Bakterien

Der Begriff Bakterien (Bacteria) ist aus dem altgriechischem (bakterion = Stäbchen) abgeleitet und wird in der Mikrobiologie Die Mikrobiologie ist ein Teilgebiet der Biologie und beschäftigt sich mit den Mikroorganismen, den kleinsten Lebewesen der Erde. Sie beschreibt traditionell für alle Mikroskopisch In der Biologie bedeutet der Begriff mikroskopisch, dass ein Gegenstand z. B. ein Fruchtkörper nur mit einem technischen Hilfsgerät z. kleinen, meistens einzelligen Organismen verwendet, die keinen echten Zellkern besitzen und deshalb zu den Prokaryoten gehören. Die Größe der Bakterien liegt zwischen 0,001 und 0,02 Millimetern.

Die einzelne Bakterienzelle stellt einen selbständigen Organismus dar, der sich durch eine einfache Zweiteilung vermehrt. Dabei entstehen aus einer Zelle durch Replikation Die Vermehrung eines Bakteriums durch Zellteilung erfordert auch eine Vermehrung seiner Erbsubstanz. Der dazu notwendige Vorgang wird als Replikation bezeichnet. in der Regel zwei identische Tochterzellen. Im Vergleich zu größeren Organismen ist die Oberfläche einer mikrobiellen Einzelzelle im Verhältnis zu ihrem Volumen sehr groß und der Stoffaustausch – also sowohl die Aufnahme von Nährstoffen als auch die Ausscheidung von Abfallprodukten – ist sichergestellt. Bei ausreichender Nährstoffversorgung teilt sich eine Bakterienzelle (z. B. Escherichia coli Escherichia coli ist ein säurebildendes, stäbchenförmiges Bakterium, das im menschlichen und tierischen Darm vorkommt. Benannt wurde es 1919 nach seinem ) alle 20 Minuten, so dass in kürzester Zeit eine riesige Population heranwächst und eine außerordentlich schnelle Vermehrung ihrer Biomasse Als Biomasse wird die Gesamtheit der Masse an organischem Material (lebende, tote und zersetzte Organismen) in einem Lebensraum bezeichnet, die erfolgt.

Die häufigen Replikationszyklen der Bakterien erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass durch Mutationen Durch äußere Einflüsse oder auch spontan können sich Teile des Erbgutes der DNA verändern und der betroffenen Zelle neue Eigenschaften Bakterien entstehen, die an einen Standort besser angepasst sind als die ursprünglichen Bakterien und somit neue Lebensräume besiedeln können. Es ist daher nicht verwunderlich, dass Bakterien überall in unserer Umwelt vorkommen – in der Erde, in der Luft, im Wasser, auf Pflanzen und selbst in den Körpern von Menschen und Tieren.

Während Menschen und Tiere zur Erhaltung ihrer Lebensfunktionen essentiell auf Sauerstoff angewiesen sind, findet man unter den Mikroorganismen Mikroorganismen stellen die Wurzel des „Stammbaums des Lebens“ auf der Erde dar. Sie produzieren etwa zwei Drittel der gesamten Biomasse sowohl aerobe als auch anaerobe Formen. Es gibt also Mikroorganismen, die mit oder ohne Sauerstoff existieren können. Sie werden in der Mikrobiologie als aerobe Bakterien (Aerobier) oder anaerobe Bakterien ( Anaerobier Anaerobier ist ein Lebewesen, das ohne Sauerstoff leben kann. Der Stoffwechsel der Anaerobier ermöglicht es ihnen, Energie aus sauerstofffreien Nährstoffen ) bezeichnet.

Einzelne Bakterienarten können sich sogar an veränderte Sauerstoffkonzentrationen anpassen und ihren Stoffwechsel von Aerob Als aerob bezeichnet man Lebewesen, die zum Leben elementaren Sauerstoff benötigen. Der Sauerstoff wird überwiegend für oxidative Stoffumsetzungen im Energiestoffwechsel auf anaerob umstellen. Sie werden als fakultativ anaerob bezeichnet.

