Meister der Extreme

Von wegen mikroskopisch klein Nicht alle Mikroorganismen sind für das bloße Auge unsichtbar. Die bisher größte bekannte Bakterienart Thiomargarita magnifica trägt ihren Namen mit Fug und Recht: Während durchschnittliche Bakterien rund einen Mikrometer (ein Tausendstel Millimeter) klein sind, weist dieser fadenförmige Einzeller, der im Wasser karibischer Mangrovenwälder zu finden ist, bis zu stattlichen zwei Zentimeter Länge auf. [1]

Staatsmikroben Seit 2019 ist Streptomyces griseus offizielle »Staatsmikrobe« von New Jersey. Damit würdigt der US-Bundesstaat die Leistung der in den 1940er Jahren auf seinem Territorium gefundenen Bakterien, Streptomycin zu produzieren, ein wirksames Antibiotikum gegen Tuberkulose. Der Mikrobiologe Selman Waksman wurde für die Erforschung der Mikroben und des Streptomycins 1952 mit dem Medizin-Nobelpreis ausgezeichnet. [2]

Mikroorganismen sind Großproduzenten Ein erheblicher Umfang der weltweiten CO2-Fixierung erfolgt in den Meeren durch Mikroalgen und Cyanobakterien. Damit stammt auch ein beträchtlicher Teil des produzierten Sauerstoffs aus Mikroorganismen. Doch nicht nur die Atmosphäre der Erde ist das Ergebnis mikrobieller Prozesse: So produziert die Mikroalge Gephyrocapsa huxleyi große Mengen Kalziumcarbonat, das ganzen Küstenlandstrichen etwa in Südengland, Dänemark oder Rügen mit ihren Kreidefelsen einen unverwechselbaren Charakter verleiht und nicht zuletzt Künstler wie Caspar David Friedrich inspirierte. [3, 4]

Acht Prozent des menschlichen Genoms stammt von Viren Diesem Umstand verdanken wir (und die meisten anderen Säugetiere) unter anderem die Fähigkeit, unsere Nachkommen im Mutterleib auszutragen. Denn: Dass sich ein Embryo überhaupt in der Schleimhaut der Gebärmutter verankern und dafür das Immunsystem der Mutter soweit unterdrücken kann, dass ihre Zellen den »Eindringling« nicht abstoßen, ist eine Eigenschaft, die ursprünglich aus Virus-DNA stammt. [5, 6]

Zeitzeugen der Dinosaurier Aus einem sagenhaften Dornröschenschlaf haben Forschende vor einigen Jahren Mikroorganismen geweckt, die zuvor 100 Millionen Jahre ohne Licht, ohne Nährstoffe und unter dem extremen Druck in mehreren Kilometern Tiefe in der Erde überdauert haben. Doch es geht noch älter. Die bisher ältesten Mikroben, die in tiefen Gesteinsschichten in einer Art »Stand-by-Modus« gefunden wurden, haben mindestens zwei Milliarden Jahre auf dem Buckel. [7, 8]

Leben an lebensfeindlichen Orten Mikroorganismen sind wahre Überlebenskünstler. Einige von ihnen besiedeln Orte, an denen Leben unmöglich scheint – so wie die Atacama-Wüste in Chile, die trockenste Region der Erde. Archaen, wie Halococcus salifodine siedeln hier praktisch ohne Wasser im Inneren von Gestein und Salzkristallen. Andere mögen es besonders heiß: Pyrococcus furiosus etwa blüht bei Temperaturen um die 100 °Celsius erst richtig auf. Die in Sedimenten in der Nähe aktiver Vulkane vorkommenden Archaen liefern der Wissenschaft zudem ein hitzestabiles Enzym, das bei der Polymerase Chain Reaction (PCR), einer Methode zur Vervielfältigung von DNA, weit verbreitet Anwendung findet. [9, 10, 11]

Mikroorganismen essen die Titanic auf Seit fast 113 Jahren liegt die »Titanic« in fast 4.000 Metern Tiefe im Nordatlantik auf dem Meeresboden. Doch die Tage des im April 1912 gesunkenen Luxus-Dampfers sind gezählt. Denn: Bakterien der Art Halomonas titanicae ernähren sich vom Eisen des Schiffes und werden – so eine grobe Schätzung – das fast 54.000 Tonnen schwere Wrack bis 2030 vollständig »verspeist« haben. [12]

Pilz nutzt Radioaktivität als Energiequelle Statt Sonnenlicht nutzen Pilze wie Cladosporium sphaerospermum Radioaktivität als Energiequelle. Der Schimmelpilz, der u. a. in den verstrahlten Ruinen des havarierten Atomkraftwerks Tschernobyl prächtig gedeiht, ist in der Lage, radioaktive Strahlung mit Hilfe des dunklen Farbstoffs Melanin zu absorbieren und für eigene Stoffwechselprozesse zu nutzen. Wie es dem Pilz dabei gelingt, Strahlenschäden am eigenen Erbgut zu unterbinden, ist bislang jedoch unbekannt. [13, 14]