F., Thüs, H., Abasque, M.L., Desmail, D., Boustie, J. (2014) [book chapter] Oxidative Stress Regulation in lichens and its relevance for survival in coastal habitats, In: Sea Plants, Elsevier: 471–507.

Flechtenpilze der Gattung der Wimpernflechten (Heterodermia) sind eine vor allem in warmen Regionen der Erde sehr artenreich vertretene Organismengruppe. Nur wenige Arten sind aus Europa bekannt und in Deutschland galten lange Zeit alle Vorkommen außerhalb der Alpen als ausgestorben. Mit Unterstützung des von der Esmée Fairbaine Foundation geförderten  „Lost and Found“ Projektes der Royal Botanic Gardens Kew habe ich die Bestandsentwicklung und genetische Vielfalt der Heterodermia-Arten auf den Englischen Isles of Scilly und dem Festland der Britischen Inseln untersucht. Aktuell werden nun die Beziehungen der Britischen Populationen zu Vertretern der Wimperflechten in Mitteleuropa, südlich der Alpen, auf den Azoren und in den Tropen untersucht. Damit versuche ich zu klären, ob die bei uns vorkommenden Flechten Außenposten weit verbreiteter und damit aus globaler Perspektive wenig gefährdeter Arten darstellen, oder ob auf unserem Kontinent genetische Linien vorkommen, die nur hier existieren und für deren Erhalt die Europäischen Länder eine besondere Verantwortung haben.

Kooperation mit Cannon, P. (Kew Gardens, London), Bogomazova, K. (RBG Edinburgh), Robinet, T. (MNHN, Paris) sowie Citizen Scientists der British Lichen Society (BLS),  French Lichenology Association (AFL) und der Bryologisch-Lichenologischen Arbeitsgemeinschaft für Mitteleuropa (BLAM).