Mikroorganismen quasi überall
Ein Leben ohne Mikroorganismen? Unvorstellbar!
Wir Menschen sind rund um die Uhr – 24/7 – von Mikroorganismen umgeben. Das geht schon bei uns als Mensch los. Auf unserer Haut, unseren Schleimhäuten und in unserem Darm leben sie, die Bakterien. Sie helfen uns, indem sie krankmachende Bakterien, Viren und Pilze abwehren. Sie zerkleinern unsere Nahrung und trainieren unser natürliches Abwehrsystem, das Immunsystem. Quarks hat das Thema Bakterien & Mensch sehr schön in einem kurzen und sehr interessanten Video erklärt.
Etwa 39 Billionen Bakterien besiedeln unseren Körper. Das entspricht etwa 2 kg unseres Körpergewichts!
Und nicht nur das: Bakterien und andere Mikroorganismen finden auch andere Lebensräume um uns herum spannend. So z.B. unser Zuhause mit seinen vielen wundervollen feuchten Gebieten im Bad. Oder die Küche mit seinen Lebensmittelresten, Tierhaaren und Dreck.
Draußen geht es dann weiter. Wasser und Erde sind perfekte Lebensbereiche für Bakterien. Sprich, überall dort, wo es feucht und gemütlich mit einem tollen Nahrungsangebot ist, finden wir Mikroorganismen.
Aber, schauen wir uns doch nochmal unser Zuhause genauer an, denn immerhin verbringen wir viel Zeit hier. Und überall dort, wo wir sind, sind auch die Mikroorganismen. Die Abbildung “Alltag mit Mikroorganismen” hat die wichtigsten Räume deines Zuhauses mit seinen winzig kleinen Bewohnern und ihren Lieblingsstätten zusammengefasst.
In deinem Spülschwamm leben mehr Bakterien als auf deiner Toilettenbrille
Eine japanische Studie hat sich dieser Thematik im Jahr 2002 gewidmet und in 100 Haushalten an 80 verschiedenen, aber immer gleichen Orten Abstriche genommen. Diese Abstriche wurden anschließend auf Agarplatten (kleine Schale mit geleeartiger Masse, die Nahrung enthält, auf der Bakterien und Pilze wachsen können und dieses Wachstum für uns Menschen sichtbar ist) ausgestrichen.
Das Ergebnis ist wirklich spannend! In allen Haushalten zeigte sich, dass sich Bakterien und Pilze in jedem Raum nachweisen ließen. Besonders aber in der Küche und im Badezimmer. In beiden Räumen wird viel mit Wasser gearbeitet. In der Küche, in der die meisten Mikroorganismen nachgewiesen werden konnten, verbringen wir zudem sehr viel Zeit mit dem Zubereiten von Essen, das hier auch gelagert wird. Ein Schlaraffenland für Mikroorganismen also!
Die meisten Bakterien wurden nach der Studie in Spülschwämmen, im Spülbecken, in Geschirrtüchern, Abtropfgestell und im Siphon gefunden. Interessanterweise befanden sich im Spülschwamm so viel mehr Bakterien als auf einem Toilettensitz!
Die Stellen im Bad mit den meisten Mikroorganismen waren der Boden sowie Badvorleger, der Türknauf innen sowie der Toilettenpapierhalter und der Duschkopf. Gerade, wenn in der Dusche z.B. der Hund abgebraust wird, befinden sich im Duschkopf Bakterien.
Einige Gegenstände sind kleine Bakterienherde
Im Wohnzimmer und Flur wurden die Mikroorganismen größtenteils auf dem Boden gefunden. Gerade durch Schuhe oder wenn wir barfuß laufen, verteilen sich Bakterien und Pilze sehr einfach. Neben der Fernbedienung war auch das Handy voll von Bakterien und Pilzen.
Waschmaschinen sind ebenfalls bekannt dafür, durch den regelmäßigen Einsatz von Wasser und Wärme eine ideale Brutstätte für Bakterien zu sein. Gerade, wenn die Wäsche nach dem Waschgang stinkt, ist eine Ansammlung von Bakterien ziemlich wahrscheinlich. Also die Waschmaschine häufiger im Leerlauf bei 90 °C laufen lassen, um alle Bakterien abzutöten. Auch das Waschmittelfach regelmäßig säubern.
Wer Kinder zu Hause hat, den wundert es vermutlich wenig, dass die Oberflächen des Hochstuhls (besonders das Tischen und die Fußstütze) sowie Spielzeuge viele Bakterien aufweisen. Also auch hier einmal mehr reinigen und Ersatzkuscheltiere parat haben 😉
Mikroorganismen: vielfältig und doch “unsichtbar”
Jetzt haben wir also schon viel über die Lieblingsorte verschiedener Mikroorganismen erfahren und auch, dass wir überall von ihnen umgeben sind.
Doch, was sind Mikroorganismen nun genau?
Mikroorganismen, das kleine (= mikro) Organismen, die wir mit dem bloßen Auge nicht sehen können. D.h. wir können sie nicht sehen, wenn sie allein vorkommen. Dafür brauchen wir dann ein Mikroskop. Da sie sich aber gern zusammenlagern, ist es irgendwann auch für unser Auge möglich, diese Ansammlungen wahrzunehmen, z.B. Schimmel auf einem Brot.