Einige Bakterien sind zur Photosynthese Die Photosynthese ist eine Stoffwechselreaktion chlorophyllhaltiger Organismen (grüne Pflanzen sowie einige Bakterien und Algen), bei der organische Verbindungen aus anorganischen fähig. Als Energiequelle können diese phototrophen Mikroorganismen das Sonnenlicht nutzen. Die meisten Bakterien sind dagegen chemotroph, d. h. sie verwenden als Energiequelle chemische Substrate. Von den chemotrophen Bakterien sind die meisten Heterotroph Heterotrophe Organismen gewinnen ihre Energie und ihr Material für den Aufbau von Zellsubstanzen aus dem Abbau von organischen Stoffen. Zu . Bakterien, die extreme Umweltbedingungen aushalten können und sich ihnen angepasst haben, werden als Extremophil bezeichnet. Durch die Entwicklung neuer molekularbiologischer Methoden konnten in den letzten Jahren zahlreiche neue und teilweise unerwartete Erkenntnisse zur verwandtschaftlichen Beziehung unter den Mikroorganismen gewonnen werden.

Die Vermehrung der Bakterien erfolgt in der Regel asexuell durch Zellteilung (Querteilung oder Knospung Die Knospung oder Sprossung (auch Gemmatio genannt) ist eine Form der vegetativen Vermehrung, einer Unterform der ungeschlechtlichen Vermehrung. Bei Bakterien ). Es treten aber auch Sexualvorgänge auf, bei denen das Erbgut von einem Mikroorganismus auf den anderen übertragen wird.

Der Kategorie der Bakterien müssen auch viele Krankheitserreger zugeordnet werden. Gegen Bakterien wirken z. B. Antibiotika Seit den späten 1940-er Jahren werden Antibiotika in zunehmendem Maße zur gezielten Therapie von Infektionskrankheiten eingesetzt. Das erste Antibiotikum, das wie Penicillin Antibiotikum, das vom Schimmelpilz Penicillium notatum erzeugt wird. Die Wirkung dieses Antibiotikums wurde erstmals 1928 von dem britischen Bakteriologen Alexander , die durch Pilze Pilze sind chlorophyllfreie Organismen mit heterotropher Ernährungsweise (Ernährung durch Aufnahme organischer Nahrung), die sich durch Sporen verbreiten und vermehren. Alle der Gattung Die Gattung ist eine systematische Kategorie oberhalb der Art, die mehrere Arten zusammenfasst. Penicillium Der auch als so genannter „Pinselschimmel“ bekannte Schimmelpilz ist besonders in kühlen und gemäßigten Gebieten weit verbreitet und ein wesentlicher gebildet werden. Diese stören die Synthese der Bakterien- Zellwand Eine Zellwand ist eine aus Polymeren aufgebaute Hülle, die in der Regel die Zellen von Bakterien, Archaeen, Pflanzen und Pilzen . Infolgedessen wirken Antibiotika nur im Wachstum der Bakterien. Im Gegensatz zu Schimmelpilzen ist die Verbreitung von Bakterien immer an einen Träger gebunden. Krankheitskeime werden z. B. durch Tröpfcheninfektion oder durch direkten Kontakt über die Schleimhäute übertragen. Dass die Übertragung über Luft zu vernachlässigen ist, hat einen einfachen Grund. Bakterien haben kaum Schutzmechanismen gegen die abtötende Wirkung von UV-Licht sowie gegen Austrocknung. Demzufolge sind Bakterien in der Luft besonders anfällig; sie sterben auf trockenen Oberflächen ab.

In der angewandten biologischen Systematik In der Biologie beinhaltet die Systematik die Bestimmung und Benennung der Lebewesen und ihre Zuordnung zu einem formalen System. Nur bilden Bakterien das Reich der Prokaryoten: Organismen, in deren Zellen das Kernmaterial nicht von einer Membran umgeben ist. Etwa 1600 Arten sind bekannt. Im Allgemeinen werden Bakterien aufgrund bestimmter Eigenschaften systematisch zugeordnet, z. B.

• nach ihrer Form als Kokken Siehe Bakterien. (kugelförmig), Bazillen Bazillen oder Bacillus (lateinisch für „Stäbchen“) sind eine Gattung stäbchenförmiger, in Mehrzahl beweglicher Bakterien mit derzeit 48 bekannten Arten. Sie (stäbchenförmig) oder Spirochäten (spiralförmig);
• nach ihrer Zellwandstruktur; nach unterschiedlicher Färbbarkeit;
• nach der Fähigkeit, in An- oder Abwesenheit von Sauerstoff zu leben und zu wachsen (aerob bzw. anaerob);
• nach der Fähigkeit, unter ungünstigen Bedingungen Sporen Der Begriff Sporen ist aus dem Griechischen abgeleitet und bedeutet so viel wie das Säen, die Saat oder der Samen. zu bilden;
• nach serologischer Bestimmung ihrer Oberflächenbestandteile sowie
• nach ihrer Nukleinsäureverwandtschaft.

