Hoe schimmels hout opeten

Steenkool is afkomstig van het hout van de allereerste, gigantische moerasbossen. Het geologische tijdperk het Carboon (circa 360-300 miljoen jaar geleden) is naar de toen groeiende steenkoolvoorraad genoemd. Maar aan het einde van Carboon stokte die aanwas. Door klimaatverandering? Dat kan. Maar wat ook kan, is dat witrotschimmels sindsdien het hout hebben opgegeten. Die hebben namelijk een waar arsenaal aan houtvretende enzymen in hun genomen, blijkt uit een DNA-analyse van tientallen schimmelsoorten. Wetenschappers, onder meer van het Kluyver Centre in Delft, publiceren de resultaten van dit onderzoek vandaag in Science.

De interesse van de onderzoekers ging vooral uit naar enzymen die de taaie lignine-moleculen in de celwanden van plantencellen kunnen afbreken. Lignine-moleculen zijn op alle mogelijke manieren met elkaar verknoopt. Dat maakt hout stevig en stug en beschermt de suikers in de celwand tegen afbraak. Lignine-verterende enzymen zijn commercieel interessant omdat ze houtmassa kunnen helpen fermenteren tot biobrandstoffen, zoals ethanol.

Houtrotschimmels uit de paddestoelenklasse Agaricomycetes worden ingedeeld in witrotschimmels (zoals het elfenbankje) en bruinrotschimmels (zoals de zwavelzwam). Witrotschimmels kunnen de hele celwand van planten afbreken, inclusief lignine, bruinrotschimmels niet.

In de genomen van witrotschimmels ontdekten de onderzoekers vier verschillende genfamilies die coderen voor lignine-afbrekende enzymen. In de bruinrotschimmels zijn deze genfamilies vaak afwezig. Maar uit reconstructies blijkt nu dat hun voorouders wél een bescheiden repertoire aan lignine-afbrekers bezaten. De onderzoekers concluderen dat de stamvader van de Agaricomycetes een witrotschimmel was die lignine kon verteren. Volgens berekeningen van de onderzoekers verkreeg Agaricomycetes dat vermogen ongeveer 290 miljoen jaar geleden voor het eerst. In de miljoenen jaren daarvoor hadden de vaatplanten het vasteland veroverd.