Wat zijn schimmels?
Schimmels en gisten zijn fungi. Dit zijn eukaryote micro-organismen (in het bezit van een celkern, mitochondriën en een endoplasmatisch reticulum ) waardoor ze zich onderscheiden van de bacteriën. Van planten verschillen ze door de afwezigheid van bladgroen, hierdoor is ook hun voedingswijze anders. Ze zijn (net als dieren) heterotroof, dat wil zeggen dat ze hun organische bouwstenen voor de celopbouw (groei) nodig hebben en die dus van andere (afgestorven) organismen moeten betrekken.
Zij onderscheiden van de dieren door de aanwezigheid van een celwand (bestaande uit chitine). In een tabel:

	eukaryoot	autotroof	celwand
schimmel	ja	nee	ja chitine
plant	ja	ja	ja cellulose
dier	ja	nee	nee
bacterie	Nee	nee	ja mucopeptide

Schimmels zijn aëroob, maar zelfs bij zeer lage zuurstofconcentraties is groei mogelijk.
De schimmels zijn draadvormige fungi waardoor de groei een typisch stoffig, wollig of harig uiterlijk heeft. Gisten zijn meestal eencellig en vormen gladde kolonies.

Bouw van een schimmel
De meeste schimmels bestaan uit draden (filamenten of hyfen) die zich vertakken en uitgroeien over of in het substraat waar de schimmel op groeit. De hyfen bestaan uit verschillende cellen gescheiden door dwarswanden met een perforatie. Het geheel van hyfen heet het mycelium. De draden worden langer door verlenging aan de uiteinden. Klik hier voor een video waarin heel mooi de beweging van de kernen door het mycelium te zien is.

Voedsel van een schimmel
Terwijl dieren hun voedsel eerst opzoeken en dan eten en daarna inwendig verteren, is dit bij schimmels andersom. Ze leven in en op hun voedsel. Als organische moleculen voor schimmels te groot zijn om op te nemen, scheiden ze spijsverteringsenzymen af die de moleculen afbreken in kleinere eenheden die wel op te nemen zijn.

De voorplanting
In de draden, of aan de uiteinden worden (vaak gekleurde) sporen gevormd, welke zich in grote aantallen in de lucht verspreiden. Uit een roze schimmel spore kan onder gunstige omstandigheden weer een nieuwe schimmel ontstaan. Dit is de ongeslachtelijke voortplanting, iedereen heeft wel eens de groen/wit gekleurde pluizige groei op een vergeten boterham gezien. De kleur komt van de gevormde sporen, het witte is het mycelium. Schimmels kennen ook een geslachtelijke voortplanting, er wordt dan na het samensmelten van twee verschillende kernen een vruchtlichaam gevormd waarin door middel van meiose sporen gevormd worden die een andere erfelijke samenstelling hebben als de moederkernen.

Een aparte groep schimmels onderscheidt zich doordat ze uit 1 cel bestaan, dit zijn de gisten. Ook (meestal) draadvormige schimmels kunnen zo'n ééncellig stadium hebben.

De schimmels verschillen in de manier van voortplanting, de kleur en de vorm van de voortplantingsstructuren kunnen gebruikt worden voor de identificatie (het op naam brengen) van een onbekende schimmel.

Uiterlijk en herkenning
Al deze voortplantingsstructuren hebben vaak moeilijke namen, er zijn verschillende stadia en dan zijn er ook nog vegetatieve en geslachtelijke voortplantingsstructuren. Hoewel ze goed te zien zijn, zie preparaat schimmel, vereist het veel ervaring om schimmels door de microscoop te herkennen.

In de praktijk is het veel handiger om te beginnen met een aantal veel voorkomende schimmelgeslachten,hiervan preparaten te maken en dan met veel plaatjes naast de microscoop goed te kijken en te vergelijken. Zo leer je tijdens het practicum de meest voorkomende schimmelgeslachten kennen en kun je die later als ze onbekend zijn herkennen. Op het practicum beperken we ons tot de schimmels die vaak op levensmiddelen voorkomen en/of als schimmelsporen in de lucht. We gaan dus geen paddestoelen (de geslachtelijke voortplantingsstructuur van veel bodemschimmels) bekijken.

Echter met DNA technieken gaat het onderzoek sneller en doelmatiger. Deze worden dan ook steeds vaker gebruikt om schimmels te bepalen.

Nuttige schimmels

Penicilline en ander antibiotica
Het bekendste voorbeeld van een nuttige schimmel is de penseelschimmel Penicillium chrysogenum, die op kwastvormige vertakkingen rijen sporen vormt, aanleiding om de schimmel Penicillium te noemen.
Het antibioticum dat deze schimmel vormt is naar deze schimmel genoemd.
Het is een zeer groot geslacht, allemaal kwastjes maar dan net weer even anders van uiterlijk.

scschimmelkolonies

Penicillium (kolonie links) , rechts Penicillium onder de microscoop. Op de kolonie goudgele druppeltjes, afgescheiden door de schimmel: penicilline?

