Die Bedeutung der Mikroorganismen

Mikroorganismen – kleine, aber vielfältige Lebewesen
Mikroorganismen – kleine, aber vielfältige Lebewesen
Die Bedeutung der Mikroorganismen
Mikroorganismen in der Wirtschaft
Mikroorganismen im Naturhaushalt
Ohne Mikroorganismen würden Pflanzen und Tiere in ihrem eigenen Laub und Kot
ersticken, denn alle Organismengruppen haben ihre spezielle Rolle im Naturhaushalt.
Pflanzen wirken als Produzenten, Tiere als Konsumenten und Mikroorganismen überwiegend als Destruenten (Zersetzer). Als Saprophyten (Fäulnisbewohner) bauen
Mikroorganismen tote pflanzliche und tierische Reste ab. Dabei entstehen wertvolle
anorganische Substanzen, die wiederum von den lebenden Pflanzen als Mineralstoffe
genutzt werden können. Dadurch ist der Mineralstoffkreislauf geschlossen.
Für den Menschen ist die Rolle von Mikroorganismen als Zersetzer auch wirtschaftlich
von großer Bedeutung. In der Landwirtschaft steigern Mikroorganismen die Bodenfruchtbarkeit, da sie organische Substanzen mineralisieren, an der Bodenbildung beteiligt sind und Luftstickstoff binden, den die Pflanzen als Mineralstoff nutzen.
Mikroorganismen erfüllen auch beim Reinigen von Abwässern eine wichtige Aufgabe. Sie nutzen die Fremdstoffe, die Gewässer verunreinigen, als Nahrungsquelle und
bauen diese vollständig oder teilweise ab. Damit werden die Schadstoffe der Umwelt
wieder entzogen. Ein Großteil der Gewässerreinigung in Kläranlagen beruht auf diesem Prinzip (Abb. 30).
30. Prinzip einer Kläranlage.
c „Biologische Reinigung“: In
diesem Verfahrensteil einer Kläranlage bauen Mikroorganismen die
organischen Stoffe im Abwasser ab
und oxidieren teilweise die dabei
entstehenden anorganischen Stoffe.
d „Faulturm“: Der bei der biolo
gischen Reinigung entstandene
Klärschlamm wird im Faulturm
mithilfe von anaeroben Bakterien
zu ausgefaultem Schlamm und
brennbarem Faulgas abgebaut.
W
Stickstoff (N2) in der Atmosphäre
c
1
Abwasser
Luftstickstoff
erzeugende Bakterien
Rechen
8
Tiere
Pflanzen
7
9
9
Sandfang
6
Rohschlamm
Nitrat (NO3–)
2
N2-fixierende Bakterien in
Wurzelknöllchen und frei
lebende N2-fixierende
Bakterien
5
Zersetzer (Tiere, Bakterien, Pilze)
3
Ammonium (NH4
10
+)
oxidierende
Nitritbakterien
4
Nachklärbecken
oxidierende
Nitratbakterien
Belebtschlammbecken
Nitrit (NO2–)
Schlamm
S 29. Die bedeutende Rolle von Mikroorganismen im Stickstoffkreislauf. Für alle Lebewesen ist Stickstoff ein
wichtiges Element. Es kommt in Proteinen wie auch in der Erbinformation vor und ist daher essentiell. Obwohl in der
Luft etwa 78 % Stickstoff (N2) enthalten ist c, kann dieser aber von Pflanzen und Tieren nicht genutzt werden. Nur
bestimmten Bakterien d ist es möglich, Luftstickstoff zu binden und diesen in Ammonium-Ionen (NH4+) e und
weiter zu Nitrit (NO2–) f und Nitrat (NO3–) g umzuwandeln. Das Nitrat wird von den Pflanzen aus dem Boden
aufgenommen h und beispielsweise in Aminosäuren eingebaut. Aus den Aminosäuren produzieren Pflanzen als
auch Tiere i Proteine. Aus Nitrat wird von manchen Bakterien auch wieder Luftstickstoff j erzeugt. Sterben
Pflanzen und Tiere ab oder erzeugen organischen Abfall (z. B. Laub, Kot etc), werden die organischen Verbindungen
von Bakterien, Tieren und Pilzen k abgebaut. Dabei gelangen wieder Stickstoffverbindungen l, die von den
Pflanzen genutzt werden können, in den Boden. Der Kreislauf ist geschlossen.
Wieso raucht der Kompost?
Das Dampfen gibt
Aufschluss darüber,
ob der Kompost reif
ist oder nicht.
Betrachten Sie den Cartoon rechts
und überlegen Sie, welche Aussagen richtig sind! Begründen oder
widerlegen Sie die Kommentare!
Legen Sie ihre Argumente in einer
Diskussionsrunde dar! Die
Auflösung finden Sie auf S. xx.
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Der Kompost brennt,
weil sich Gase, welche
Mikroorganismen produzieren, entzündet haben.
Das Wasser, das in den
Nahrungsmitteln enthalten
war, verdunstet!
Wenn Mikroorganismen
organische Material zersetzen, entsteht Wärme! Es ist
also ein Zeichen dafür, dass
sie ihre Arbeit erledigen.
Gewässer
d
Faulturm
Stromerzeugung
Klärschlamm als Dünger
Überlegen Sie, wie Sie selber
einer Gewässerverschmutzung
vorbeugen oder diese verringern
können!
In der Industrie werden bestimmte Bakterien verwendet, um hitzestabile Enzyme (z. B.:
Proteasen) zu produzieren. Diese werden für Waschmittel oder in der Papierindustrie
benötigt.
Thiobazillen werden beim mikrobiellen Bergbau eingesetzt. Die Mikroorganismen
wandeln dabei unlösliche Erzminerale in wasserlösliche Substanzen um. Dadurch können aus Erzen Schwermetalle gewonnen werden. Andere chemoautotrophe Bakterien
wiederum helfen bei der Gewinnung von Rohstoffen wie Kupfer und Uran.
Mikroorganismen vergären außerdem Inhaltsstoffe wie Stärke verschiedener Nutzpflanzen zu Alkohol, der als Bestandteil alkoholischer Getränke (Bier, Wein etc.) oder
von Kraftstoffen (Bioethanol) auf den Markt kommt.
Aber nicht nur alkoholische Getränke, auch zahlreiche andere Nahrungsmittel werden
mithilfe von Mikroorganismen erzeugt.
Nennen Sie weitere Beispiele für mikrobiell hergestellte Nahrungsmittel und Einsatzgebiete für Mikroorganismen!
Kernbereiche Biologie 5
© Verlag E. DORNER GmbH, Wien
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