fi Mikrobiologie > Teaching Vorlesung Allgemeine Biologie 21., 23., : Heribert Cypionka

Transkript

1 Vorlesung Allgemeine Biologie fi Mikrobiologie 21., 23., : Heribert Cypionka : Meinhard Simon Institut für Chemie und Biologie des Meeres Anreicherungskultur aus dem Watt vor Borkum weitere Informationen und Folien: > Teaching Motivation Wenn ich eine Vorlesung gebe, lese ich nicht aus dem Buch vor, das Sie alle haben. 1

2 Wieso sitzen Sie in der Vorlesung? Zuhören, mitdenken, sich begeistern lassen Überblick bekommen, was wichtig ist Lehrende kennen lernen Stoff in Büchern nachlesen anschließend zu zweit lernen (gegenseitig erklären) Lernen = wieder erkennen & transferieren ACHTUNG Heruntergeladene Folien sind schön und hilfreich, erklären aber nicht die Zusammenhänge und bringen oft nicht die entscheidenden Aha-Erlebnisse Vorlesung Bücher: Bücher (1) (auch auf Deutsch) 2

3 Bücher: Bücher (2) Bücher (auch empfehlenswert): Bücher (3) Fritsche, Laplace: Mikrobiologie, Spektrum- Verlag 2002 Munk, Grundstudium Biologie: Mikrobiologie, Spektrum-Verlag

4 Freie Online-"Bücher" im Internet "Bücher" (4) Tierische (menschliche) Zelle Mundschleimhaut-Zelle Cypionka, Grundlagen der Mikrobiologie Mundschleimhautzelle einer Oldenburger (Lehramts-)Studentin 4

5 Mikroorganismen 0.1 mm Fluoreszenz-Mikroskopie FISH Fluoreszenzin situ- Hybridisierung Nevskia ramosa Anaerobes methanoxidierendes Konsortium aus methanogenen Archaeen (rot) und sulfatreduzierenden Bakterien (grün) Boetius, A. et al.( 2000) A marine microbial consortium apparently mediating anaerobic oxidation of methane. Nature 407:

6 Was ist Mikrobiologie? Was ist Mikrobiologie? fi Botanik, Zoologie, Mikrobiologie fi Pflanzen, Tiere, Mikroorganismen fi Mikroorganismen, Mikroben, Keime fi Destruenten, Fäulnis- und Krankheitserreger? Was ist Mikrobiologie? Was ist Mikrobiologie? fi Mikroorganismen: Definition anhand der geringen Größe (meist < 0.05 mm) fi Einzeller: 'niedere' (?) Organismen, klein fi 1 µm = 1/1000 mm = 10-6 m 6

7 Kleinheit fi Länge: Bakterium zu Mensch wie Mensch zu Erde Oberflächen-Volumen-Verhältnis Folgen der Kleinheit Kantenlänge Fläche 1 cm 6 cm 2 1 mm 60 cm µm 600 cm 2 10 µm 6000 cm 2 1 µm 6 m 2 1 cm 3 voller Bakterien hat eine Oberfläche von»10 m 2 fi Biologische Aktivität meist proportional zur Oberfläche 7

8 Was ist Mikrobiologie? Was ist Mikrobiologie? Was ist Mikrobiologie? Was hat die Mikrobiologie zu bieten? fi die ältesten Lebewesen (im All?) fi die meisten (Biomasse und Aktivität) fi mit den vielfältigsten physiologischen Leistungen fi die am höchsten (!) entwickelten fi die mit der größten Biodiversität 8

9 Erdgeschichte, Lebensgeschichte Erdgeschichte Cypionka: Grundlagen der Mikrobiologie, Prokaryoten waren über die längste Zeit der Erdgeschichte unter sich. Die erfolgreichsten Organismen Gewinner Mitochondrien, denen es gelingt, so genannte 'höhere Organismen' zum Zwecke ihrer Vermehrung einzusetzen Chloroplasten, denen es gelingt, Bäume zu ihrer Vermehrung in den Himmel wachsen zu lassen 9

10 Endocytobionten Pflanzen und Tiere entwickelten sich unter wesentlicher Mithilfe von Prokaryoten. Evolutionszeiten Erdalter Jahre Bakterien Jahre Homo sapiens Jahre Zeit und Abundanz Generationszeiten Mensch Tage Bakterien 1 Tag (10 min Jahre) Abundanzen Menschen Bakterien (10 14 in jedem Menschen) Im Darm jedes Menschen gibt es soviele Bakteriengenerationen wie die Menschheit selbst hatte, mit facher Individuenzahl. Die Prokaryoten sind die am höchsten entwickelten Lebewesen. 10

11 Wieviele Prokaryoten gibt es auf der Erde? Prokaryoten global Wieviel Atome gibt es im 80 Prokaryoten auf der Erde 4-6 * davon Zellen in offenen Ozean 1.2 * in marinen Sedimenten 3.5 * im Boden und sub-terrestrisch * Biomasse der Prokaryoten: g Kohlenstoff = % des Kohlenstoffs der Pflanzen auf der Erde Whitman, W.B., Coleman, D.C. and Wiebe, W.J. (1998) Prokaryotes: The unseen majority. Proc Nat Acad Sci USA 95: Was ist Mikrobiologie? Drei Urreiche Diversität ist wesentlich die der Prokaryoten und Einzeller. 11

12 Artenvielfalt In jeder Insektenart dürfte ein neues Bakterium zu finden sein... Der Artbegriff ist bei Prokaryoten problematisch. Abb: R. Amann, MPI für marine Mikrobiologie, Bremen Fazit fi Prokaryoten sind klein aber aktiv fi sind lange in der Evolution erprobt fi ein vollständiger Organismus in einer Zelle fi haben die objektiv größte Biodiversität fi haben mehr verschiedene Lebensweisen und physiologische Fähigkeiten als die so genannten 'höheren' Organismen fi sind unabhängig von den 'höheren' Organismen, aber unentbehrlich für diese fi können auch mal lebensgefährlich sein fi haben das größte Nutzungs-Potenzial in vielerlei Hinsicht Fazit 12

13 garden.net fi 13