Pilzleder

Veröffentlicht von: Progress Austria am Samstag, Februar 15, 2020

Autor: Martin Stübler, member of a biotech start-up

 


Der Raum ist verdunkelt, die Fenster sind geschwärzt. Sie mögen es so. Dunkel und düster muss es sein. Das Surren der Klimaanlage begleitet sie während ihrer Entwicklung. Dicht aneinander gedrängt stehen eine Vielzahl an Reaktoren. Bei der morgendlichen Inspektion wird ihr Wachstum beurteilt. Das Hauptaugenmerk bei der morgendlichen Kontrolle liegt auf Luftfeuchtigkeit und -qualität, sowie die Reinheit und Sterilität. Was sich - der Beschreibung nach - nach Sciene-Fiction anhört, ist Realität. Es geschieht tagtäglich. Aber hier geht es nicht um die Züchtung von Mutanten, hier wurde die Produktion von Pilzen beschrieben. Hunderte Quadratmeter von Pilzmyzel können mit der Anlage produziert werden. Es handelt sich aber nicht um einfaches Myzel (= die fadenförmigen Zellen eines Pilzes). Aus diesem wird etwas Innovatives, etwas Neues: Pilzleder.

 

Noch bis vor einem Jahr war all dies undenkbar: Der gesamte Prozess war bis dahin nur im Labormaßstab machbar und nicht sehr effizient. Die letzten zwölf Monate brachten einige Durchbrüche in der Myzeltechnologie, die es uns nun ermöglichen, große Mengen Pilzleder mit minimalem Aufwand wachsen zu lassen. Das erste vollkommen myzelbasierte Produkt wurde im Februar 2020 im Zuge der New York Fashion Week vorgestellt und befeuert einen Trend, der nachwachsende Rohstoffe wieder in den Mittelpunkt der Modeindustrie rückt. Das Produkt mit dem Namen REISHI™ wurde von MycoWorks über mehrere Jahre optimiert, bis es schlussendlich die Festigkeit von Kuhleder erreichte. Erst an diesem Punkt wurde es auf den Markt gebracht und zur Zeit wird es mit einigen der innovativsten Designern der Welt zu nachhaltigen Erzeugnissen verarbeitet.

Aber warum Pilze? Diese Frage, stellten sich anfangs auch Phd Sophia Wang und Prof. Phil Ross. Durch seine jahrelange Erfahrung mit biologisch inspirierter Kunst wurde Phil Ross auf dieses Material aufmerksam und unternahm erste Versuche, CO2-neutrale Kunst zu produzieren. Über mehrere Jahre war Phil Ross jener Künstler, der das Medium „Pilz“ (Ganoderma lucidum) zur Perfektion brachte, um daraus Objekte wie Bio-Ziegel, sogenannte myco-bricks, sowie Hocker, Stühle, Tische, Bojen und kleine Gebäude wachsen zu lassen. Als eines seiner Kunstwerke eines Tages durch einen Sturz zerstört wurde, entdeckte Prof. Ross, dass sich die „Oberfläche“ des aus Pilzen gewachsenen Kunstwerkes wie Haut/Leder verhält und ähnliche haptische und mechanische Eigenschaften aufwies. Durch einen Zufall wurde die Idee des Pilzleders geboren und über mehrere Jahre von Sophia Wang und Phil Ross perfektioniert.

