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Unerlässlich für Mensch und Natur

Bakterien

Es gibt sie schon seit mehr als einer Milliarde Jahre. Sie haben sämtliche Naturkatastrophen unseres Planeten überlebt, von der Eiszeit bis zu Asteroideneinschlägen. Sie sind allgegenwärtig, doch im Wassertropfen variiert ihre Zusammensetzung und Menge mit den Wasserbedingungen. Wenn das Wasser stark verunreinigt ist, treten sie in großer Zahl auf, ist es rein, sind es eher wenige.

Bakterien sind einzellig und haben noch keinen echten Zellkern. Sie tragen zwar auch Erbinformation in Form von bakterieller DNA mit sich, allerdings ist diese nicht wie bei anderen Lebewesen von einer Kernhülle umgeben. Die Zellen sind kugelförmig, stäbchen- oder schraubenförmig. Sie können einzeln existieren oder zu Ketten aneinandergereiht sein. Trotz ihrer einfachen Struktur haben viele Bakterien sich so weit entwickelt, dass sie sich sogar bewegen können. Dazu haben sie zarte Geißeln aus Plasma ausgebildet. Bakterien vermehren sich durch simple Zweiteilung. Sind die Bedingungen günstig, passiert das alle 20 Minuten.

Das Bakterium Bacillus subtilis bei 1000-facher Vergrößerung © Achim Güth

Sind Nahrungs- und Umweltbedingungen ungünstig, können einige Arten, wie zum Beispiel Bacillus und Clostridium Sporen ausbilden. Das sind ungemein robuste Dauerformen, die Austrocknung, siedendes Wasser und sogar giftige Chemikalien überstehen. Werden die Umweltbedingungen wieder günstiger, können aus den Sporen wieder normale Bakterien auskeimen.

Rote Schwefelbakterien (Chromatium) © Anna-Louise Reysenbach

Teilweise haben sie sich hoch spezialisiert und sind in der Lage auch unter extremen Bedingungen zu überleben wie in heißen Quellen oder in der Tiefsee. Letzteres sind vor allem Arten, die ohne Sauerstoff auskommen, wie zum Beispiel die farblosen Schwefelbakterien. Bei ihnen läuft die Umwandlung von Schwefelwasserstoff zu Schwefel unabhängig vom Licht und dient ausschließlich der Energiegewinnung. Diese Bakterien haben ihren Lebensraum in der Umgebung von Schwarzen Rauchern, vulkanischen Schloten am Meeresgrund. Sie bilden die Existenzgrundlage von Lebensgemeinschaften, die sich in den heißen Quellen der Tiefsee angesiedelt haben. Besonders gut angepasste Bakterien können noch bei Temperaturen bis 130 Grad Celsius überleben.

Ziemlich fortgeschritten sind die Purpurbakterien. Im Gegensatz zu ihren Artgenossen sind sie autotroph. Das heißt, sie können mithilfe von Pigmenten Sonnenlicht einfangen und in organische Substanz umwandeln. Eigentlich sind sie noch ein Relikt aus der Zeit, als es noch keinen Sauerstoff in der Erdatmosphäre gab, denn sie setzen nicht wie die grünen Pflanzen Sauerstoff aus Wasser frei, sondern Schwefel aus Schwefelwasserstoff.

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Helfer in der Not

Bakterien sind im Kreislauf der Natur unverzichtbar, weil sie totes Material mit Hilfe von Enzymen auflösen können. Der Mensch macht sich diese Fähigkeit zunutze, indem er die Bakterien zur Reinigung von Abwässern in Kläranlagen einsetzt. Die Zerlegung erfolgt bis in die mineralischen Grundbausteine, die dann wieder von den Pflanzen aufgenommen und in organische Verbindungen eingebaut werden.

Aber auch bei Ölkatastrophen als Folge von Tankerunfällen können die Mikroben wertvolle Dienste leisten. Forscher haben festgestellt, dass das Meeresbakterium Alcanivorax borkumensis in der Lage ist, Alkane, die den Hauptbestandteil von Erdöl bilden, umzusetzen. Doch noch gibt es einige Hürden zu nehmen bis die „Ölfresser“ in großem Maßstab in Aktion treten können. „Um allerdings verunreinigtes Wasser vollständig und schnell genug reinigen zu können, müsste man das Wachstum und die Vermehrungsgeschwindigkeit deutlich steigern“, heißt es in einem Bericht des deutschen Bundesministeriums für Bildung und Forschung.

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Stand: 15.04.2005

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Leben im Wassertropfen
Ein Kosmos für sich

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Bakterien
Unerlässlich für Mensch und Natur

Cyanobakterien
Bindeglied zwischen Bakterien und Pflanzen

Goldalgen
Schön, aber gefährlich

Diatomeen
Lebende Fossilien

Euglenophyta und Dinophyta
Einzeller mit effektiven Verteidigungsstrategien

Grünalgen und Jochalgen
Kolonieleben mit Arbeitsteilung

Zooplankton
Der Zoo unter der Lupe

Wasserflöhe
Krebse im Miniformat

Überlebenskünstler
Anpassung an widrige Umweltbedingungen

Zeigerorganismen
Artenvielfalt sagt Wassergüte voraus

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