Schwarzer Schimmel —Stachybotrys chartarum

Der aktuell akzeptierte wissenschaftliche Name der Art lautet *Stachybotrys chartarum* (Ehrenb.) S. Hughes. Erstmals dokumentiert wurde der Pilz im Jahr 1818 von Christian Gottfried Ehrenberg unter dem Basionym *Stilbospora chartarum*, basierend auf Funden an feuchtem Innenraummaterial. Die Gattung *Stachybotrys* selbst wurde 1837 von August Carl Joseph Corda etabliert, der die Typusart *Stachybotrys atra* anhand von schwarz gefleckter Tapete in Prag beschrieb.[2] Die heute gültige Kombination legte der Mykologe Stephen J. Hughes 1958 fest, indem er das ältere Epitheton priorisierte und Synonyme zusammenführte. Historisch war der Organismus lange unter den Synonymen *Stachybotrys atra* und *Stachybotrys alternans* bekannt, die heute als taxonomisch obsolet gelten.[2] Etymologisch leitet sich der Gattungsname aus den griechischen Wörtern *stakhus* (Ähre) und *botrys* (Traube) ab, was auf die trauben- oder ährenartige Anordnung der Konidien anspielt.[1] Das Art-Epitheton *chartarum* ist der lateinische Genitiv von *charta* (Papier) und verweist auf das zellulosereiche Substrat der Erstbeobachtung. Systematisch wird die Art der Familie Stachybotryaceae innerhalb der Ordnung Hypocreales zugeordnet. Molekularbiologische Untersuchungen zeigen zudem, dass *Stachybotrys chartarum* einen Artkomplex mit kryptischer Diversität darstellt, der in verschiedene Chemotypen (Genotyp S und A) unterteilt wird.[2] Im deutschen Sprachraum wird die Art trivial oft als „Schwarzschimmel“ bezeichnet, wobei dieser Begriff unspezifisch ist und auch auf andere dunkle Pilze angewendet wird.[3] International ist die englische Bezeichnung „black mold“ oder „toxic black mold“ weit verbreitet.[2]

Auf Standardmedien wie Malzextrakt-Agar erscheinen die Kolonien zunächst weiß, entwickeln jedoch mit zunehmendem Alter eine baumwollige bis samtige Textur und eine schwärzlich-grüne bis schwarze Färbung. Frische Kolonien wirken aufgrund der schleimigen Konidienmassen oft glänzend, während ausgetrocknete oder ruhende Bestände eine pudrige oder rußartige Konsistenz annehmen. Charakteristisch ist das langsame Wachstum im Vergleich zu *Aspergillus*-Arten, wobei Kolonien in 4 bis 7 Tagen lediglich einen Durchmesser von 2 bis 3 cm erreichen. Häufig wird ein diffuses braunes Pigment in das umgebende Nährmedium abgegeben.[2] Mikroskopisch zeigen sich septierte, melaninreiche Hyphen mit einer Breite von 2 bis 4 μm, die blassbraun bis olivbraun erscheinen. Die Konidiophoren ragen aufrecht und starr empor, sind meist unverzweigt und enden in einer pinselartigen Anordnung von Phialiden. Diese Phialiden sind keulenförmig oder zylindrisch geformt und stehen in dichten Gruppen an der Spitze des Konidiophors. Die produzierten Konidien sind ellipsoid bis zylindrisch mit abgerundeten Enden und messen typischerweise 7–14 × 4–9 μm. Sie besitzen eine glatte oder fein angeraute Oberfläche, sind dunkel olivbraun bis schwarz gefärbt und bilden schleimige Köpfchen.[1] Zur Unterscheidung von morphologisch ähnlichen Dunkelpilzen wie *Cladosporium sphaerospermum* oder *Aspergillus niger* ist eine mikroskopische Untersuchung notwendig. Ein charakteristischer modriger oder erdiger Geruch dient oft als erster Hinweis auf einen Befall, ist jedoch für eine Artbestimmung unzureichend. Da die Sporen klebrig sind und schwer in die Luft gelangen, eignen sich Klebestreifen-Proben (Tape Lifts) besser zur Detektion als reine Luftmessungen.[2] Molekularbiologische Methoden wie die quantitative PCR (qPCR) ermöglichen zudem den spezifischen Nachweis der ITS-Region und die Unterscheidung von Chemotypen.[1]