Von diesen Mikroorganismen gibt es verschiedene Arten. Mit dem ein oder anderen Mikroorganismus bist du sicherlich schon einmal in Kontakt gekommen.
Zu den Mikroorganismen zählen:
- Viren, z.B. SARS-CoV-2 (Auslöser von Corona) oder Influenzaviren (Auslöser der Grippe)
- Pilze, z.B. Bäckerhefe (die wir zum Backen nehmen)
- Algen, z.B. Braunalgen (Wakame beim Japaner)
- Urtierchen, z.B. Pantoffeltierchen (“Bakterienfresser”, die im Süßwasser zu finden sind)
- Bakterien, z.B. Darmbakterien wie Escherichia coli
Wir halten also fest, dass Mikroorganismen unglaublich vielfältig sind, sie scheinbar unsichtbar für uns sind und wir sie dennoch bemerken, wenn sie mit uns in Interaktion treten.
Das Leben und Wirken der Mikroorganismen
So vielfältig die Mikroorganismen sind, so facettenreich sind auch die Untersuchungen, die die Wissenschaftler mit den Mikroorganismen betreiben.
Der Bereich der Wissenschaft oder Biologie, der sich mit den Mikroorganismen beschäftigt, nennt man Mikrobiologie. Und die Wissenschaftler, die in diesem Bereich arbeiten, sind Mikrobiologen.
Aber, wie bereits erwähnt, sind die Bereiche der Mikrobiologie vielfältig. Jeder einzelne Bereich umfasst so unglaublich viel Wissen über die einzelnen Mikroorganismen, dass es schlichtweg einfach zu viel wäre, um alles über jeden Mikroorganismus zu wissen.
Teilbereiche der Mikrobiologie
Die Virologie beschäftigt sich mit den Viren, die besonders in den letzten Monaten unseren Alltag bestimmen. Dieser Bereich unterscheidet sich stark von der Mykologie, die die Pilze untersuchen. Dazu zählen z.B. auch die Schimmelpilze. Und genauso verhält es sich mit der Phykologie (Algen) und der Protozoologie (Urtierchen). Für die Bakterien wird der Bereich Bakteriologie bezeichnet.
Da ich mich in diesem Blog auf die Bakterien konzentriere, werde ich die nachfolgenden Bereiche ausschließlich auf Bakterien beziehen. Natürlich gibt es aber auch äquivalente Bereiche für anderen Mikroorganismen.
Allgemeine und angewandte Mikrobiologie
Allgemein lassen sich in der Mikrobiologie zwei Forschungsbereiche abgrenzen, die allgemeine und die angewandte Mikrobiologie. In der allgemeinen Mikrobiologie geht es um die grundlegenden wissenschaftlichen Fragestellungen, mit denen die Wissenschaftler versuchen, das Leben zu verstehen. Das heißt, sie wollen verstehen, wie Mikroorganismen aufgebaut sind und wie sie sich an bestimmte Lebensräume angepasst haben. Um nur zwei Beispiele zu nennen.
Die angewandte Mikrobiologie hingegen nutzt die Wissenschaft, um das Wohlergehen des Menschen und seiner Umwelt zu steigern. Auch hier ist die Bandbreite der Anwendungen und Blickwinkel wieder sehr vielfältig. Die marine Mikrobiologie beschäftigt sich z.B. damit, welche Bedeutung Bakterien für die Umwelt und das Klima haben, da sie in vielen globalen Stoffkreisläufen beteiligt sind.
Genauso interessant ist es zu verstehen, wie das Risiko krankmachender (pathogener) Bakterien in Lebensmitteln verringert werden kann, sodass sich der Mensch (und das Tier) nicht durch die Nahrung infiziert. Bakterien können aber auch genauso zur Reinigung unseres Abwassers genutzt werden, da sie bestimmte Stoffe zersetzen. Die medizinische Mikrobiologie befasst sich mit allem, was passiert, wenn der Mensch und Bakterien eine Verbindung eingehen und der Mensch dadurch krank wird. Dabei geht es nicht nur um die Infektionskrankheiten allein, sondern auch, wie diese behandelt werden können.
Wie alles begann: Die Geschichte der Mikrobiologie
All diese Bereiche, Untersuchungen und Erkenntnisse wären nicht möglich, wenn Antoni van Leeuwenhoek 1684 nicht die Bakterien entdeckt und gezeigt hätte. Die Vermutung, dass es kleine Lebewesen geben muss, gab es schon vorher. Doch niemand vor van Leeuwenhoek war in der Lage, diese zu zeigen. Mit der Entwicklung des Mikroskops gelang es ihm, das scheinbar Unsichtbare für alle sichtbar zu machen.