Schimmels als vervanger van plastic

Zie deze video, waarin getoond wordt hoe schimmels plastic in de nabije toekomst kunnen vervangen en er ook nu al verpakkingsmateriaal met schimmels wordt gemaakt.Zo ontstaan er materialen met de toepassingen en voordelen van kunststof maar dan zonder de nadelen die plastic heeft (onafbreekbaar, ophoping in het milieu, zie ook de plastic soup foundation) .

Levensmiddelen

Andere voorbeelden zijn Penicillium roquefortii, verantwoordelijk voor de blauwe aders in de blauwschimmelkaas Roquefort, Penicillium camemberti betrokken bij de productie van een witschimmelkaas Camembert. Gisten zijn onmisbaar voor de productie van wijn, bier en brood.
En dan zijn er natuurlik nog eetbare paddestoelen zoals de champignons en de truffel.
Een andere soort , Aspergillus niger is voor de levensmiddelenindustrie een belangrijk micro-organisme. Deze maakt citroenzuur en een groot aantal enzymen die grote moleculen zoals polysacchariden en eiwitten afbreken en pectinases voor het klaren van bier en wijn, arabinases voor het helder maken van appelsap.
Aspergillus niger

Natuur
In de natuur zijn schimmels een onmisbare schakel in de voedselkringloop in de bodem omdat ze organisch materiaal (bladeren, plantenresten, uitwerpselen) afbreken en zo voedingsstoffen hieruit beschikbaar maken voor de plant en andere organismen.
Verder leven vele schimmels samen met planten, waar ze mineralen opnemen voor bomen en planten en in ruil suikers terugkrijgen voor hun voeding, zie mycorrhiza.
Een andere vorm van samenleven is de korstmos, een samenlevingsverband tussen schimmel en (blauw)alg.

Schadelijke schimmels

Ongewenste schade:

Afbraak, bederf
wordt vaak door schimmels veroorzaakt, de oorzaak is dat schimmels hoewel ze minder snel zijn als bacterien vaak onder voor bacterien minder geschikte omstandigheden al kunnen groeien. Waar het te droog of te zoet of te zuur is voor een bacterie kan een schimmel al groeien : oude schoen, brood, jam, papier, sinaasappel. Voor bijna elke stof is er een schimmel die de stof kan afbreken : dat is ook hun ”werk” in de natuur:

Bederf van voedsel, in wezen weer het zelfde ongewenste gedrag nu bij voedsel. Iedereen heeft wel eens de schimmels op oud brood gezien.
Hout, papier, schoenen, zelfs cd’s zijn in tropische landen niet veilig voor de schimmel. Maar ook in ons land kunnen huizen (vloeren, muren) last hebben van schimmelgroei, vaak is er sprake van een vochtprobleem, wel isoleren en niet ventileren. Het inademen van grote aantallen gevormde schimmelsporen is ongezond.

Een typisch geval van schimmelgroei in een huis, lekwater kan niet weg in een afgesloten ruimte.
De zwam is begonnen bij een lekkende douchebak. Het vocht kwam in een afgesloten ruimte, de zwam begon te groeien in het houten regelwerk is bij de deurdrempel onder de betonvloer "gekropen" (met een schimmeldraad) naar de vloerbalken en heeft deze aangetast met alle gevolgen van dien.

Schimmels in huis zijn niet alleen slecht voor het huis maar ook voor de bewoners. De oorzaak is altijd teveel vocht dat niet weg kan. Op deze website meer over de oorzaken en wat eraan te doen is.

Voedsel vergiftiging
zelfs zonder zichtbare beschimmeling kan een schimmel al toxinen vormen in voedsel zoals granen kaas, jam, en noten. Deze mycotoxinen veroorzaken misselijkheid en braken, maar ook veel ernstiger symptomen. Zo vormt de schimmel Aspergillus flavus het naar de schimmel genoemde aflatoxine een sterk kankerverwekkende (carcinogene) stof. Reden om graan en noten op deze stoffen te onderzoeken.

Ziektes bij mens, dier en plant

Ook levende organismen worden kunnen door schimmels worden bedreigd. Met name planten hebben vaak last van schimmels.

Hebt u zelf een microscoop dan is het een idee om roestschimmels op grassen te bekijken, lees hier meer.
n het verleden heeft de zwarte roestschimmel complete oogsten laten mislukken en ook nu is de schimmel gevreesd. Er duiken nieuwe varianten op die eerder resistente tarwerassen kunnen aantasten. Ook de septoria-bladvlekkenziekte en meeldauw kunnen de oogsten bedreigen.

Ook insecten kunnen een schimmelziekte krijgen. Berucht is de sporen Nosema schimmel, een eencellige schimmel die waarvan 1 spore zich in de darmcellen van de bij razendsnel vermeerdert tot miljoenen nieuwe sporen(zie foto rechts). Hierdoor sterven complete bijenvolken uit.
Sinds 2015 is bekend dat ook de larven van de honingbij geinfecteerd kunnen worden en de eencellige schimmel/parasiet een groter aandeel in de bijensterfte heeft dan eerst werd aangenomen.