Doch nun zurück zur Frage: Warum Pilze? In nahezu jedem terrestrischen Ökosystem sind Pilze die Könige der Destruenten. Das bedeutet, dass Pilze all jene Dinge abbauen, die von anderen Organismen aufgebaut wurden. Der Großteil der globalen Biomasse wird über die Photosynthese und CO2-Fixierung von Pflanzen produziert. Um den Kreislauf schließen zu können, bedarf es Pilze, die für den Abbau von Zellulose, Chitin und Lignin unentbehrlich sind. Ohne ihr Zutun würde unser Planet unter Tonnen von Biomasse versinken. Jene pflanzlichen Stoffe, die von Bakterien nicht abgebaut werden können, werden von den Pilzen abgebaut. Bakterien zersetzen dabei vorrangig leicht zugängliche Moleküle mit relativ hohem Energiegehalt wie Kohlenhydrate, Fette und Proteine. Schwerer abzubauenden Stoffe, wie Zellulose und Lignin bleiben für die mehrzelligen Organismen der Bodenflora, vorrangig Pilze, übrig. Durch ihre extrem effiziente Enzympalette können sie jene Stoffe zerlegen, die von anderen Mikroorganismen ausgespart wurden. Damit sind sie die “Recycling-Profis” der Bodenflora.

Nahezu alle biologischen Materialien werden früher oder später von Pilzen abgebaut. Einige Vertreter, wie der gefürchtete Hausschwamm (Serpula lacrymans), der mancherorts der Meldepflicht untersteht, kann sogar sehr trockenes Holz (~30% Feuchtigkeit) angreifen und rasch zerstören. Aber was macht Pilze nun zu diesen raschen und extrem effizienten „Recyclern“? Zum einen ihre sehr effiziente Enzympalette und zum anderen ihr ausgedehntes Myzelnetzwerk, das eine unglaubliche Oberfläche erreicht.

 

Seit vielen Jahren befasst sich Dr. Ivana Brzonova mit diesem Netzwerk genauer. Sie gilt als Expertin im Bereich der Myzel-Biologie.

Auf die Frage, was denn genau Myzel sei, antwortet Dr. Brzonova: „Myzel ist der unterirdische, vegetative Teil von Pilzen, bestehend aus einem Netzwerk von feinen weißen filamentösen Fäden, den sogenannten Hyphen. Die Hyphen sind jener Teil des Pilzes, der beständig den Boden nach Wasser und Nährstoffen durchsucht, um diese aufzunehmen oder zu verstoffwechseln. Hyphen sind fähig, komplexe Informationen an den gesamten Organismus weiterzugeben.“ Im Labor können wir Myzel in unterschiedlichen Formen und Größen in Petrischalen wachsen lassen und so sichtbar machen. Doch meistens ist es für uns unsichtbar. Dabei wird sogar das größte Lebewesen der Erde von diesem gebildet. Es gehört zur Pilzart Armillaria ostoyae und erstreckt sich über 2385 Hektar im Malheur National Forest in Oregon.

Dr. Brzonova erklärt, dass dies nicht die einzige Form ist, die Mycel annehmen kann: es ist extrem flexibel und kann jede dreidimensionale Form annehmen, die dem Überleben dient. Dabei ist die Anpassungsfähigkeit von Pilzen erstaunlich und ihr Vorkommen ist an den unwirtlichsten Orten, wie Sand- oder Eiswüsten möglich. Dies ist möglich, da Pilze ihren Metabolismus wie kein anderes Lebewesen an ihr Umfeld adaptieren können und sie sogar die physische Gestalt der Hyphen an die Umgebungstemperatur und Luftfeuchte anpassen.

All diese Eigenschaften sind besonders wertvoll für die Produktion von myzelbasierten Biomaterialien. Ganz ohne den Einsatz von Gentechnik kann dabei im Labor der beste Pilz für das gewünschte Objekt durch randomisierte Selektion ausgewählt werden. Dabei wird ein Pilz aus der Gattung Polyporus ausgewählt und auf Abfallstoffen der Land- und Forstwirtschaft kultiviert. Der Fantasie sind dabei keine Grenzen gesetzt und es können sowohl flache -Pilzlederhäute als auch 3D-Objekte hergestellt werden. Eine besondere Bedeutung spielen hierbei Umwelteinflüsse, über die es möglich ist, dem Pilz das Wachstum vorzugeben. Dieser reagiere darauf, oder auch nicht, sagt Ivana mit einem Lächeln und erklärt weiter, dass wir versuchen, mit dem Pilz zu kommunizieren, ohne ihm unseren Willen aufzudrängen.