Die Rivalität zwischen Koch und Pasteur
Im Lauf der Geschichte der Mikrobiologie gab es viele große Wissenschaftler, die die Entwicklung entscheidend vorangetrieben haben. So haben sich Louis Pasteur in Frankreich und Robert Koch in Deutschland spannende “Duelle” geliefert und dabei wichtige Entdeckungen gemacht. So gelang es Louis Pasteur u.a. herauszufinden, dass Mikroorganismen für die Herstellung einiger Lebensmittel (z.B. Hefen für Bier) wichtig sind. Er entwickelte außerdem ein Verfahren, um Mikroorganismen in Lebensmitteln abzutöten und sie so haltbar zu machen. Das nach ihm benannte Verfahren der Pasteurisierung wird auch heute noch z.B. bei der Milch verwendet.
Robert Koch war ein ebenso großer Wissenschaftler und entdeckte und benannte vielen Bakterien und die Krankheiten, die sie im Menschen auslösen. Dazu zählen z.B. die Tuberkelbakterien, die für die Tuberkulose verantwortlich sind. Er gelang ihm, Bakterien in Reinkultur zu vermehren (d.h. dass nur dieses eine Bakterium zu ganz vielen auf einer Agarplatte wächst) und auch zu zeigen, dass die Bakterien die von ihm beschriebene Erkrankung in einer gesunden Maus auslösten. Anhand der Koch’schen Postulate werden auch heute noch Untersuchungen durchgeführt.
Die Rivalität zwischen Koch und Pasteur wird ausführlich in dem Buch von Maxime Schwartz und Annick Perrot “Robert Koch und Louis Pasteur: Duell zweier Giganten” (2015), Theiss Verlag, behandelt.
Viele großen Meilensteine der Wissenschaft sind Zufallsentdeckungen. Dazu zählt auch die Entdeckung von Penicillin durch Alexander Fleming im Jahr 1929. Penicillin ist eine Substanz, die durch einen Schimmelpilz produziert wird und in der Lage ist, Bakterien abzutöten. Mithilfe dieser Entdeckung wurden Wissenschaftler auf Antibiotika aufmerksam. Im Laufe der nächsten Jahrzehnte kamen weitere antibiotische Substanzen dazu und revolutionierten die Behandlung von bakteriellen Infektionen.
Große Entdeckungen der letzten 100 Jahre
Das Verständnis von DNA (engl. Desoxyribonucleid acid, dt. Desoxyribonukleinsäure) als genetisches Material trieb die Wissenschaft enorm voran. Dadurch ließen sich viele Phänomene erklären und die Untersuchung und das Verständnis von Mikroorganismen wurde verbessert. Seit Mitte der 1980er Jahre ist es zudem möglich, die DNA in einem Verfahren, das PCR (engl. Polymerase Chain Reaction, dt. Polymerasekettenreaktion) heißt, zu vervielfältigen. Aus einem kleinen Stück DNA werden ganz viele, sodass es möglich ist, z.B. Viren nachzuweisen, auch wenn nur wenig davon in der Probe vorhanden war. Dieses Verfahren wird aktuell millionenfach zum Nachweis von Coronaviren verwendet.
Natürlich gab es noch viele andere große Wissenschaftler der Mikrobiologie, die eben diese mit ihren Untersuchungen entscheidend vorangebracht haben. Diese Entdeckungen sind bis heute Grundlage der aktuellen mikrobiologischen Forschung und ermöglichen uns die vielfältigen Fragestellungen und die Antworten, die unser Leben erleichtern.
Die ganze Geschichte der Mikrobiologie wird im Buch “Geschichte der Mikrobiologie” von Hans Günter Schlegel oder in “Eine Geschichte der Welt in 100 Mikroorganismen” von Florian Freistetter und Helmut Jungwirth (Hanser Verlag) erzählt.
Das ist Mikrobiologie
- Mikrobiologie = Wissenschaft der Mikroorganismen
- Mikroorganismen sind kleine Organismen, die mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen sind. Dazu zählen Viren, Pilze, Algen, Urtierchen und Bakterien
- Wir als Mensch leben jeden Tag mit Bakterien zusammen:
- auf unserer Haut, Schleimhäuten und in unserem Darm helfen Bakterien uns bei der Abwehr von krankmachenden (pathogenen) Bakterien und unterstützen unsere Verdauung
- sie umgeben uns in unserem Zuhause und leben vermehrt an feuchten Orten (in deinem Spülschwamm leben mehr Bakterien als auf deiner Toilettenbrille!)
- die allgemeine Mikrobiologie beschäftigt sich mit den grundlegenden Fragen rund um die Mikroorganismen, während die angewandte Mikrobiologie die Wissenschaft zum Nutzen der Menschen einsetzt
- es gibt verschiedene Bereiche der angewandten Mikrobiologie, z.B. Lebensmittelmikrobiologie, Abwassermikrobiologie oder die medizinische Mikrobiologie
- die Mikrobiologie, wie wir sie heute kennen, ist nur durch die Entdeckungen großer Mikrobiologie wie Robert Koch, Louis Pasteur oder Alexander Fleming möglich
Was hat dich am meisten beim Lesen dieses Beitrags beeindruckt? Lass es mich in den Kommentaren wissen.
Viel Spaß beim vielleicht veränderten Blick auf deinen Spülschwamm 😉
Alles Liebe
Isabell
