Extreme Lebensräume: Wie Mikroben unseren Planeten erobern

Ist Leben in heißer Säure oder in seifigen Flüssen vorstellbar? Wie tot ist das Tote Meer tatsächlich? Und welche Lebewesen frieren bereits bei 60 °C? Das Buch nimmt den Leser mit auf eine Reise zu den undenkbarsten ökologischen Nischen unseres Planeten und ihren Herrschern. In den faszinierendsten Habitaten geben mikroskopisch kleine Organismen den Takt an: Sie besiedeln das kälteste Packeis, bezwingen die tiefste Tiefsee und die heißesten Quellen und trotzen sogar den salzigsten Seen. Selbst durch Katastrophen oder die Industrialisierung entstandene Lebensräume wie der ölbelastete Boden der Meere, vergiftete Industrieabwässer oder durch radioaktive Strahlung verseuchte Tümpel können diese kleinen Überlebenskünstler nicht aufhalten. Sie sind die __Extremophilen__ („die das Extreme lieben“). Aufgrund ihrer enormen Anpassungsfähigkeit und ihres Talents, kaum vorstellbare Lebensräume zu erobern, spielen derartige Mikroben heute auch in der Astrobiologie und in der industriellen Biotechnologie wichtige Rollen. Vorwort 6 Inhaltsverzeichnis 9 1 Tiere suchen ein Zuhause 14 Von den kältesten Polarmeeren bis zur heißesten Wüste 15 Bizarre Ungeheuer der Tiefsee 23 Ein tapsiger und widerstandsfähiger Sonderling 24 Wer ist der Methusalem unter den Lebewesen? 29 Die unsichtbaren Bewohner der extremsten Lebensräume 34 2 Klein und extrem – Extremophile Mikroorganismen 41 Die menschliche Komfortzone 42 Die Kleinsten sind die Extremsten 46 Wo sind ökologischen Nischen, die eigentlich keine Besiedelung möglich machen sollten? 48 Erst ab 45 °C wird es richtig angenehm 51 „Brr, bei euch ist es ja richtig kalt“ 53 Unter extremem Druck stehende Bakterien 56 Vom Leben in der Säure und in der Lauge 57 Versalzen? Nicht für Halophile! 59 Vergiftete, verstrahlte und hungernde Extremophile 60 In und unter Gesteinen lebende Extremophile 62 Die (Fast-)Alleskönner unter den Extremophilen 64 Welche Extremophilen suchen wir bisher vergeblich? 66 3 Pioniere der Extremophilenforschung 68 Tauchgänge zu den druckliebenden Bakterien 70 Die Entdeckung der Alkaliphilen 75 Spektakuläre Entdeckungen im Yellowstone Nationalpark 80 Die Jagd nach den Hyperthermophilen 83 4 Temperaturen unter Null sind doch nicht so kalt 89 Zur ersten Orientierung 90 Typische Vertreter von kälteliebenden Mikroben 93 Nördlich von uns 97 Antarktische Oasen 101 Leben unter dem Eis 106 Mehrere Hundert Seen unter den Gletschern der Antarktis 111 Welche genetische und physiologische Ausstattung erleichtert das Leben im Eis? 114 5 Unter Druck gesetzt 118 Ein gigantischer Lebensraum im Dunkeln 119 Der tiefste Punkt der Ozeane 122 Im Tiefseesediment 127 Die genetische Ausstattung von Tiefseebakterien 133 6 Hitzeliebende Mikroben in Wüsten, Schlammtöpfen und kochendem Wasser 136 Trockene und heiße Lebensräume 137 Rauchende Schornsteine auf dem Grund der Tiefsee und heiße Quellen 140 Die Azoren – Ein Dorado für den passionierten Extremophilenjäger 147 Island – Ein vom Vulkanismus geprägtes Paradies für Thermophile 151 Heiß, Heißer, Hyperthermophile 155 Genetische Ausstattung von hitzeliebenden Mikroben 159 7 Überleben in gesättigten Salzlösungen 161 Salzige Lebensräume 162 Das Tote Meer und andere salzige Lebensräume 170 Im Salzwerk sind sie zu Hause 173 Die osmotische Balance aufrechterhalten 175 Artgerechte Pflege von Halophilen 180 8 Überleben in Säure und Lauge 183 Sauer bis basisch 184 Leben in Lauge 186 Im Natronsee ist es ungemütlich 188 Leben in Säure 193 Wie schützen sich säureliebende Mikroben vor ihrer sauren Umgebung? 198 9 Katastrophale Lebensräume 202 Durch Öl angetriebene Mikroben 204 Biologische Sanierung durch Mikroorganismen 210 Im Schlaraffenland der Radiotoleranten 216 10 Industrielle Biokatalyse mit Extremozymen 222 Was sind Biokatalysatoren? 223 Extremozyme sind die Enzyme der Extremophilen 226 Der ewige Klassiker – Polymerasekettenreaktion 233 Kalt waschen, um Energie zu sparen 235 Zuckersüße Thermozyme in der Lebensmittelindustrie 237 Kann ich mit Stroh mein Auto tanken? 242 11 Von vermeintlich Außerirdischen bis zum schnellsten Bakterium der Welt 249 Sind wir allein im Universum? 250 Voraussetzungen für außeririsches Leben 252 Sind Extremophile vielleicht selbst Außerirdische? 254 Das Arsenbakterium der NASA 258 Mikroorganismen aus dem Weltall 261 12 Tummelten sich extremophile Mikroorganismen schon in der Ursuppe? 266 Fragen zur Entstehung des Lebens 267 LUCA – der ursprünglichste Extremophile 270 Das Leben nach LUCA 274 Anhang 278 Glossar 281 Literatur 289 Sachverzeichnis 308 Front Matter ....Pages I-XV Tiere suchen ein Zuhause (Skander Elleuche)....Pages 1-27 Klein und extrem – Extremophile Mikroorganismen (Skander Elleuche)....Pages 29-55 Pioniere der Extremophilenforschung (Skander Elleuche)....Pages 57-77 Temperaturen unter Null sind doch nicht so kalt (Skander Elleuche)....Pages 79-107 Unter Druck gesetzt (Skander Elleuche)....Pages 109-126 Hitzeliebende Mikroben in Wüsten, Schlammtöpfen und kochendem Wasser (Skander Elleuche)....Pages 127-151 Überleben in gesättigten Salzlösungen (Skander Elleuche)....Pages 153-174 Überleben in Säure und Lauge (Skander Elleuche)....Pages 175-193 Katastrophale Lebensräume (Skander Elleuche)....Pages 195-214 Industrielle Biokatalyse mit Extremozymen (Skander Elleuche)....Pages 215-241 Von vermeintlich Außerirdischen bis zum schnellsten Bakterium der Welt (Skander Elleuche)....Pages 243-259 Tummelten sich extremophile Mikroorganismen schon in der Ursuppe? (Skander Elleuche)....Pages 261-272 Back Matter ....Pages 273-314 In den faszinierendsten Habitaten geben mikroskopisch kleine Organismen den Takt an: Sie besiedeln das kalteste Packeis, bezwingen die tiefste Tiefsee und die heissesten Quellen und trotzen sogar den salzigsten Seen.