Was sind Bakterien?

Elektronenmikroskopische Aufnahme des roten EHEC Bakteriums.

Bakterien

Was sind Bakterien?

Um einen Überblick über die Vielfalt des Lebens zu bekommen, teilen Forscher die unterschiedlichen Lebensformen systematisch ein: Welche Organismen haben die gleichen Eigenschaften? Welche Bausteine enthalten Zellen und wie verhalten sie sich im Stoffwechsel? Wer passt zu wem? Wie hat die Erde die Organismen verändert und wie haben die Organismen die Lebensbedingungen der Erde verändert? Ein Strategiespiel, das immer wieder spannende Erkenntnisse zutage fördert.


Eukaryonten und Prokaryonten

Bakterien bilden die einfachste Lebensform auf unserem Planeten. Zwischen ihnen und anderen Zellen erfolgt eine grundlegende Unterscheidung. Bakterien fehlt im Gegensatz zu Organismen wie Alge, Pilz, Pflanze, Tier und Mensch ein Zellkern.

Wissenschaftler bezeichnen sie als "Prokaryonten" – Zellen ohne Kern. Ihnen gegenüber stehen die "Eukaryonten", die alle anderen Zellen umfassen.

Bakterien sind Einzeller. Zwar leben einige in Haufen zusammen, doch sind dies keine echten Verbände, die einen Austausch von Substanzen pflegen würden. Meist hängen sie rein physisch aneinander, weil sich ihre Wände nach der Teilung nicht richtig abgeschnürt haben.

Zwei Vorschläge für Stammbäume, die zeigen, dass das Leben aus einer Art Urzelle entstanden sein muss. Von dem Hauptast, der von der Urzelle abgeht, zweigen Archaeen, Bakterien und höhere Zellen ab.

Wie genau der Stammbaum des Lebens aussieht, ist unklar

Die Erbinformation der Bakterienzelle liegt frei im Zellsaft – lediglich in einer kernähnlichen Region ringförmig angeordnet. Mitochondrien und Chloroplasten fehlen ihnen. Beides sind Organellen, die von Doppelmembranen eingeschlossen sind und entscheidende Stoffwechselprozesse in der Zelle übernehmen.

Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle, weil sie mit ihrer Zellatmung die Energiegewinnung sicherstellen. Sie finden sich in den Zellen von Tieren und Pflanzen.

Chloroplasten dienen der Photosynthese und enthalten den grünen Pflanzenstoff, der vor allem die Blätter färbt. Anstelle der Organellen haben Bakterien einfache Eiweißstrukturen, die die Funktionen der Energiegewinnung auf ähnliche Weise übernommen haben.

Mit der Entdeckung der Archaebakterien um 1980 erfolgte eine innere Spaltung der Bakterien in Archaeen und Bakterien (auch Archaebakterien und Eu-Bakterien).

Untersuchungen haben gezeigt, dass die beiden Gruppen viel zu unterschiedlich sind. Sie müssen sich in einer sehr frühen Phase des Lebens unabhängig voneinander entwickelt haben. Beide werden heute nur noch als Prokaryonten zusammengefasst.

Bazillen, Kokken und Spirillen

Die drei Hauptformen der klassischen Bakterien sind die stäbchenförmigen Bazillen, rundliche Kokken und gebogene bis geschraubte Spirillen.

Zu den Stäbchen gehören unser Darmbakterium Escherichia Coli, die Erreger des Wundstarrkrampfes, der Diphterie, der Tuberkulose und zahlreiche Pflanzenkrankheiten wie Feuerbrand an Birne und Apfel sowie Schleimfäule von Tomate und Banane.

Kokken umfassen etwa den Keim der Lungenentzündung und Hirnhautentzündung. Spirillen sind selten. Entlarvt werden Bakterien über unterschiedliche Färbelösungen und Färbemethoden. Zur ersten groben Einteilung gehört die sogenannte Gram-Färbung, die die Zellwände violett erscheinen lässt.

Es gibt Bakterien, die Sauerstoffatmung betreiben; solche, die sowohl ohne als auch mit Sauerstoff existieren können und solche, die Sauerstoff nicht tolerieren. Die Vermehrung erfolgt über Zellteilung.

Autor: Remo Trerotola

Stand: 18.09.2017, 13:22

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