Mikroben in der Forschung und Industrie
Mikroorganismen, die oft als unsichtbare Kraft der Natur betrachtet werden, spielen eine bahnbrechende Rolle in Industrie und Forschung. Sie arbeiten wie kleine Chemiewerke und können mit Hilfe ihrer Stoffwechselprozesse in Nullkommanichts Stoffe in neue Substanzen umwandeln.
Daher sind diese mikroskopisch kleinen Lebewesen zu wahren Meisterwerken der Biotechnologie geworden. Sie sind nicht nur grundlegend für das Verständnis biologischer Prozesse, sondern häufig auch die Schlüsselakteure in der Entwicklung nachhaltiger Technologien und innovativer Lösungen für einige der drängendsten Herausforderungen unserer Zeit.
Aufgrund dieser herausragenden Eigenschaften werden sie in der Forschung und in vielen Industriebereichen eingesetzt und dafür teilweise auch gezielt gezüchtet.
Hier einige Beispiele für ihren Einsatz:
- In der Industrie:
Zur Produktion von Chemikalien. - In der Medizin und Biotechnologie:
Zur Herstellung von Medikamenten wie Penicillin, Insulin sowie Aminosäuren, Enzymen, Hormonen. - In der Abwasserreinigung:
Zum Abbau von Ölfilmen auf Gewässern. - In der Lebensmittelproduktion:
Zur Herstellung von Lebensmitteln auf einem gleichmäßig qualitativ hohen Niveau, z.B. Sauermilchprodukte, alkoholischen Getränke, Käse, Brot, Fleischprodukte.
Mikroben in der Landwirtschaft
In der Landwirtschaft spielen Mikroorganismen eine unscheinbare, aber entscheidende
Rolle – sie sind kleine Helfer mit großer Wirkung. Diese mikroskopisch kleinen Lebewesen, zu denen Bakterien, Pilze, Viren und Protozoen gehören sind überall zu finden – im Boden, in Pflanzen, auf deren Oberflächen und sogar in der Luft – und ihre Aktivitäten sind für die Aufrechterhaltung der Bodenfruchtbarkeit, die Bekämpfung von Schädlingen und Krankheiten sowie die Verbesserung der Pflanzengesundheit und des -wachstums unerlässlich.
Einige Beispiele für ihre Wirkbereiche:
Die Grundlage der Bodengesundheit: das Bodenmikrobiom
Dieses Mikrobiom, bestehend aus Milliarden von Mikroorganismen pro Gramm Boden, spielt eine zentrale Rolle in der Landwirtschaft. Diese Mikroben sind maßgeblich an der Zersetzung organischer Materie beteiligt, wodurch Nährstoffe freigesetzt werden, die von Pflanzen aufgenommen werden können. Darüber hinaus sind bestimmte Bakterien und Pilze in der Lage, Stickstoff aus der Luft zu fixieren oder schwer zugängliche Phosphorquellen für die Pflanzen verfügbar zu machen.
Natürliche Pflanzenschützer und Wachstumsförderer
Einige Mikroorganismen agieren als natürliche Pflanzenschützer, indem sie Krankheitserreger abwehren oder ihre Ausbreitung hemmen. Andere Mikroorganismen leben in Symbiose mit Pflanzenwurzeln und verbessern deren Wasseraufnahme und Nährstoffversorgung, was zu einem kräftigeren Wachstum und einer erhöhten Stressresistenz der Pflanzen führt.
Fermentation und Kompostierung
Mikroorganismen spielen auch eine wichtige Rolle bei der Fermentation und Kompostierung. Dabei handelt es sich um zwei Prozesse, die organische Abfälle in wertvolle Düngemittel umwandeln.
Mikroben und unser Organismus
Die geheimnisvolle und komplexe Welt der Mikroben spielt eine entscheidende Rolle in der Funktionsweise unseres Organismus. Diese mikroskopisch kleinen Organismen, die unseren Körper bevölkern, bilden ein dynamisches Ökosystem (Mikrobiom), das unsere Gesundheit, unser Wohlbefinden und sogar unsere Stimmungen beeinflusst.
Die Mikrobiomforschung, insbesondere die des Darmmikrobioms, hat unsere Sichtweise auf Gesundheit und Krankheit grundlegend verändert und die Tür zu einem tieferen Verständnis der symbiotischen Beziehung zwischen uns und diesen unsichtbaren Mitbewohnern geöffnet.
Kurzer Exkurs: Mikrobiota und Mikrobiom
Mikrobiota
Unter dem Begriff “Mikrobiota” wird die Gesamtheit aller Mikroorganismen, die in einem bestimmten Umweltbereich leben, zusammengefasst.
Mikrobiota im Kontext Mensch
Im Kontext des menschlichen Körpers umfasst die Mikrobiota die Bakterien, Viren, Pilze und andere Mikroben, die in verschiedenen Teilen des Körpers vorkommen, wie zum Beispiel im Darm, auf der Haut, in der Mundhöhle und anderen Schleimhäuten.
Die Darmmikrobiota, die die größte und am besten untersuchte Mikroorganismenpopulation im menschlichen Körper darstellt, spielt eine entscheidende Rolle bei der Verdauung, der Immunfunktion und der Synthese bestimmter Vitamine.
Mikrobiom
Der Begriff „Mikrobiom“ hingegen fasst nicht nur die Gesamtheit der Mikroorganismen, sondern auch deren kollektive Genome zusammen.
Das bedeutet, dass das Mikrobiom auch die genetische Information aller Mikroben in einem bestimmten Bereich beinhaltet. Das Darmmikrobiom besteht also aus den Mikroorganismen und ihren genetischen Informationen, die in unserem Darm leben und die in der Lage sind, zahlreiche Funktionen und Interaktionen innerhalb des Wirtsorganismus zu beeinflussen.