Dieren kunnen ook ziek worden door schimmels. Op dit moment worden de salamanders bedreigd door een schimmel (Batrachochytrium salamandrivorans) die de Nederlandse vuursalamanders aan de rand van uitsterven heeft gebracht. maar ook voor een groot aantal andere Europese salamandersoorten een grote bedreiging vormt. De schimmel is via Aziatische salamanders (zijn drager en zelf minder gevoelig) door de dierenhandel in Europa terecht gekomen zijn.
Lees meer.

Mensen krijgen vaak last van schimmelsporen in de lucht, vooral in ruimtes die slecht geventileerd worden: door het aanwezige vocht krijgen de schimmels de kans mycelium te maken en vervolgens sporen te vormen die in de lucht verspreid worden.

Aspergillus fumigatus is een schimmel die algemeen in de lucht voorkomt en alleen bij mensen met een verminderde weerstand (long)ziekte veroorzaakt. Met een geneesmiddel tegen de schimmel was daar tot voor kort in 100% van de gevallen wat tegen te doen. Verontrustend is dat er nu resistente stammen zijn aangetroffen, niet alleen bij de patiënt en in het ziekenhuis maar ook in woonhuizen.
Het vermoeden bestaat dat de resistentie ontstaat door het gebruik van fungiciden in de landbouw (hier zijn ook resistente stammen aangetroffen ) waardoor het middel niet meer werkt.Maar omdat dergelijke stoffen (azolen) ook gebruikt worden in hout, verf en kit is nog niet bewezen welke toepassing de resistentie in het ziekenhuis bij de patienten heeft veroorzaakt. Net als bij bacteriën is er dus ook bij schimmels een resistentieprobleem. Eris een landelijk-onderzoek-naar-deze resistente-schimmel aangekondigd.

Hier een artikel uit de NRC (10 november 2015) en hier een uitzending Stop de schimmel, december 2020.

Ook op huid kunnen schimmels voorkomen, bijvoorbeeld als zwemmerseczeem of kalknagels.

Oömyceten: een aparte groep
Let op: de veroorzaker van de aardappelziekte Phytophtora infestans is geen schimmel maar behoort tot de Oömyceten, een groep die te veel van de schimmels verschilt (wat betreft samenstelling DNA en celwand) om ze nog bij de schimmels in te delen.
Door deze verschillen worden de Oömyceten nu tot de Chromisten gerekend, samen met zeewieren en plankton, organismen waar ze meer op lijken dan op schimmels. Heel veel oömyceten zijn ziekteverwekkers bij planten.

Plaagbestrijding met schimmels

Hoewel schimmels vaak schadelijk zijn en een plaag vormen is de andere kant van deze medaille is dat je met een schimmel ook plagen kunt bestrijden:

Insectenbestrijding
Denk aan de malariamug die is gevoelig voor bepaalde schimmels: Lees hier meer.

Ook insecten die planten aantasten kunnen zo bestreden worden.

Onkruidbestrijding
Ongewenste planten, struiken en bomen kunnen met schimmels worden bestreden, lees meer.

Andere voor de plant schadelijke schimmels

Het zelfde geldt voor ongewenste schimmelsoorten op planten,deze kunnen met voor de plant onschadelijke schimmels worden bestreden lees meer.

‘Schimmels: van plaag tot bouwmeester’
Mycologen, biologen, fysiologen, ecologen, fytopathologen, medische microbiologen en biotechnologen belichten zowel de donkere als de lichte kant van schimmels en hun rol in de natuur, ons dagelijks leven, en landbouw en hedendaagse biotechnologie. Het rijk der schimmels is een schatkist voor een duurzame toekomst.

Het cahier is gratis te downloaden en gedrukte exemplaren kunnen voor € 7,50 worden besteld: https://www.biomaatschappij.nl/product/schimmels.

Stichting Biowetenschappen en Maatschappij (BWM) heeft ten doel in brede kring inzicht te bevorderen in de actuele en toekomstige ontwikkeling en toepassing van de biowetenschappen, in het bijzonder met het oog op de betekenis en gevolgen van deze ontwikkeling voor mens, dier en maatschappij. BWM is een onafhankelijke stichting die is opgericht door Prins Claus en Prinses Beatrix.

Over de auteurs

Dit cahier werd samengesteld door prof. dr. Han Wösten (hoogleraar Microbiologie

en onderwijsdirecteur Biologie en Biosciences aan de Universiteit Utrecht), Wiel Hoekstra (emeritus hoogleraar Algemene Microbiologie en bestuurslid van de stichting Biowetenschappen en Maatschappij) en Astrid van de Graaf (freelance wetenschapsjournalist en science writer).

Aan het cahier werkten wetenschappers en specialisten mee van onder meer het Westerdijk Instituut, Universiteit Utrecht, UMC Utrecht, Wageningen University & Research, University of Central Florida, NIOO-KNAW en Radboudumc. Met een voorwoord van Jet Bussemaker, oud-minister van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap. De link naar het cahier op onze website luidt: https://www.biomaatschappij.nl/product/schimmels.

Meer informatie

Het cahier is gratis te downloaden via onze website en gedrukte exemplaren kunnen voor € 7,50 worden besteld: https://www.biomaatschappij.nl/product/schimmels.