Bakterien und Archaea – Prokaryotische Mikroorganismen

Mikroorganismen – kleine, aber vielfältige Lebewesen
Mikroorganismen – kleine, aber vielfältige Lebewesen
Die ältesten Lebewesen sind in allen Lebensräumen zu Hause
3. Die Entwicklung der Lebewesen in
Milliarden Jahren und umgerechnet auf
X
einen Tag mit 24 Stunden
Als Mikroorganismen werden alle jene Lebewesen bezeichnet, die folgende Merkmale
aufweisen:
Mikroorganismen …
Der erste Mensch (23:59:40)
erste Landtiere
… sind mikroskopisch klein.
erste Blütenpflanzen
… können sich bewegen.
Pflanzen besiedeln
das Land
erste vielzellige
Organismen
21
22
23 24 = 0 1
Mitternacht
2
3
vor
Milliarden
Jahren 4
20
19
4
5
1
18
3
2
16
15
14
zum ersten Mal
freier Sauerstoff in
der Atmosphäre
älteste Fossilien
(Prokaryoten)
6
17
älteste
eukaryotische
Fossilien
ältestes Gestein
erste fotoautotrophe
Mikroorganismen
8
Mittag
13
7
12
11
10
Biologische Vielfalt: auch
Biodiversität genannt, bezeichnet die
Vielfalt von Arten in einem Lebensraum
(Artenvielfalt), die genetische Vielfalt
innerhalb einer Population oder auch
die Vielfalt an Ökosystemen auf der
Erde.
… haben eine feste Gestalt.
… können sich fortpflanzen und vermehren.
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Alle diese Kriterien werden von Bakterien und Archaea (¼ S. 27 und 28), tier-, pilzund pflanzenähnlichen Einzellern (¼ S. 32 ff.) sowie einigen Vertretern der Pilze erfüllt
(¼ S. 37) (Abb. 5).
Vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren waren Mikroorganismen die ersten und lange Zeit
die einzigen Bewohner der Erde (Abb. 3). Erst mehr als 3 Milliarden Jahre später, vor
etwa 400 Millionen Jahren, besiedelten die ersten Pflanzen den blauen Planeten. Egal
ob Hitze, mäßige Temperaturen oder Kälte – Mikroorganismen haben sich an alle Lebensbedingungen angepasst und besiedeln auch extreme Standorte. Salzseen gehören
ebenso dazu wie Eiswüsten, Vulkankrater, die Tiefsee, Wüstengebiete, Geysire (heiße
Quellen) oder die Antarktis.
S 4. Mikroorganismen können extreme
Lebensräume wie Geysire (heiße
Quellen) besiedeln.
… weisen
Verhaltensmuster auf.
Etwa 60 % der Biomasse auf unserer Erde sind Mikroorganismen. Ihr vielfältiger Stoffwechsel trägt dazu bei, dass sie verschiedene Nahrungs- und Energiequellen nutzen
können. So betreiben einige Bakterien Fotosynthese (¼ S. 30), andere nutzen anorganische Stoffe wie Eisen oder Sulfat als Energielieferanten (¼ S. 31).
Nicht nur die Anzahl von Bakterien auf der Erde ist überwältigend. Forscherinnen und Forscher des Marine
Biological Laboratory in den USA haben zudem festgestellt, dass die biologische Vielfalte unter den Mikroorganismen noch größer ist als bisher angenommen: So kommen in einem Liter Meerwasser mehr als
20 000 unterschiedliche Arten von Mikroorganismen vor. In den Ozeanen schätzt man die Zahl insgesamt
sogar auf bis zu zehn Millionen Arten.
Wer gehört zu den Mikroorganismen?
Bakterien und Archaea –
Prokaryotische Mikroorganismen
Bakterien und Archaea gehören zu den prokaryotischen Mikroorganismen. Das heißt,
sie haben keinen Zellkern, ihre Erbinformation liegt frei im Zellplasma (¼ S. 19). Im
Vergleich zu einer tierischen Zelle wiegt eine Protocyte nur etwa ein Tausendstel davon.
Die beiden Gruppen – Bakterien und Archaea – können sich schnell vermehren und
sind zudem auch sehr robust, da sie ihren Stoffwechsel an sich verändernde Umweltbedingungen rasch anpassen können.
Pflanzen
Sie leben dort, wo sonst keiner mehr leben kann: Archaea (bzw. Archeen) besiedeln
Gletscher, Wüsten, Salzseen oder auch Ränder von Vulkanen und Geysiren. Sie stellen
eine sehr alte Gruppe von Lebewesen dar. Bereits eine Milliarde Jahre nach Entstehung
der Erde, also vor etwa 3,5 Milliarden Jahren entstanden die ersten Vertreter. Diese
tolerierten die damaligen, für uns Menschen unwidrigen Lebensbedingungen wie
ätzende Gase in der Atmosphäre. Sie lebten ohne Sauerstoff. Einige Arten haben sich
seitdem kaum verändert und sind in ihrer Einfachheit unerreicht geblieben.
Überlegen und recherchieren Sie, warum sich manche Archaea über Milliarden von Jahren hinweg in
Gestalt und Lebensweise nicht wesentlich verändert haben, während andere Lebewesen sich ständig wandeln
bzw. weiterentwickeln!
Protisten
Tiere
5. Die Einteilung der Lebewesen
26
X
Bakterien
pilzähnlich
pflanzenähnlich
tierähnlich
Mikroorganismen
Prokaryoten
Archaea
Wiederholen Sie mithilfe von
Kapitel 1 die Unterschiede
zwischen Protocyte und Eucyte!
Archaea – die extreme Lebensbedingungen ertragen
Eukaryoten
Höhere Pilze
Kennen Sie Krankheitserreger,
die nach dieser Definition nicht zu den
Mikroorganismen gehören?
Recherchieren Sie, wodurch sie sich von
den Mikroorganismen unterscheiden!
Je nachdem, welche Eigenschaften Archaea aufweisen, werden sie als Salz liebend
(halophil), Wärme liebend (thermophil) oder als Methane produzierend (methanogen)
bezeichnet. Das ungefährliche Halobacterium beispielsweise ist eine Salz liebende Art,
die im Toten Meer, in Salzseen (Großer Salzsee, USA), in gepökeltem Fleische oder in
Salinene vorkommt. Damit ihre Zellen nicht Wasser an die salzhaltige Umgebung verlieren, erzeugen halophile Archaea innerhalb der Zelle noch höhere Salzkonzentrationen.
Man findet in ihrem Zellplasma bis zu 23 Gewichtsprozentee an Kaliumchlorid. Das
entspricht der achtfachen Salzkonzentration von Meerwasser.
Kernbereiche Biologie 5
© Verlag E. DORNER GmbH, Wien
S 6. Ein Archaeon
Methan: ein brennbares, farb- und
geruchloses Gas
gepökeltes Fleisch: stark
gesalzenes Fleisch
Saline: Anlage zur Gewinnung
von Salz
Gewichtsprozent: Massenanteil
(einer Komponente an einem
Stoffgemisch) x 100 %
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