Stachybotrys chartarum ist ein dematiaceer, filamentöser Pilz aus der Abteilung der Ascomycota, der weltweit als bedeutender Zersetzer von organischem Material vorkommt. Als spezialisierter Saprophyt besitzt die Art ausgeprägte cellulolytische Eigenschaften und besiedelt bevorzugt cellulosehaltige Substrate wie Pflanzenreste, Stroh oder im Innenraum Papier und Gipskartonplatten.[1][2] Im natürlichen Lebensraum findet man den Pilz häufig in feuchtem Waldboden und auf verrottendem Pflanzenmaterial, wo er eine wichtige Rolle im Nährstoffkreislauf spielt.[2] Im Gegensatz zu vielen mesophilen Schimmelpilzen ist *S. chartarum* ein hydrophiler Organismus, der für Wachstum und Keimung konstant hohe Feuchtigkeit und eine Wasseraktivität ($a_w$) von über 0,94 benötigt.[1][4] Aufgrund seines langsamen Wachstums wird er in der Natur oft von schnelleren Arten verdrängt, es sei denn, die feuchten Bedingungen halten über Wochen an.[2] Der Gattungsname leitet sich aus dem Griechischen *stakhus* (Ähre) und *botrys* (Traube) ab, was die charakteristische traubenartige Anordnung der Konidien an den Konidiophoren beschreibt.[1] Mikroskopisch zeichnet sich die Art durch melaninreiche Hyphen und spezialisierte Phialiden aus, die dunkle, ellipsoide Sporen produzieren.[3] Diese dunkle Pigmentierung durch Melanin in den Zellwänden dient als anatomische Anpassung, die den Pilz vor UV-Strahlung und oxidativem Stress schützt.[1] Der Lebenszyklus verläuft überwiegend asexuell (anamorph); sexuelle Stadien sind unter natürlichen Bedingungen selten zu beobachten.[2] Die Entwicklung beginnt mit der Keimung der Konidien bei hoher Feuchtigkeit, woraufhin Keimschläuche austreten, die sich zu einem vegetativen Myzelnetzwerk entwickeln.[5] Die Sporulation setzt typischerweise erst nach 10 bis 12 Tagen kontinuierlicher Feuchtigkeit ein, weshalb das Auftreten von *S. chartarum* oft auf chronische Nässeprobleme hinweist. Makroskopisch erscheinen aktive Kolonien schleimig und glänzend, während eingetrocknete Kulturen eine pulvrige, rußartige Textur annehmen. Eine Besonderheit der Art ist die genetische Diversität innerhalb des morphologisch einheitlichen Erscheinungsbildes, was zur Klassifizierung als Spezieskomplex geführt hat.[2] Es werden zwei Hauptchemotypen unterschieden: Genotyp S, der hochtoxische makrozyklische Trichothecene (Satratoxine) produziert, und Genotyp A, der Atranone synthetisiert.[1][5] Historisch wurde die Art erstmals 1818 von Ehrenberg als *Stilbospora chartarum* auf feuchtem Papier beschrieben, bevor sie taxonomisch neu eingeordnet wurde.[2] Besondere Aufmerksamkeit erlangte der Pilz im frühen 20. Jahrhundert durch die Stachybotryotoxikose bei Pferden in Osteuropa, die durch kontaminiertes Futter verursacht wurde.[2]

Das Verhalten von *Stachybotrys chartarum* ist durch eine langsame Wachstumsstrategie geprägt, wodurch die Art in frühen Besiedlungsphasen oft von schneller wachsenden Pilzen wie *Aspergillus* oder *Penicillium* verdrängt wird.[1][2] Als hydrophiler Saprophyt ist der Pilz auf konstant hohe Feuchtigkeit angewiesen und besiedelt gezielt zellulosereiche Substrate, um diese enzymatisch abzubauen.[2] Bei ungünstigen Umweltbedingungen, wie sinkender Wasseraktivität, gehen Hyphen und Konidien in eine Dormanz über und können in diesem Ruhezustand längere Trockenperioden überdauern.[4] Die Sporen aggregieren in schleimigen Köpfen an den Konidiophoren, was eine passive Verbreitung durch Wind im feuchten Zustand verhindert. Stattdessen erfolgt die Dispersalmechanik primär durch physische Störung, Wassertransport oder Anhaftung an Insekten und Materialien, da die Sporen klebrige Eigenschaften besitzen.[2] Unter Stressbedingungen, insbesondere bei Nährstofflimitierung, induziert *S. chartarum* die Biosynthese sekundärer Metabolite wie Makrozyklischer Trichothecene, die als chemische Abwehr dienen. In natürlichen und gebauten Umgebungen steht der Pilz in kompetitiver und symbiotischer Interaktion mit anderen Mikroorganismen innerhalb des Mikrobioms.[1] Eine physiologische Anpassung ist die Einlagerung von Melanin in die Zellwände, welche die Resistenz gegen Umweltstressoren erhöht.[2]

*Stachybotrys chartarum* fungiert primär als Saprotroph, der zellulosereiches organisches Material zersetzt.[1] In natürlichen Ökosystemen trägt der Pilz durch den Abbau von lignozellulosehaltigen Pflanzenresten wie Waldstreu, Stroh und Laub wesentlich zum Nährstoffrecycling bei.[2] Die Art ist weltweit verbreitet und wird häufig aus Böden isoliert, insbesondere in Uferzonen oder Gebieten mit hohem organischen Gehalt und periodischer Nässe.[1] Als hydrophiler Organismus benötigt *Stachybotrys chartarum* zur Keimung und zum Wachstum eine anhaltend hohe relative Luftfeuchtigkeit von über 90 %.[5] Optimale Wachstumsbedingungen herrschen bei einer Wasseraktivität (a_w) von mindestens 0,94 und Temperaturen zwischen 25 °C und 30 °C.[4] Im Vergleich zu anderen ubiquitären Schimmelpilzen wie *Aspergillus* oder *Penicillium* wächst *Stachybotrys chartarum* langsam. Aufgrund dieser Eigenschaft wird die Art in der ökologischen Sukzession oft von schneller wachsenden Pilzen verdrängt, es sei denn, das Substrat bleibt über Wochen hinweg durchgehend feucht.[2] Innerhalb der Bodenmykobiota steht der Pilz in kompetitiven und symbiotischen Wechselwirkungen mit Bakterien und anderen Pilzen, was die Zersetzungsraten im Habitat beeinflusst.[1] Ökologische Auswirkungen zeigen sich zudem in der Interaktion mit Herbivoren; so kann der Verzehr von kontaminiertem Futter wie Heu bei Pferden und Rindern schwere Toxikosen auslösen.[2]

