Metabolic Wizardry – Introduction to Microbiology

00:00 Mikroben sind auch Stoffwechselzauberer, sie haben die Photosynthese erfunden. Das ist der Prozess, bei dem das Sonnenlicht in Energie umgewandelt wird. Und Mikroben waren die ersten auf der Erde, die das taten. Viele Mikroben erhalten Energie aus den chemischen Bindungen in anorganischen Verbindungen, wie Wasserstoff, reduziertes Eisen und Sulfide, weit mehr als jede andere Lebensform auf der Erde Das sind Reaktionen, bei denen kein Licht benötigt wird, daher können die Bakterien an dunklen Orten, in Höhlen oder sogar in Felsen wachsen, und dabei anorganische Verbindungen zur Energiegewinnung verwenden. Sie wissen vielleicht, dass es auf dem Grund des Ozeans Gemeinschaften gibt, die Schlote genannt werden, Tiefseeschlote. Und das sind Bereiche, in denen heißes Wasser aus dem Zentrum der Erde schießt. Und um diese Schlote herum gibt es ist eine unglaubliche Vielfalt an Leben unterschiedlichster Art, aber es gibt auch Bakterien. Und die sind in der Lage, organische Verbindungen dort in der Dunkelheit herzustellen, die all diese anderen Tiere nutzen können. Mikroben haben unser Leben auf der Erde auf viele unterschiedliche Arten geprägt; die Hälfte des Sauerstoffs, den Sie heute atmen, wird von Bakterien produziert. Pflanzen verrotten wegen der Mikroben die im Boden vorhanden sind, ohne die die Mikroben, würden die Pflanzen nie verrotten und der Kohlenstoff würde nie recycelt werden.

01:25 Mikroben sind die einzige bedeutende Stickstoffquelle auf der Erde; dieser ist für Pflanzen unerlässlich um zu wachsen. Und die Mikroben nehmen das Stickstoffgas aus der Atmosphäre und wandeln es in Chemikalien um, die Pflanzen nutzen können. Der Mensch weiß, wie das geht, wir stellen zum Beispiel Dünger her, aber Mikroben sind für das Wachstum von Pflanzen unerlässlich. Wenn die mikrobiellen Aktivitäten auf dem Planeten stoppen würden, würden die Pflanzen in einer Woche keinen Stickstoff mehr haben und wir wären nicht in der Lage, genug Dünger herzustellen, um die Differenz auszugleichen.

01:58 Sie kennen vielleicht ein wissenschaftliches Experiment, das vor einigen Jahren unter dem Namen BioLab 2 durchgeführt wurde.

02:04 Dies war ein Labor, das in der Wüste von Arizona gebaut wurde, ein paar Menschen wurden dort hineingesetzt, Pflanzen wurden hineingesetzt, und die Idee war, dass die Menschen selbstversorgend sein würden; sie würden alle Lebensmittel, die sie brauchen würden, anbauen und auch entsorgen. Nun, dieses Experiment scheiterte, weil wir nicht die richtigen Bakterien in den Boden gebracht haben, um die Verbindungen zu erzeugen, die der Mensch zum Überleben braucht. Wenn man also Wasser hat, können Mikroben alles abbauen, und wir verwenden dies für die Umweltsanierung. Wenn es also zum Beispiel durch einen Tanker oder eine gebrochene Pipeline zu einer Ölverschmutzung im Meer kommt, können wir Bakterien hinzufügen, die dann das Öl abbauen.

02:46 Mikroben formen auch die physische Erde, auf der wir leben. Die Höhlen, die Sie kennen, mit offenen Höhlen und den Stalaktiten und Stalagmiten, die aus den Wänden wachsen: Diese werden durch mikrobielle Aktivität erzeugt. Mikroben produzieren nämlich Schwefelsäure, die eine Rolle bei der Erosion des Steins spielt. Der Kalkstein der so viele Höhlen bildet, ist eigentlich ein mikrobielles Produkt. Eine Mikrobe namens Coccolithophor stellt jedes Jahr etwa eineinhalb Millionen Tonnen Kalzit hier, und das führt zum Bau dieser Höhlen. Wenn Sie in den Himmel schauen und heute zufällig eine Wolke sehen, ist diese Wolke ein Produkt mikrobieller Aktivität. Meeresalgen produzieren zusammen mit Bakterien eine Verbindung namens Dimethylsulfid. Sie machen etwa 50 Millionen Tonnen davon pro Jahr. Das geht hoch in die Atmosphäre, wo es sich in Sulfat verwandelt, und das wiederum zieht Wasser an, und das bildet Wolken. Ich wette, das wussten Sie nicht.