Bakterien

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von Bastian Klamke

Die Bakterien (Bacteria) bilden neben den Eukaryoten und Archaeen eine der drei grundlegenden Domänen, in die heute alle Lebewesen eingeteilt werden. Traditionell wird der Begriff in der Mikrobiologie für alle mikroskopisch kleinen, meistens einzelligen Organismen gebraucht, die keinen echten Zellkern besitzen und deshalb zu den Prokaryonten gehören. Hierzu zählen auch die Archaeen. Heute werden dagegen die Archaeen einer separaten Domäne zugeordnet. Zur Abgrenzung von dieser Gruppe spricht man manchmal auch von Eigentlichen Bakterien oder Echten Bakterien. Früher wurden sie zur Unterscheidung von den dann Archaebacteria genannten Archaeen mit wissenschaftlichem Namen auch Eubacteria genannt. Bei Bakterien ist die DNA nicht in einem vom Cytoplasma durch eine Doppelmembran abgegrenzten Zellkern enthalten wie bei Eukaryoten, sondern bei ihnen liegt die DNA frei im Cytoplasma (Kernäquivalent).

Bakterien wurden erstmalig 1676 von Antoni van Leeuwenhoek mit Hilfe eines selbstgebauten Mikroskops in Gewässern und dem menschlichen Speichel beobachtet und beschrieben.

Im Jahr 1999 wurde das bislang größte entdeckte Bakterium gefunden: Die so genannte Schwefelperle von Namibia, Thiomargarita namibiensis, ist ein bereits mit bloßem Auge sichtbares Schwefelbakterium und gilt somit als Blauwal unter den Bakterien.

Aufbau der Bakterien

Bakterien besitzen zumeist eine Zellwand, Cytoplasma und Ribosomen. Die DNA liegt als in sich geschlossenes Molekül, als so genanntes Bakterienchromosom, frei im Plasma vor. Weitere DNA existiert häufig in Form von ebenfalls in sich geschlossenen Molekülen Plasmiden, die unabhängig vom Bakterienchromosom vervielfältigt und bei der Fortpflanzung weitergegeben werden oder von einem Individuum auf ein anderes übertragen werden können. Das komplette Genom des Darmbakteriums Escherichia coli besteht aus 4,7 Millionen Basenpaaren, die vollständig sequenziert wurden. Es ist etwa 1 mm lang, aber nur 2 nm breit und enthält rund 1700 Gene. Trotz seiner Länge von mehr als dem Tausendfachen des Zelldurchmessers ist es auf einen Bereich von etwa der Hälfte des Zelldurchmessers (vermutlich hochgeordnet) zusammengeknäult. Neben dem Genom von E. coli sind etliche weitere Bakteriengenome vollständig bekannt.


Ökologische Bedeutung der Bakterien

Unverzichtbar für bedeutende geochemische Stoffkreisläufe sind viele Bodenbakterien, die als Destruenten wirken beziehungsweise Nährsalze für die Pflanzen verfügbar machen.

Eine große Gruppe von Bakterien bilden die so genannten Cyanobakterien, die früher etwas irreführend auch als Blaualgen bezeichnet wurden. Da sie Prokaryonten sind, gehören sie nicht zu den Algen. Sie betreiben Photosynthese und sind entsprechend unabhängig von organischer Nahrung, brauchen jedoch Licht zur Energieversorgung. Gemeinsam mit den Grünalgen (Chlorophyta) und anderen Algengruppen bilden sie das Phytoplankton der Meere und Süßgewässer und so die Nahrungsgrundlage vieler Ökosysteme.

Spezielle Bakterien kommen als Symbionten im Darm oder in anderen Organen vieler Lebewesen vor und helfen bei der Verdauung und weiteren physiologischen Vorgängen. Escherichia coli und Enterokokken sind die bekanntesten Vertreter dieser Gruppe. Aber auch anaerobe Bifidobakterien gehören dazu.

Unter die Bakterien fallen auch viele Krankheitserreger.

Die Fähigkeit einer großen Anzahl von Bakterien für den Menschen wichtige Stoffe wie Antibiotika, Enzyme etc. zu produzieren, wird in der Biotechnologie genutzt. Neben klassischen Verfahren in der Nahrungsmittelproduktion gehört auch die Nutzung ihrer Fähigkeiten zur Beseitigung problematischer Abfälle sowie zur Produktion von Medikamenten hierher. Häufig werden zu diesem Zweck nützliche Teile des Genoms bestimmter Bakterien in das Genom einfach zu haltender und weitgehend ungefährlicher Bakterien wie Escherichia coli eingepflanzt (Gentechnik).

Klassifikation der Bakterien

Eine phylogenetische Klassifikation anhand morphologischer Merkmale ist bei den Bakterien in der Regel nicht möglich, sie muss aus der Kenntnis der Genetik und Molekularbiologie dieser Organismen heraus erfolgen. Aus praktischen Gründen werden Bakterien dennoch nach ihrer Form und ihrer Organisation unterteilt. Dabei werden kugelige Bakterien als Kokken, längliche, zylindrische Bakterien als Stäbchen, spiralige Formen als Spirillen und länglich, gekrümmte Formen als Vibrionen bezeichnet. Diese Grundformen können einzeln auftreten oder sich zu typischen Formen zusammenfinden (Haufenkokken = Staphylokokken, Kettenkokken = Streptokokken, Doppelkokken = Diplokokken). Des Weiteren bilden vor allem Stäbchenbakterien häufig eine oder mehrere Geißeln, so genannte Flagellen, aus, mit deren Hilfe sie sich fortbewegen können. Anzahl und Anordnung der Geißeln sind Unterscheidungsmerkmale. Einige Bakterien bilden Schleimhüllen, "Kapseln", aus. Weiterhin wichtig für die Klassifikation ist die Lebensweise, besonders der Stoffwechseltyp, sowie die Möglichkeit, die Bakterien auf bestimmte Weise zu färben. Die so genannte Gramfärbung (eingeführt vom dänischen Bakteriologen Gram) läßt Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und Struktur der Zellwand zu; die so genannten grampositiven Bakterien sind wahrscheinlich sogar eine phylogenisch anerkannte Gruppe. Andere Bakterien könne als Dauerform sogenannte Sporen bilden, die bei ungünstigen Umweltbedingungnen ein überleben sichern (Sporenbildner).

Liste von Bakterien

Im folgenden werden Bakterien gelistet, zu denen das pflegewiki einen Eintrag hat:

Siehe auch

Literatur

  • Gerhard Gottschalk: Welt der Bakterien. Die unsichtbaren Beherrscher unseres Planeten. Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2009. 274 Seiten. ISBN 978-3527325207

Weblinks



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