Wat zijn schimmels? Sommige van deze organismen zijn te klein om met het blote oog te zien. Sommige, zoals de honingzwam, behoren tot de grootste organismen op de planeet. Schimmels zijn overal om ons heen: in brood, in bier en zelfs in de muren van je huis. Deze diverse klasse organismen kan bijna overal op aarde overleven. De basis van hun overlevingsvermogen ligt mede in hun levenscyclus. Maar wat gebeurt er precies in de levenscyclus van schimmels?

 

Het Rijk der Schimmels

 

Begrijpen ‘wat’ schimmels zijn vereist eerst inzicht in hun plaats binnen het leven op aarde. Historisch gezien maakt de biologie gebruik van een systeem voor classificatie ontwikkeld door de wetenschapper Robert Whittaker halverwege de 20e eeuw. Volgens dit systeem werd al het leven eerst opgedeeld in prokaryoten en eukaryoten – het verschil is dat eukaryoten ‘membraangebonden organellen’ bezitten zoals kernen en mitochondriën. Vanaf daar werden de prokaryoten verdeeld in twee rijken, Archaebacteria, en Eubacteria. Iets ingewikkelder worden Eukarya opgedeeld in vier rijken, die veel bekender klinken: Protista, Plantae, Animalia, en Fungi. De onderstaande grafiek helpt om dit te visualiseren.

 

 

Dit systeem verandert echter. Vanaf het begin van de 21e eeuw begonnen biologen een nieuw, gedetailleerder levensboommodel te gebruiken. Dit nieuwe systeem deelt alle eukarya op in zes groepen. Eén van die groepen, Opisthokonta, bevat alle echte schimmels maar ook ons, Animalia! Kijk hieronder om deze twee systemen te vergelijken. Voor onze doeleinden spreken we over alle schimmels als één ‘rijk’, omdat ze nog steeds als één groep worden geclassificeerd.

 

 

Classificatie van Schimmels

 

Schimmels vormen een extreem divers rijk. De makkelijkste manier om hun diversiteit te begrijpen is door ze op te delen in vier grote groepen: Chytridiomycota (chytrids), Zygomycota (brotschimmels), Ascomycota (gisten en zakschimmels), en Basidiomycota (knotszwammen). Deze indelingen zijn vooral gebaseerd op hun wijze van voortplanting, maar dat behandelen we later. Eerst kijken we naar wat elke groep inhoudt.

• Chytridiomycota: dit worden vaak beschouwd als de meest primitieve schimmels, en verschenen waarschijnlijk ongeveer 500 miljoen jaar geleden. Chytrids zijn uniek omdat hun sporen (zoösporen genoemd) beweeglijk zijn. Ze hebben vaak één zweepstaart (flagel) die ze door waterige omgevingen voortdrijft. Interessant is dat deze schimmels zonder zuurstof kunnen overleven en in de magen van koeien voorkomen, waar ze plantaardig materiaal afbreken.
• Zygomycota: deze groep schimmels kom je dagelijks tegen. Ze zijn een van de meer voorkomende ‘voedselschimmels’ die je bijvoorbeeld kunt zien op bedorven voedsel zoals aardbeien. Zygomycota vertegenwoordigen ongeveer 1% van alle schimmelsoorten.
• Ascomycota: deze schimmels vormen het merendeel van alle schimmelsoorten, zo’n 75%. Ze zijn verantwoordelijk voor een aantal belangrijke en leuke functies. Saccharomyces cerevisiae is de gist die vaak geassocieerd wordt met bierbrouwen en bakken. Penicillium chrysogenum geeft zijn naam aan het levensreddende antibioticum penicilline. Dit zijn ook dezelfde schimmels die je samen met algen kunt zien in symbiotische relaties in de vorm van korstmossen.
• Basidiomycota: hoewel je het misschien niet weet, heb je waarschijnlijk al een lid van Basidiomycota gegeten! Deze groep schimmels omvat bijna alle paddenstoelen. Deze paddenstoelen zijn slechts één onderdeel van de levenscyclus van het organisme. Deze schimmels zijn erg belangrijk doordat ze dode materie zoals hout en planten afbreken en zo de voedingsstoffen teruggeven aan de bodem.

 

 

Geslachtelijke Levenscyclus van Schimmels

 

Niet alle schimmels planten zich op dezelfde manier voort. Globaal gezien planten ze zich voort via geslachtelijke of ongeslachtelijke voortplanting. In de biologie kan de definitie van ‘geslachtelijke voortplanting’ anders zijn dan normaal. Geslachtelijke voortplanting betekent simpelweg dat genetische informatie van twee individuen samenkomt om één nieuw individu te vormen. Eerst richten we ons op de levenscycli met geslachtelijke voortplanting.

 

Geslachtelijk

 

De eerste fase van de levenscyclus van schimmels is de sporenfase. Alle schimmels beginnen als sporen die ‘haploïde’ zijn, wat betekent dat ze slechts één kopie van hun genetische informatie hebben. Dit is vergelijkbaar met menselijke geslachtscellen, zoals zaadcellen en eicellen. Deze sporen kunnen grote afstanden afleggen vanaf hun plaats van productie door zich te hechten aan een ander organisme of door de wind meegevoerd te worden. Wanneer de spore op een gunstige plek terechtkomt, kiemt deze en groeit een massa ‘wortels’ genaamd een mycelium. Deze functioneren als wortels door voedingsstoffen te vinden die de sporen helpen groeien.

Terwijl het mycelium groeit, kan het een andere, compatibele schimmel tegenkomen. Als dit gebeurt, kunnen de cellen van beide schimmels samensmelten tot één enkele cel. Deze samengevoegde cellen zijn nu ‘diploïde’, wat betekent dat ze twee kopieën van hun genetische informatie hebben. Dit is zoals alle menselijke cellen behalve de geslachtscellen.

Deze cellen ondergaan dan een proces genaamd ‘meiose.’ Hierbij splitst een enkele cel in twee cellen. Belangrijk is dat tijdens deze splitsing de genetische informatie van elke ouder door elkaar wordt gehusseld en gemengd. De twee resulterende ‘dochter’cellen zijn daardoor niet identiek aan hun ouders of aan elkaar. Dit is hoe schimmels (en alle geslachtelijk voortplantende organismen) hun genetische diversiteit behouden.

 

Ongeslachtelijk

 

In het myceliumstadium kunnen de meeste schimmels ook ‘kiezen’ voor ongeslachtelijke voortplanting. Deze keuze hangt af van omgevingsfactoren zoals beschikbaarheid van hulpbronnen en vochtigheid. In dit deel van de levenscyclus, in plaats van te groeien en zich met een ander mycelium te verenigen, produceert de schimmel ‘mitosporen’ die identiek zijn aan de ouder. Deze mitosporen groeien uit tot nieuw mycelium. Bij de juiste omstandigheden kan dit mycelium weer geslachtelijke voortplanting ondergaan.

 

Complexe Levenscyclus

 

Schimmels zijn een bijzonder diverse en complexe groep organismen. Hoewel we slechts het topje van de ijsberg hebben aangeraakt wat betreft de vele complexe levenscycli van schimmels, zullen deze basisprincipes gelden voor de meeste schimmels. Denk de volgende keer dat je een zak beschimmeld brood opent eens aan de levenscyclus van de schimmel die je ziet!