Bakterien

Beim Wort Bakterien gehen die meisten der Menschen von etwas Negativem aus. Sind nicht Bakterien verantwortlich für viele unangenehme Krankheiten? Ja, das sind sie tatsächlich, aber nicht alle Bakterienstämme sind „schlecht“ und machen krank. Im Gegenteil, diese winzigen Wesen sind Bestandteil des Schutzfilms auf unserer Haut und wehren Erreger ab, die sich bei uns einnisten wollen. Auch in unserem Darm sind allerhand lebenswichtiger Bakterien enthalten. Menschen und ebenso die Pflanzen brauchen eine Reihe nützlicher Bakterien, um zu leben. Bakterien allerdings kommen auch ohne Menschen und Pflanzen ganz gut zurecht.

Das Leben entstand aus Bakterien

Als noch vor ca. 4 Milliarden Jahren die Landmasse von der sogenannten „Ursuppe“ umgeben war, in der sich durch die Lava der Urvulkane, durch Meteoriteneinschläge und durch schwarze Flüssigkeit, die unter Wasser aus Schloten austrat, eine Reihe chemischer Substanzen im Ozean anreicherte, begann laut einer Theorie das erste Leben. Der Einschlag von Blitzen bewirkte in der chemischen Ursuppe, dass sich eine Verbindung aus Schwefel und Wasserstoff ergab, die in der Folge als erste Zellen hervorgingen indem im Laufe der Zeit Fette und Aminosäuren dazukamen und die Moleküle größer und langkettiger wurden. In den darauffolgenden Jahrhunderten entwickelten sich die chemischen Verbindungen zu einer perfekt funktionierenden Einheit, aus der die ersten Bakterien entstanden, die so resistent waren, dass sie große Hitze, die durch die Ausbrüche der Urvulkane ständig herrschte, unbeschadet überstehen konnten.

Nachdem sich die Atmosphäre abkühlte, Wasserdampf entstand und durch Cyanobakterien die erste Sauerstoffproduktion begann, entwickelten sich in dieser Umgebung eine Vielzahl unterschiedlicher Zellen und Bakterienstämme, aus denen wahrscheinlich vor ca. 500 Millionen von Jahren die ersten komplexeren Zellstrukturen entstanden, die als Grundstein für alles Leben gelten. Pflanzen, Tiere und Menschen sollen ihren Ursprung in diesen winzigen Zellen haben, wie sich Wissenschaftler das zu erklären versuchen. Doch noch nicht alle Prozesse, die es benötigt, um Leben entstehen zu lassen, sind aufgeklärt, da die Bedingungen wie sie vor 4 Milliarden Jahren herrschten nicht eindeutig im Labor nachgestellt werden können. Die Wissenschaft kann also nur von der Hypothese ausgehen, dass der Ursprung von Zellen mit einem echten Zellkern, sie nennt man Eukaryonten, und den Bakterien, Prokaryonten, der gleiche ist. Die Abfolge der Entwicklung und welche Prozesse wirklich dazu geführt haben, liegt bis heute im Dunkeln.

Bakterien dringen ein

Die Archaebakterien

Ein Meilenstein der Forschung war erreicht, als 1970 eine Bakterienart entdeckt wurde, die sich nur in sehr heißen Gewässern ansiedelt, zum Beispiel Geysiren oder Schwefelquellen, die eine Temperatur von über 100 Grad Celsius erreichen können.

Diese winzigen Lebewesen, die sich in Orten aufhielten, die den Lebensbedingungen vor vier Milliarden Jahren entsprechen, also heiße Quellen oder brodelnde Gewässer, nennt man deshalb Archaebakterien (Urbakterien). Eine dieser Archaebakterien wird „Reitender Urzwerg“ genannt, sein Lateinischer Name lautet Nanoarchaeum equitans. Im Jahr 2002 wurde er an der Universität Regensburg erforscht und man fand heraus, dass dieses nur 0,4 Tausendstel Millimeter (400 Nanometer) kleine Bakterium, das zum Stamm der einzelligen Lebewesen gehört, sich ausnahmslos in kochendem Wasser aufhält, wo es die für ihn perfekten Lebensbedingungen findet. Das winzige Wesen, das vom Forscher Professor Karl Stetter vor Island gefunden wurde, liebt Vulkandämpfe und erhielt seinen Namen aufgrund der Tatsache, dass es immer auf einem Bakterium namens Ignicoccus (Feuerkugel) gefunden wird. Der kleine „Zwerg“ reitet also auf der „Feuerkugel“. Der „Reitende Urzwerg“ ist aber nicht das einzige mysteriöse Archaebakterium, das die Wissenschaftler entdeckt haben, es gibt noch eine Vielzahl anderer Bakterien mit sonderbaren Eigenschaften. Die Archaeen und die Eubakterien (Eukaryonten) unterscheiden sich in vielen Dingen, weshalb ihre Entwicklungslinien schon in sehr früher Urzeit voneinander abgezweigt sein müssen. In Stoffwechsel und Lebensformen zeigen sich deutliche Unterschiede, wovon einer der Hauptmerkmale ist, dass der Großteil der Archaeen Schwefel oder/und Wasserstoff benötigen, um ihren Stoffwechsel zu betreiben und Sauerstoff sie töten würde.