In einer gängigen Klassifizierung werden Bakterien aufgrund ihrer Zellwandeigenschaften vier Hauptgruppen zugeordnet. Zur Hauptgruppe der Gracilicutes Siehe Bakterien. zählen Bakterien mit dünnen, gramnegativen Zellwänden. Firmicutes Siehe Bakterien. besitzen dicke, grampositive Zellwände. Tenericutes Siehe Bakterien. verfügen über keine Zellwände, und bei den Mendosicutes Siehe Bakterien. sind sie aus einem anderen Material als dem für Bakterien typischen Peptidoglycan aufgebaut. Zu den Menosicutes zählen die Archaebakterien Archaebakterien sind einzellige, stäbchenförmige oder fadenförmige Bakterien. Diese sind von den Eubakterien zu unterscheiden, weil ihre Wände keine Stützsubstanz beinhalten , eine Gruppe ungewöhnlicher Organismen wie die methanbildenden Bakterien, die völlig anaerob leben und aus Kohlendioxid und Wasserstoff Methan bilden. Weitere Beispiele für Archaebakterien sind Halobakterien Siehe Bakterien. , die bei hohem Salzgehalt gedeihen, und die Thermoacidophilen, die schwefelabhängig und wärmeliebend sind.

In Innenräumen sind Bakterien normalerweise in niedrigen Konzentrationen vorhanden. Es treten typischerweise solche Bakterien auf, die die menschliche Haut besiedeln und von dort in die Luft abgegeben werden (z. B. Staphylococcus epidermidis). Für Bakterien ist die Luft ein ungünstiger Lebensraum, und sie überleben dort, in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit In der Umgebungsluft befinden sich stets mehr oder weniger große Mengen an Wasserdampf. Der Anteil an Wasserdampf kann örtlich und , meist nur für kurze Zeit. Nur Bakterien, die in der Lage sind, Sporen zu bilden (z. B. Bacillus Bacillusarten bilden Sporen, die einen charakteristischen „muffigen“ Geruch aufweisen. Sie können durch ihre Fähigkeit, Sporen zu bilden, auch in trockener species, Thermoactinomyces), können für längere Zeit in der Luft oder im trockenen Hausstaub Hausstaub ist nicht genau definiert, da es verschiedene Definitionen und Interpretationen sowie Einteilungen gibt. Die Größe der Staubpartikel und ihre überleben. Bakterien wachsen, mehr noch als Pilze, nur bei sehr feuchten Bedingungen in Innenräumen, beispielsweise nach einem Wasserschaden Siehe sporadische Wasserschäden. . Eine weitere Quelle sind Luftbefeuchter, in deren wasserführenden Teilen sich bestimmte Bakterien (z. B. Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa ist verbreiteter Boden- und Wasserkeim. Es verursacht z. B. nach Verbrennungen auf Wunden Infektionen. ) besonders gut vermehren können. Beim Betrieb einer Klimaanlage (mit Luftbefeuchter) bzw. eines freistehenden Luftbefeuchters sollten Bakterien als mögliche Ursache von allergischen/toxischen Symptomen berücksichtigt werden.

Das Umweltbundesamt Zu den Aufgaben des Umweltbundesamtes (UBA) gehören u. a. die wissenschaftliche Unterstützung und Beratung des BMU und der Bundesregierung in hat bereits mehrfach darauf hingewiesen, dass die Belastung durch bestimmte Bakterien – so genannte Actinomyceten – in Innenräumen zunimmt und selbst in Fachkreisen noch unterschätzt wird. Zunehmend nachweisbar sind Bakterien der Gattungen Streptomyces Streptomyces ist ein Bakterium, das zur Ordnung Actinomycetales gehört. Es bildet bei Zuwachs ein Netzwerk (Myzel) und ist in dieser , aber auch Amycolatopsis, Nocardiopsis, Nocardia, Pseudonocardia, Saccharoplolyspora und Promicromonospora.