Bakterien Special
Was sind Bakterien?
Die Bakterien (Bacteria) (Singular das Bakterium, veraltet auch die Bakterie; von griechisch βακτηριον baktêrion ,Stäbchen') bilden neben den Eukaryoten und Archaeen eine der drei grundlegenden Domänen, in die alle Lebewesen eingeteilt werden.
Erforschung
Bakterien wurden erstmals von Antoni van Leeuwenhoek mit Hilfe eines selbstgebauten Mikroskops in Gewässern und im menschlichen Speichel beobachtet und 1676 von ihm in Berichten an die Royal Society of London beschrieben. Bis gegen Ende des vorigen Jahrhunderts wurde die Bezeichnung "Bakterien" in der Mikrobiologie für alle mikroskopisch kleinen, meistens einzelligen Organismen gebraucht, die keinen echten Zellkern besitzen und deshalb zu den Prokaryoten gehören.
Schema einer Bakterienzelle
Bakterien besitzen zumeist eine Zellwand, alle besitzen Cytoplasma mit Cytoplasmamembran und Ribosomen. Die DNA liegt als strangförmiges, in sich geschlossenes Molekül, als so genanntes Bakterienchromosom frei im Cytoplasma vor. Das DNA-Molekül ist etwa 1,4 Millimeter lang mit einem Durchmesser von nur 2 Nanometern und enthält rund 4400 Gene.
Größe
Die Größe von Bakterien ist sehr unterschiedlich: Ihr Durchmesser liegt zwischen etwa 0,1 und 700 μm, bei den meisten etwa 0,6 bis 1,0 μm. Ihre Länge liegt in einem größeren Bereich: bei Einzelzellen zwischen etwa 0,6 μm (bei Kokken) und 700 μm, Hyphen können noch länger sein, die meisten Bakterien sind 1 bis 5 μm lang.
Vermehrung
Die Vermehrung der Bakterien erfolgt asexuell durch Zellteilung. Das kann durch Querteilung (besonders bei zylinderförmigen Bakterien), durch Knospung, durch Sporenbildung oder auf andere Weise geschehen
Ökologische Bedeutung
Im Mund eines Menschen leben insgesamt etwa 10 Milliarden Bakterien.
Auf der menschlichen Haut befinden sich bei durchschnittlicher Hygiene etwa hundertmal so viele Bakterien, nämlich insgesamt etwa eine Billion, allerdings sehr unterschiedlich verteilt: an den Armen sind es nur wenige tausend, in fettigeren Regionen wie der Stirn schon einige Millionen und in feuchten Regionen wie den Achseln mehrere Milliarden pro Quadratzentimeter. Dort ernähren sie sich von rund zehn Milliarden Hautschuppen, die täglich abgegeben werden, und von Mineralstoffen und Lipiden, die aus den Hautporen abgeschieden werden.
99 % aller im und am menschlichen Körper lebenden Mikroorganismen, nämlich mehr als 100 Billionen mit mindestens 400 verschiedenen Arten, darunter vorwiegend Bakterien, leben im Verdauungstrakt, vor allem im Dickdarm und bilden die sogenannte Darmflora.
Sogar in der Lunge gesunder Menschen wurden in jüngster Zeit aufgrund einer neuen Untersuchungsmethode im Rahmen des Mikrobiom-Projekts (um 2007) 128 Arten von Bakterien entdeckt. Bis dahin waren Mikrobiologen nie in der Lage gewesen, im Labor Bakterien aus der Lunge zu vermehren, daher dachte man, die Lunge sei steril.
Biotechnische Bedeutung
Die Fähigkeit einer großen Anzahl von Bakterien, für den Menschen wichtige Stoffe wie Antibiotika und Enzyme zu produzieren, wird in der Biotechnik vielfältig genutzt.
Neben klassischen Verfahren in der Nahrungsmittel- und Chemikalienproduktion (Weiße Biotechnologie; vor allem Bioethanol, Essigsäure, Milchsäure, Aceton) gehört auch die Nutzung ihrer Fähigkeiten zur Beseitigung problematischer Abfälle sowie zur Produktion von Medikamenten (vor allem Antibiotika, Insulin) hierher.
Dabei spielen vor allem Escherichia coli sowie diverse Arten von Clostridien, Corynebacterium, Lactobacillus, Acetobacter und eine Vielzahl weiterer Bakterien eine Rolle, in dem man sich ihren Stoffwechsel gezielt nutzbar macht.
Häufig werden zu diesem Zweck nützliche Teile des Genoms bestimmter Bakterien in das Genom einfach zu haltender, einfach zu kultivierender und weitgehend ungefährlicher Bakterien wie Escherichia coli eingepflanzt (Genmanipulation).
Problematisch bzw. bedrohlich wird es für den Menschen dann, wenn es sich um pathogene Erreger handelt.