Extreme Standorte erschweren die Forschung

Auch wenn man schon einige der sonderbaren Bakterien gefunden hat, so ist es doch sehr schwierig, im Labor die Lebensbedingungen herzustellen, bei denen sie sich am wohlsten fühlen, um mit der Forschung weiterzumachen. Da die Bakterien, die bei mindestens 100 Grad Celsius ein ideales Lebensklima haben, sterben, wenn die Temperatur um 15-20 Grad sinkt oder bei anderen die hohe Konzentration von Salz in ihrem Lebensraum erfordert, dass die Umgebung extrem sauer ist, sind die Laborbedingungen manchmal schwer herzustellen. Durch die Evolution allerdings mussten sich die Archaebakterien anpassen und auch Standorte mit weniger heißen Temperaturen besiedeln, so zum Beispiel unseren Körper. Auf unserer Haut, die durch feine Risse durchzogen ist, in unserem Mund, in dem es viele Stellen gibt, die vertieft oder ausgebuchtet sind, und unseren Darm, der Zotten und Einstülpungen incl. einer sauerstoffarmen Umgebung bietet, fühlen sich manche Bakterien in Makro- und Mikrobiotopen sichtlich wohl. Ein Schauplatz der Ansammlung von größeren Eubakterien, unter denen sich Archaebakterien verstecken, um Sauerstoff auszuweichen, ist unser Mund. Für den unangenehmen Mundgeruch sind die Archaeen verantwortlich, die das Biogas Methan produzieren. In den Meeren gibt es „Schwarze Raucher“, wie sie schon im Urozean existiert haben, und wo man heute noch Archaeen finden kann, die sich in dem Bereich aufhalten, wo das mineralreiche Wasser nahezu 100 Grad Celsius erreicht. Sogar in Alaska, wo das Eis die Erdoberfläche bedeckt, werden Archaebakterien in der Tiefe gefunden, wo es wegen der Hitzeausstrahlung unseres Erdkerns für sie angenehme Temperaturen hat.

Auf diese Tatsache stützt sich die Theorie, dass es selbst auf dem Mars Leben in Form von Bakterien geben kann, da dieser trotz eisiger Oberfläche im Planeteninneren extrem heiß ist.

Erreger

Archaebakterien sind keine Krankheitsauslöser

Laut Forschung gibt es unter dem Stamm der Archaebakterien keine Art, die verantwortlich ist für Krankheiten, die wir Menschen bekommen können. Die Ursache für Infektionen sind klassische Bakterienstämme, zu diesen gehören Borreliose, Cholera, Diphterie, Syphilis, Tripper, Tuberkulose und Pest. Die Erreger für Krankheiten sind durch medizinische Forschungen zum Großteil erkannt, allerdings sind rund 95% der Bakterien, die sich auf unsere Erde befinden, noch lange nicht wissenschaftlich erforscht.

Stoffwechsel der Erde durch Archaebakterien

Seit die Archaebakterien entdeckt und erforscht wurden, ist sich die Wissenschaft einig, dass ohne diese Bakterien der Stoffkreislauf der Erde nicht so reibungslos funktionieren würde, wie er es tut. Archaebakterien sind in sonderbaren Lebensbedingungen wie heißen Vulkangebieten, den tiefsten Tiefen der Meere und in Bereichen mit extrem hohem Salzgehalt gefunden worden. Zu guter Letzt auch an uns Menschen. Sie sind demnach einer der wichtigsten Funktionsträger im Schwefel- und Stickstoffkreislauf der Erde, der umgewandelte Gase an die Erdatmosphäre abgibt. Das geschieht durch den Stoffabbau und Recycling von organischen Substanzen oder durch Bindung von freiem Stickstoff, der zur Anreicherung für den landwirtschaftlich genutzten Boden dient. Oft sitzen die Bakterien, die dafür verantwortlich sind an Erbsen, Linsen, Bohnen und Klee, die zur Familie er Schmetterlingsblütler gehören. Ohne die Zersetzung des organischen Materials, das die Bakterien übernehmen und so den Nährboden wiederaufbereiten, wäre laut einer drastischen Formulierung der Wissenschaftler, unsere Erde bis zu zehn Meter hoch mit Leichen überfüllt.

Ohne Bakterien würde die Ökologie unsere Erde zusammenbrechen, darin sind sich alle inzwischen einig.

 

Heike Leonhardt Verfasst von:

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