NEUJAHRSBLATT. Naturforschenden Gesellschaft in Zürich

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2 Umschlagbilder : Geschichtete Mikrobenmatte in einem Sumpfgebiet (Val Piora, TI) 2: Die Fadenalge Zygnema in einem Dorfbrunnen (Zuoz, GR) 3: Kolonien von Mikroorganismen auf einem Nährboden 4: Cysten der Schneealge Chlamydomonas (Val Cadlimo, TI) 5: Mikroorganismen im Innern von Steinen sichtbar als grünes Band (Zuoz, GR) 6: Rote Mikroorganismen (Chlamydomonas) in einem Schneefeld (Val Cadlimo, TI)

3 NEUJAHRSBLATT herausgegeben von der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich auf das Jahr Stück 2006

4 Veröffentlichung der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich im Anschluss an den Jahrgang 151 der Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich Redaktion: Conradin A. Burga, Frank Klötzli und Marlies Gloor Ausgegeben am 31. Dezember 2006 ISSN Die Redaktion der Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich dankt der Jubiläumsstiftung der Credit Suisse, der Hydrobiologie-Limnologie-Stiftung für Gewässerforschung und dem Zürcher Universitätsverein für ihre Unterstützung. Druck und Verlag: KOPRINT AG, Untere Gründlistrasse 3, CH-6055 Alpnach Dorf Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Quellenregister gestattet

5 INHALT Allgemeiner Teil 1 Streifzug durch die Mikrobiologie Was wir als Grundlagen kennen sollten Was sind Mikroorganismen? Wann wurden Mikroorganismen entdeckt und erstmals untersucht? Wieviele Mikroorganismen gibt es überhaupt? Wie gross ist die Vielfalt unter den Mikroorganismen? Wie werden Mikroorganismen untersucht? Wie werden Bakterien charakterisiert und benannt? Wie wachsen Mikroorganismen und was brauchen sie dazu? Können sich Mikroorganismen bewegen? 24 2 Evolution und Verwandtschaft auf molekularen Grundlagen Wie wird die Verwandtschaft und die Evolution von Bakterien ermittelt? Übersicht über die mikrobielle Evolution Welche Bedeutung haben molekulare Methoden in der mikrobiellen Ökologie? 28 3 Ausgewählte Gruppen von Mikroorganismen Domäne der Archaea Domäne der Eubacteria Domäne der Eukarya 39 4 Weiterführende Literatur 40 5 Anhang Taxonomische Kategorien Molekulare Methoden 41 Spezieller Teil Feldführer mit unseren Sinnen erfassbare Spuren und Signaturen von Mikroorganismen in der Umwelt 1 Aquatische Lebensräume und Biofilme als bevorzugte Lebensform von Bakterien Einleitung Dorfbrunnen Algen auf Holz und Steinen in Fliessgewässern 48

6 1.3 Uferbiofilme permanente und kurzfristige mikrobielle «Wohngemeinschaften» Mikroorganismen an der Wasseroberfläche «Krötenhäute» Vogelbäder, Weihwasserbecken und Wasserpfützen Meromiktische Seen 55 2 Luft als Lebensraum Mikroorganismen in der Luft 57 3 Erde und andere feste Unterlagen Einleitung Algen auf und in Böden Algen auf Pflanzen, besonders auf Baumstämmen Schleimpilze Algenbiofilm härter als Stein? «Tintenstriche» und «Wüstenlack» Historische Gebäude und Monumente Fassaden neuer Gebäude Nostoc auf Terrassen, Wegen und Gartenplatten 77 4 Wechselwirkungen zwischen Bakterien und Umgebung Die Tüüfelschile bei Kollbrunn im Bäntal (Kalktuff) Kalktuffgeröll und Schnegglisande am Rhein Mikrobenwachstum und Nährstoffe 81 5 Besondere unwirtliche Lebensräume Schnee und Eis Im Innern von Steinen (endolithische Organismen) Heisse Quellen Salzbakterien 89 6 Mikrobenmatten Einleitung Die Mikrobenmatten in fliessendem Wasser mit Cyanobakterien und Diatomeen Die Mikrobenmatten im Pioratal Farbstreifen-Sandwatt Die Winogradsky-Säule, ein Modell für Mikrobenmatten Bakterienmatten auf Zähnen Chemolithotrophe als Stoffwechselspezialisten Einleitung Metall-oxidierende Bakterien Mikroorganismen in Schwefelquellen 108

7 7.3 Methanbakterien und andere Spezialisten Die mikrobiologische Brennstoffzelle Bakterien produzieren Strom Bakterien im Haushalt Einleitung Mikroorganismen im Käse Sauerkraut und andere fermentierte Nahrungsmittel Produkte von Gram-positiven Bakterien Verdorbene Nahrungsmittel Leuchtbakterien Die Entsorgung Mikroorganismen im Abwasser Wechselwirkungen zwischen Bakterien und höheren Organismen Einleitung Bakterien als Stickstoffdünger Teppiche von Cyanobakterien in Reisfeldern Bakterien als Pflanzenschädlinge Viren und pflanzliche Nahrungsmittel Bakterien als Schädlingsbekämpfer bei Pflanzen Tumorbildung bei Pflanzen Mikroorganismen auf Weintrauben Vielfalt der Mikroorganismen im Verdauungstrakt von Mensch und Tieren sichtbare und unsichtbare Auswirkungen von Mikroorganismen Nachwort Verdankungen 148

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