Phil Ross erzählt: „Dieses Myzel-Biomaterial ist nicht nur ein von der Natur inspiriertes Material, sondern auch ein zur Gänze von der Natur produziertes. Die Transformation von Abfallstoffen zu einem Produkt hat mich nicht immer fasziniert. Die Mikrostruktur des Myzels ist nicht nur ein Kunstwerk an sich, sondern auch ein „Kunststoff“, der im Gegensatz zu Plastik nicht nur schnell produziert, sondern auch ebenso schnell wieder abgebaut werden kann. Der Pilz schließt damit einen Kreislauf, den der Mensch bereits vor vielen Jahren unterbrochen hat und der noch ungeahnte ökologische Folgen für unseren Planeten haben wird.

 

Was ist REISHI?

REISHI™ ist das erste myzelbasierte Material, das kommerziell verfügbar ist. Die Eigenmarke von MycoWorks, einem Biotech-Startup aus dem Silicon Valley, weltweit die einzige Firma, die solch ein Material produzieren kann, ist seit Februar 2020 in den Händen von Designern und Künstlern in New York und Paris. Für die Transformation von Myzel zu REISHI™ arbeitet Mycoworks mit einer der ältesten, aber zugleich innovativsten Gerbereien Europas zusammen, Curtidos Badia. Die nötigen Schritte seien sehr ähnlich der Herstellung von Leder aus Tierhäuten, aber zugleich vollkommen anders, erklärt Xavi Badia, Eigentümer des Familienunternehmens in vierter Generation mir bei meinem Besuch in der Gerberei. Xavi Badia fährt fort: „Wir sind vollkommen fasziniert von den Eigenschaften dieses Materials. Besonders die Weichheit und die Fülle machen REISHI™ zu etwas ganz Besonderem. Wenn man dieses Material in den Händen hält, kann man gar nicht glauben, dass es sich hierbei nicht um Tierleder handelt. Man möchte es schon fast nicht mehr aus der Hand geben. Qualität ist dabei in der Lederindustrie schwer quantifizierbar. Die Berührung mit dem richtigen Leder kann für viele Menschen fast so etwas wie eine Anti-Stress-Therapie sein.“

Wie ein Familienunternehmen wie das von Xavi Badia nach so vielen Jahren immer noch diese Innovationskraft besitzen kann, wird schnell klar, wenn man den Hauptstandort in Igualada nahe Barcelona besucht. Die Katalanen, und hierbei ist Badia keine Ausnahme, besitzen einen unglaublichen Drang zur Erneuerung. Historisch kann dies zumindest teilweise mit der ungewöhnlichen Kulturgeschichte der Region erklärt werden, die allein schon zu einem Besuch einlädt.

 

Wie Paul Stamets schon sagte: „The future is fungi“. In diesem Kontext verraten mir Sophia Wang und Phil Ross auch, dass Myzel-Leder nur der Anfang ist. Die Möglichkeiten sind nahezu unbegrenzt: Von Pilzen als Baustoff für Gebrauchsgegenstände und Häuser bis hin zu pilzsporenbasierten, selbst erschaffenen Raumbasen auf Exoplaneten ist eine unglaubliche Vielzahl an Anwendungen vorstellbar. Pilze werden nicht nur als günstiges Biomaterial den 3D-Druck revolutionieren, sondern auch als Individualmedizin der Zukunft mehr zu unserem Wohlbefinden beitragen, als wir heute erahnen können. MycoWorks arbeitet eng mit führenden Universitäten, wie Stanford und Berkeley zusammen, um diese Zukunft zu ermöglichen. Kollaboration wird dabei großgeschrieben und ermöglicht so den ungehemmten Informationsaustausch zwischen staatlicher und privater Forschung.

Um diese Entwicklung zu unterstützen, bedarf es jedoch der offenen Diskussion über den oft vernachlässigten, im Hintergrund wirkenden Pilz und dessen Bedeutung für uns Menschen. Nur über den offenen Diskurs können wir zu einem Punkt gelangen, an dem wir entscheiden können, wofür wir Pilze in Zukunft einsetzen wollen.

