Manche von ihnen schaden uns, einige können uns sogar töten. Viele Bakterien sind mittlerweile gegen Antibiotika resistent, was dem Menschen immer neue Probleme bringt. Doch sehr viele Bakterien sind unsere Freunde. Sie helfen uns mit der Verdauung, stärken unser Immunsystem und sie sind in der Industrie gern gesehene Gastarbeiter. Bakterien waren die ersten Lebewesen auf der Erde, es gibt sie seit Millionen von Jahren. Manche noch lebende Bakterien sind Tausende von Jahren alt. Wahrscheinlich werden sie uns alle überleben. Höchste Zeit, unsere allgegenwärtigen einzelligen Begleiter in einer Serie einmal genauer unter die Lupe zu nehmen. In diesem ersten Teil beantworten wir zunächst die wichtigsten Fragen über ihre Lebensart.
Wie sehen Bakterien aus?
Es gibt kugelrunde, stäbchenförmige und wendelförmige Bakterien, solche, die in Gestalt einer Kugelkette erscheinen oder welche, die lange, verzweigte Fäden bilden. Die Vielfalt ist gross. Aber die meisten von ihnen können wir mit blossem Auge sowieso nicht erkennen. Immerhin ist das grösste bekannte Bakterium mit seinen rund 700 Mikrometern gross genug, um vom Menschen gesehen zu werden. Es heisst Thiomargarita namibiensis und wurde im Meer vor der Küste Namibias entdeckt.
Sind Bakterien Einzelgänger oder bilden sie feste Gemeinschaften?
Bakterien sind Einzeller, aber keine Einzelgänger. Sie leben in mikrobiellen Lebensgemeinschaften zusammen. Die gemeinsame Wohnung, in der sich oft Millionen Bakterien befinden, ist der Biofilm, eine Art Schleimschicht, die sie umgibt, schützt und zusammenhält.
Kommunizieren Bakterien miteinander?
Lange dachte man, die einzelnen Bakterien, die im gemeinsamen Bakterienfilm zu finden sind, würden einfach nebeneinanderher existieren, ohne zu interagieren. Mittlerweile weiss man, dass Bakterien mit ihresgleichen kommunizieren. Wie Forscher der Universität San Diego in den USA herausgefunden haben, nutzen Bakterien, die im selben Biofilm leben, oft elektrische Signale zur Kommunikation, die durch Ionenkanäle in der Bakterienmembran erzeugt werden. Das funktioniert ganz ähnlich wie die Signalaussendung im menschlichen Gehirn. So können beispielsweise Bakterien, die in der Mitte des Biofilms leben, ihren Kollegen am Rand des Biofilms mithilfe von Kaliumionen mitteilen, dass sie Hunger haben. Die Bakterien am Rand des Films lassen dann Nährstoffe zu ihnen durch.
Wie nehmen Bakterien ihre Umwelt wahr?
Der Mensch kann riechen, schmecken, tasten, fühlen und hören, um seine Umgebung zu erkunden. Auch Bakterien können zum Beispiel erkennen, ob in ihrer Umgebung Nährstoffe vorhanden sind, ob Sauerstoff vorliegt oder wie die Lichtverhältnisse sind. Das tun sie mithilfe vieler Sensoren, über die sie verfügen. Forschende der Universität Basel haben erst kürzlich herausgefunden, dass Bakterien auch über eine Art Tastsinn verfügen, mit dem sie Oberflächen erkennen können. Wenn sie eine Oberfläche ertastet haben, an die sie sich anhaften wollen, produzieren sie in Sekundenschnelle eine Art Kleber.
Wie vermehren sich Bakterien und woran sterben sie?
Bakterien pflanzen sich asexuell durch Zellteilung fort. Sie tauschen aber auf parasexuelle Art und Weise DNA miteinander aus. Eine Bakterie kann so bei direktem Kontakt mit einer anderen Bakterie an neues Genmaterial kommen. Auf diese Weise können sich Antibiotikaresistenzen rasend schnell unter Bakterien verbreiten. Bakterien finden also immer wieder Wege, ihr Überleben zu sichern. Dieses Überleben kann lange dauern. Als ältestes Lebewesen der Erde gilt ein ungefähr 250 Millionen Jahre altes Bakterium, das auf den Namen Bacillus permians hört. Viele andere Bakterien hingegen sterben früher oder später, sobald ihnen die Nährstoffe ausgehen, die Temperatur zu hoch oder niedrig wird oder andere schädliche Einflüsse auf sie wirken.
