250 Millionen Jahre. So alt sind Bakterien und noch immer sind sie ein fester Bestandteil unseres Lebens. Sie ermöglichten uns, dass wir Sauerstoff atmen. Sie unterstützen uns in unserer Verdauung. Und sie sind dafür verantwortlich, dass Tausende Menschen Krankheiten wie der Pest zum Opfer fallen. Wie schaffen es Bakterien, sich über die Jahrmillionen so optimal anzupassen?
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Wo es Leben gibt, sind Bakterien nicht weit. Sie haben es geschafft, sich jeden nur erdenklichen Lebensraum zu erschließen. Ob in Salzseen und Salzbergwerken, im Ozean und Riffs, im Ackerboden, auf Pflanzen, in Tieren und Menschen oder in heißen Quellen – überall dort kommen sie vor.
Bakterien sind kleine Lebewesen, die aus nur einer einzigen Zelle bestehen. Einfach und simpel, einfach genial. Denn während wir Menschen uns nur träge verändern, beherrschen Bakterien dies spielend. Ihr einfacher Aufbau erleichtert es ihnen, sich an neue Bedingungen anzupassen.
Die äußeren Merkmale
Rein äußerlich erkennen wir zwei grundlegende Strukturen, mit denen wir Bakterien unterscheiden: Stäbchenbakterien und kugelförmige Bakterien, die sogenannten Kokken. Wo immer Bakterien auf einfache Bedingungen stoßen, sind die dort lebenden Vertreter Stäbchen. Die Bakterien unseres Darms sind hier ein gutes Beispiel.
Kokken trotzen hohem Druck in der Tiefsee oder extremen Temperaturen wie in Thermalquellen. Sie verändern einen Teil ihrer Hülle, indem sie mehrfach ungesättigte Fettsäuren einbauen. Die Membran wird flexibler und passt sich den äußeren Bedingungen an, indem sie verformbar wird.
Neben ihrem Aussehen tragen Bakterien auf ihrer Oberfläche lange Anhängsel, kurze Härchen, eine Schleimschicht oder Kapseln. Diese nutzen sie, um sich fortzubewegen oder um sich effizient an Oberflächen anzuheften. Die schützende Schicht aus Schleim oder der Kapsel hilft ihnen, nicht auszutrocknen oder dem menschlichen Immunsystem zu entkommen.
Die inneren Werte
Ihre äußeren Merkmale ermöglichen, dass wir Bakterien leicht mikroskopisch voneinander unterscheiden können. Die Vielfalt im Inneren der Bakterien ist für uns hingegen unsichtbar. Mit ihren inneren Werten passen sie sich optimal an ihren Lebensraum an: Sie lagern ein, nutzen vorhandene Nährstoffe, schützen sich und wollen überleben.
Gewappnet für schlechte Zeiten, legen viele Bakterien kleine Speicher an. Gefüllt mit Kohlenstoff, nutzen Bakterien diese Speicher, um Energie zu gewinnen, wenn keine Energie vorhanden ist. Die Industrie nutzt mittlerweile diese bakteriellen Speicherstoffe als biologisch abbaubare Kunststoffe!
Es kann vorteilhaft sein, die verfügbaren Nährstoffe des Lebensraumes zu nutzen. Bakterien verwerten das gesamte Spektrum, von Stickstoff im Ackerboden, Salze in Salzbergwerken, Eisen im Erdboden oder Schwefel in Salzgesteinen. Sie nutzen diese Nährstoffe direkt für ihr Wachstum. Enzyme unterstützen, indem sie die Nährstoffe bearbeiten und Bestandteile davon verfügbar machen.
An der Gewässeroberfläche lebende Bakterien benötigen Sonnenlicht, um Energie zu gewinnen. Damit sie an der Oberfläche bleiben, verfügen sie über mit Gas gefüllte Bläschen in ihrem Inneren. Mit ihnen regulieren sie den Auftrieb und steuern mit ihnen aktiv ihre eigene Lage im See.
Ihr Überleben sichern sich Bakterien über verschiedene Mechanismen. Sind die Bedingungen schlecht, gibt es für einige Bakterien ein Notfallsystem: Endosporen. Diese sind enorm widerstandsfähig gegenüber Hitze, Trockenheit, Nahrungsmangel oder Chemikalien. Sporen überleben jahrelang. Sobald die Bedingungen für das Bakterium wieder günstiger sind, liefert die Spore alle notwendigen Materialien und Nährstoffe. So ist das Bakterium in der Lage, wieder in einen aktiven Zustand zu gelangen und sich zu vermehren.
Problematisch sind unzureichend erhitzte Speisen. Wann immer die Hitze zwar Bakterien abtötet, können Sporen jedoch in konservierten Lebensmitteln überdauern. Sporen sind widerstandsfähig, sodass die Hitze über einen längeren Zeitraum wirken muss. Wir Menschen nehmen die Sporen auf und bieten optimale Bedingungen, damit sich aus den Sporen Bakterien entwickeln.
Kurz gesagt
Mit unterschiedlichen Strategien sichern sich Bakterien ihr Überleben. Sobald sie die für ihren Lebensraum optimalen Bedingungen erproben, geben sie diese Informationen unkompliziert an ihre Nachkommen weiter. Und so scheint es keinen Lebensbereich zu geben, den sich Bakterien nicht bereits eroberten.
Quellen
- Kompaktwissen Biologie: Mikrobiologie, Olaf Fritsche, Springer Verlag