 

10 Fakten zum REISHI™-Pilzleder:

  1. Warum Pilze: Pilze können fast alle biologischen Abfallstoffe verwerten. Pilze sind extrem rasch wachsende Organismen. Jeder, der schon einmal Erdbeeren über Nacht außerhalb des Kühlschranks stehen gelassen und sie am Morgen von einem grauen Botrytis-cinerea-Flaum vorgefunden hat, kann dies bezeugen.
  2. Das „Leder“: Dieses wird aus den einzelnen weißen Hyphen mikroskopisch fein „verwoben“ und ist nicht zu verwechseln mit dem oberirdischen Fruchtkörper des Pilzes. Der unterirdische Teil bildet ein zähes und strapazierfähiges Material.
  3. Myzel: Dies ist der unterirdische Teil des Pilzes, der aus kleinen weißen Hyphen aufgebaut ist. Er macht Pilze zu den wichtigsten Destruenten des Waldökosystems.
  4. MycoWorks: Silicon-valley-Startup, dass das weltweit erste myzelbasierte Biomaterial aus REISHI™ (#madewithreishi) zur Marktreife brachte und somit den Begriff der Nachhaltigkeit für Materialien neu definiert.
  5. Der Pilz: Der MycoWorks-Organismus(Ganoderma lucidum) ist ein chinesischer Gesundheitspilz (chinesisch: Língzhī, japanisch: Reishi), der auf allen Kontinenten verbreitet ist. Der getrocknete, pulverisierte Fruchtkörper wird über Tees und Kapseln verabreicht und hat sich über Jahrtausende als gesundheitsfördernd für Mensch und Tier erwiesen.
  6. Materialeigenschaften: Das Pilzleder ist geruchlos und von leicht bitterem Geschmack. Durch den Gerbungsprozess ist es von herkömmlichen Tierleder nahezu nicht zu unterscheiden: Die Festigkeit (Zugfähigkeit, Dehnbarkeit und Elastizität) ist der von Rindsleder gleichzusetzen.
  7. Ressourcenschonung: Für die Herstellung werden nur ca. 2% des Wassers, im Vergleich zur herkömmlichen Tierledergewinnung, benötigt. Weiterhin werden Abfallstoffe aus der Land- und Forstwirtschaft verwertet. Der biologische Wachstumsprozess steht, im Gegensatz zur Tierhaltung, in keiner Weise in Nahrungskonkurrenz zum Menschen. Der gesamte Prozess benötigt auch nur wenige Wochen statt mehrerer Monate.
  8. Kreislaufdenken: Myzel kann auf biologischem Abfallmaterial aus der Land- und Forstwirtschaft wachsen und benötigt nur geringe Mengen an Wasser. Alle Nebenprodukte, die im Zuge des Prozesses entstehen, können der Natur zurückgegeben werden und tragen zu einer besseren Bodenfruchtbarkeit bei. Sie sind damit Wertstoff und kein Abfallprodukt.
  9. Der Absatzmarkt: Der globale Bedarf an Lederwaren wächst parallel mit dem Übertritt von Schwellenländern zu Industrieländern um ca. 6% pro Jahr. Die globale Tierhaltung wächst mit ca. 3% pro Jahr und hängt unter Anderem mit dem globalen Bevölkerungswachstum zusammen. Hier bietet sich die unvergleichliche Chance, eine entstehende Nische durch ein ökologisches Material zu füllen.
  10. Die Alternative: Zur Zeit erobern viele neue Kunstleder Produkte den globalen Markt und werben mit Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung. Viele dieser veganen Lederalternativen (Apfelleder, Kaktusleder, Bananenleder, Blattleder, etc.) sind frei von Tierleid produziert, werden jedoch zum Großteil mit Polyurethan (PU) hergestellt, einem erdölbasierten Kunststoff, der dem Material seine Festigkeit und Stabilität gibt.


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