Stachybotrys chartarum gilt primär als Materialschädling und Indikator für gravierende Feuchtigkeitsprobleme, wobei seine Bedeutung vor allem in der Produktion potenter Mykotoxine wie Satratoxinen liegt. Der Pilz zersetzt zellulosehaltige Baumaterialien wie Gipskarton, Tapeten und Dämmstoffe, was zu strukturellen Schäden führt.[2][1] Typische Befallsanzeichen sind schleimige, grünschwarze Kolonien, die im trockenen Zustand pulverig werden, sowie ein charakteristischer modriger Geruch.[2] Medizinisch wird die Exposition mit Atemwegsreizungen, Asthmaverschlechterung und unspezifischen Symptomen assoziiert, wenngleich schwere Erkrankungen bei gesunden Personen selten sind und Kausalitäten oft debattiert werden.[2][1] In der Veterinärmedizin ist die Stachybotryotoxikose bei Pferden und Rindern bekannt, die nach Aufnahme kontaminierten Futters tödliche Blutgerinnungsstörungen erleiden können.[2] Da eine rein visuelle Identifizierung unzuverlässig ist, nutzen Fachleute Klebefilmproben oder Luftmessungen zur mikroskopischen und molekularbiologischen Bestätigung (z. B. PCR). Die effektivste Prävention besteht im Feuchtigkeitsmanagement, insbesondere der Reparatur von Wasserschäden innerhalb von 24 bis 48 Stunden und der Begrenzung der relativen Luftfeuchtigkeit auf unter 60 %. Bei der Sanierung ist die Staubbindung essenziell, weshalb betroffene Bereiche mit Polyethylen-Barrieren abgeschottet und unter Unterdruck mit HEPA-Filterung saniert werden. Poröse Materialien müssen in der Regel entsorgt werden, während glatte Oberflächen mit Detergenzien oder 3%igem Wasserstoffperoxid gereinigt werden können.[2] Technische Verfahren zur Bekämpfung umfassen thermische Methoden, bei denen Gebäudestrukturen auf ca. 49 °C erhitzt werden, um Pilze und Toxine zu neutralisieren.[3] Neben chemischen Mitteln auf Phenylpropanoid-Basis werden auch biologische Ansätze mit Pflanzenextrakten (z. B. Croton poilanei) erforscht.[3] Professionelle Richtlinien wie der IICRC S520-Standard definieren Sicherheitsprotokolle, da unsachgemäße Entfernung zur massiven Freisetzung der klebrigen Sporen führen kann.[1][2]

*Stachybotrys chartarum* verursacht erhebliche wirtschaftliche Schäden durch die Zerstörung zellulosehaltiger Baumaterialien wie Gipskartonplatten, Faserplatten und Tapeten, insbesondere nach Wasserschäden. Da der Pilz poröse Materialien tiefgreifend besiedelt, ist eine bloße Reinigung oft unzureichend, sodass betroffene Bauteile kostenintensiv entsorgt und ersetzt werden müssen.[2][1] Die Sanierung erfordert spezialisierte Fachkräfte und aufwendige Sicherheitsvorkehrungen wie Schleusensysteme und Unterdruckhaltung, was die Instandhaltungskosten von Immobilien drastisch erhöht. Historisch war der Pilz in der Landwirtschaft von großer Bedeutung, als in den 1920er und 1930er Jahren in Osteuropa massive Ausbrüche der Stachybotryotoxikose zu hohen Verlusten bei Pferden und Rindern führten. Ursache war mit dem Pilz kontaminiertes Heu und Stroh, was auch heute noch ein potenzielles Risiko für die Tierhaltung und Futtermittelqualität darstellt.[2] Zur Bekämpfung des Erregers hat sich ein Markt für spezialisierte Sanierungstechnologien entwickelt, der von thermischen Verfahren bis zu spezifischen chemischen und biologischen Fungiziden reicht.[3] Neben direkten Materialschäden entstehen indirekte Kosten durch gesundheitsbezogene Aufwendungen und Rechtsstreitigkeiten im Zusammenhang mit der Innenraumluftqualität. Trotz seiner überwiegend schädlichen Wirkung wird das biotechnologische Potenzial seiner Sekundärmetabolite für zukünftige Anwendungen erforscht.[1]