Die verborgene Welt der Mikroorganismen

Vielfalt der Mikroorganismen

Mikroorganismen sind fast überall zu finden. Da wir sie aber nicht sehen können, sind wir uns ihrer Anwesenheit nicht immer bewusst.

Alle Lebewesen kann man nach dem Vorhandensein eines Zellkerns einteilen. Bakterien haben keinen Zellkern und werden daher zu den Prokaryoten gezählt. Alle Lebewesen mit Zellen, die einen Zellkern besitzen, nennt man Eukaryoten. Eine Vielzahl an Mikroorganismen zählt dazu.

Einzeller

Die meisten Mikroorganismen sind Einzeller, manche sind mehrzellige Lebewesen. Alle Einzeller haben gemeinsam, dass sie aus einer einzigen Zelle bestehen, ansonsten können sie sehr unterschiedlich sein.

Einzeller mit Zellkern nennt man Protisten. Es gibt Einzeller, die, wie Pflanzen, Fotosynthese betreiben. Viele Einzeller haben Strukturen an der Oberfläche, um sich fortzubewegen (z. B. Geißeln oder Wimpern). Einzeller unterscheiden sich stark in ihrer Form und Größe.

Einzeller bestehen nur aus einer Zelle, erfüllen aber alle Kennzeichen des Lebens. Sie haben dafür spezialisierte Strukturen.

Dadurch, dass Einzeller so klein sind, können Stoffe (z. B. Nährstoffe, Sauerstoff) innerhalb der Zelle durch Diffusion verteilt werden (bis zum Konzentrationsausgleich). Deshalb sind dafür keine speziellen Strukturen notwendig.

Manche Einzeller bilden Kolonien

Unter den Grünalgen gibt es Einzeller, die sich zu Gruppen (Kolonie) zusammenlagern können. Diese Kolonien sind von Schleim umgeben. Die Zellen sind auch einzeln lebensfähig. In der Kolonie können sie sich koordinieren und dadurch gemeinsam fortbewegen oder Stoffe untereinander austauschen.

Bei den Grünalgen gibt es auch hoch organisierte Kolonien, die sogenannte Kugelalge (Volvox). Diese Hohlkugeln können einen Durchmesser von bis zu 1 mm erreichen – man kann sie daher auch mit freiem Auge erkennen. Bei Volvox sind die einzelnen Zellen über Plasmabrücken miteinander verbunden. Die Zellen weisen Arbeitsteilung auf. Unterschiedliche Zellen sind beispielsweise für die Fortpflanzung, die Fortbewegung oder die Ernährung zuständig.

Vielzellige Lebewesen mit unterschiedlichen Zelltypen sind aus Einzellern entstanden. Volvox gibt einen Hinweis darauf, wie sich Vielzeller vor über 2 Milliarden Jahren entwickelt haben könnten. Diskutiert gemeinsam die Vor- und Nachteile von Arbeitsteilung, wie sie bei Volvox vorliegt!

Obige Beispiele geben einen Einblick in die Vielfalt der Algen. Aber über Algen gibt es noch mehr Interessantes zu erfahren!

Makroskopische Einzeller

Die meisten Einzeller sind so klein, dass sie zu den Mikroorganismen gezählt werden. Es gibt aber auch Ausnahmen. Eines der bekanntesten größten einzelligen Lebewesen ist die Blasenalge, eine einzellige Grünalge. Eine einzelne Zelle kann einen Durchmesser von bis zu 5 cm erreichen.

Bakterien

Vermutlich hast du schon einmal eine Krankheit gehabt, die durch Bakterien verursacht wurde. Aber nur ein Prozent der Bakterien ist krankheitserregend. Bakterien spielen in vielen Bereichen unseres Lebens und der Umwelt eine wichtige Rolle.

Alle Bakterien haben gemeinsam, dass sie Einzeller ohne Zellkern sind. Lerne hier den Aufbau eines Bakteriums kennen!

Bakterielles Wachstum

Da Bakterien keinen Zellkern haben, können sie sich besonders schnell durch Teilung vermehren. Durchschnittlich kann sich ein Bakterium bei optimalen Bedingungen alle 20 Minuten teilen. Wie viele Bakterien sind es nach 24 Stunden?

Bedeutung von Mikroorganismen

So vielfältig Mikroorganismen sind, so vielfältig ist auch ihre Bedeutung für die Umwelt und unser Leben.

Sammelt in Kleingruppen Beispiele dafür, wo uns Mikroorganismen im Alltag und in der Umwelt begegnen!

Einige Mikroorganismen sind Produzenten. Sie bauen durch Prozesse wie die Fotosynthese organisches Material auf. Dieses dient als Nahrung für Tiere, Pilze und verschiedene Kleinstlebewesen. Bei der Fotosynthese entsteht Sauerstoff, der eine wichtige Lebensgrundlage darstellt.

Im Boden gibt es viele Mikroorganismen, die als Destruenten (Zersetzer) abgestorbene Reste von Lebewesen abbauen und dadurch den Pflanzen Mineralstoffe liefern.

In der Natur gibt es zahlreiche Lebensgemeinschaften verschiedener Arten, an denen Mikroorganismen beteiligt sind. Ziehen beide einen Vorteil daraus, spricht man von Symbiose. Ein Beispiel sind Wurzelknöllchenbakterien, die Pflanzen wie Hülsenfrüchte (z. B. Bohnen) oder Klee mit Stickstoff für ihr Wachstum versorgen. Im Gegenzug liefern die Pflanzen den Bakterien unterschiedliche Nährstoffe.

Mikroorganismen gehen auch eine Symbiose mit dem Menschen ein. Kleinstlebewesen im Darm, auf der Haut und auf unseren Schleimhäuten (z. B. in der Nase und im Mund) schützen uns vor Krankheitserregern. Mikroorganismen im Darm unterstützen die Verdauung und tragen zu unserer Gesundheit und unserem Wohlbefinden bei.

Menschen nutzen Mikroorganismen in vielen Bereichen. Beispielsweise in der Kläranlage oder zur Herstellung von Lebensmitteln (z. B. Brot, Joghurt) und Medikamenten (z. B. Antibiotika).

Parasiten können Krankheiten erregen, bei denen sie ihren Wirten Schaden zufügen und diesen sogar töten können.