Mikroorganismen: Eigenschaften, Klassifikation & Lebensweise

Mikroorganismen: Eine Einführung

Mikroorganismen sind Lebewesen, die nur mit einem Licht- oder Elektronenmikroskop gesehen werden können. Sie sind überall dort zu finden, wo Feuchtigkeit, eine geeignete Temperatur und ausreichend Nahrung für ihre Entwicklung und Fortpflanzung vorhanden sind. Der niederländische Wissenschaftler Antonie van Leeuwenhoek prägte diesen Begriff.

Eigenschaften von Mikroorganismen

Mikroorganismen sind sehr klein und besitzen einzigartige ökologische sowie physiologische Eigenschaften. Sie zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:

• Aktiver Stoffwechsel: Sie haben einen sehr aktiven Stoffwechsel, der stark von ihrer Umgebung beeinflusst wird.
• Schnelle Vermehrung: Sie vermehren sich schnell und erreichen hohe Zellzahlen, was bei übermäßiger Ausbreitung zu Kontamination führen kann.
• Leichte Verbreitung: Sie sind allgegenwärtig und überall zu finden.

Klassifikation von Mikroorganismen

Im Jahr 1969 schlug Robert Whittaker ein Fünf-Reiche-System zur Klassifikation von Lebewesen vor, das auch Mikroorganismen einschließt:

• Monera: Umfasst Bakterien und Cyanobakterien (Prokaryoten).
• Protista: Beinhaltet einzellige Algen und Protozoen (eukaryotische Organismen mit tierischen oder pflanzlichen Merkmalen).
• Fungi: Dazu gehören Hefen und Schimmelpilze.

Viren werden als azellulär betrachtet, da sie kleiner sind, keinen eigenen Stoffwechsel besitzen und obligate Parasiten sind.

Lebensweise und Ernährungsformen

Mikroorganismen benötigen Energie für ihre lebenswichtigen Funktionen. Man unterscheidet hauptsächlich zwei Ernährungsweisen:

Autotrophe Mikroorganismen

Sie synthetisieren organische Verbindungen aus einfachen anorganischen Molekülen. Dazu gehören:

• Photosynthetische Organismen: Ihre Energiequelle ist Sonnenlicht, das durch Pigmente eingefangen wird.
• Chemosynthetische Organismen: Sie gewinnen Energie aus chemischen Reaktionen.

Heterotrophe Mikroorganismen

Sie nehmen Nahrung von außen auf. Hierzu zählen:

• Saprophyten: Zersetzen organische Substanzen aus ihrer Umgebung. Sie sind wichtig für die Hygiene in der Biosphäre und das Recycling von Materie. Sie können auch nützliche Fermentationen wie Alkohol- und Milchsäuregärung durchführen, die Produkte für die Industrie oder Lebensmittelproduktion liefern.
• Symbionten: Leben mit anderen Organismen zusammen und erhalten Nahrung, während sie dem Partner Vorteile bieten, z.B. Bakterien, die Ballaststoffe zersetzen und notwendige Vitamine wie Vitamin B₆ synthetisieren.
• Kommensalen: Leben im Körper, ohne Schaden zu verursachen, und nutzen Substanzen, die der Wirt nicht benötigt, z.B. Bakterien in Mundhöhle, Atemwegen oder Vagina.
• Parasiten: Beziehen Nahrung von anderen Lebewesen und verursachen dabei Schäden oder Krankheiten. Dazu gehören pathogene Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze und Mykoplasmen.

Die menschliche Mikroflora

Die menschliche Mikroflora umfasst alle Mikroorganismen, die dauerhaft mit uns leben. Unter normalen Bedingungen verursachen sie keine Krankheiten, sind aber oft unerlässlich für unsere Gesundheit.Sie besiedeln bestimmte Regionen oder Hohlräume des Körpers wie Mund, Nase, Vagina oder Darm. Auf der Haut ernähren sie sich von Talgdrüsen, Schweißdrüsen und keratinösen Schuppen der Oberfläche.Einige dieser Mikroorganismen können unter bestimmten Umständen zu Krankheitserregern werden, wie z.B. Staphylokokken, die eine Wunde infizieren oder Haarfollikel befallen können, was zu Abszessen, Pickeln und Furunkeln führt. Übermäßige Hygiene kann die natürliche Flora stark reduzieren, was schädlich sein kann.Die Nase und der Mund sind geeignete Orte für das Wachstum von Mikroorganismen. Im Mund verursacht die Vergärung von Zucker Karies. Der Dickdarm und Mastdarm sind die Heimat vieler Mikroorganismen, darunter Kolibakterien und Streptokokken, die nützlich sind (z.B. für die Produktion von Vitamin K).

Protozoen: Einzellige Eukaryoten

Protozoen sind einzellige eukaryotische Organismen. Sie vermehren sich typischerweise durch binäre Spaltung oder Zweiteilung, und einige benötigen einen Wirt zum Überleben. Ihre Ernährung ist heterotroph, obwohl Euglena Chlorophyll besitzt und photosynthetisch sein kann. Sie bewegen sich mithilfe von Zilien, Geißeln oder Pseudopodien. Protozoen können als Parasiten des Menschen leben oder frei in Gewässern (als Teil des Planktons).Man unterscheidet vier Hauptgruppen:

Amöben

Sie bewegen sich durch Pseudopodien (Scheinfüßchen). Dazu gehören freilebende Amöben (wie Entamoeba histolytica, die Durchfall und Ruhr verursachen kann) sowie Kommensalen des Verdauungstraktes, die keine Krankheiten verursachen.

Flagellaten

Sie besitzen Flagellen (Geißeln). Sie können im Darm oder Urogenitaltrakt leben (z.B. als Erreger in Vagina, Harnröhre und der männlichen Vorhaut, oft sexuell übertragbar). Die gefährlichsten sind jene, die in die Blutbahn gelangen (z.B. Trypanosoma).

Sporozoen

Sie sind unbeweglich, haben komplizierte Lebenszyklen und sind obligate Parasiten, z.B. Toxoplasma gondii.

Ciliaten

Sie bewegen sich mit Zilien (Wimpern). Das bekannteste Beispiel ist das Pantoffeltierchen (Paramecium).

Pilze: Heterotrophe Organismen

Pilze sind heterotrophe Lebewesen. Man unterscheidet hauptsächlich:

• Hefen: Einzellige, runde Organismen, die sich durch Knospung vermehren. Sie sind wichtig bei der Gärung von Wein und Brot, z.B. Candida albicans.
• Schimmelpilze: Bilden Filamente (Hyphen), die aus mehreren Zellen bestehen. Sie sind keine Einzeller und können Krankheiten wie Ringelflechte oder Fußpilz verursachen.