Extreme Lebensräume: Wie Mikroben Unseren Planeten Erobern, 274 Anhang
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Anhang Es mag zwar meine eigene Herausforderung gewesen sein, ein ganzes Buch über ein Tema zu schreiben, das mich fasziniert und begeistert. Dennoch ist es nicht mög- lich, einen mit vielen wissenschaftlichen Beobachtungen, Erkenntnissen und Errungenschaften gefüllten Text ohne die direkte und indirekte Hilfe von einer ganzen Reihe von Menschen zu schreiben. Zunächst möchte ich mich bei den unzähligen Wissen- schaftlerinnen und Wissenschaftlern bedanken, die durch spektakuläre Entdeckungen, ausdauernde Arbeiten und beeindruckende Geschichten dieses Buch überhaupt erst mit Temen gefüllt haben. Voller Ehrfurcht stehe ich vor den Pionieren, die das Forschungsfeld der Extremophilen begründet und vorangebracht haben. Einige von ihnen habe ich in eigenen Kapiteln oder in kurzen Abschnitten vorgestellt, dennoch fehlen viele weitere Namen, deren © Springer-Verlag GmbH Deutschland 2018 273 S. Elleuche, Extreme Lebensräume: Wie Mikroben unseren Planeten erobern, https://doi.org/10.1007/978-3-662-56015-0 274 Anhang Arbeiten ich keinesfalls dadurch schmälern möchte, dass sie nicht erwähnt werden. Um allen großen Errungen- schaften auf dem Gebiet gerecht zu werden, reicht ein kur- zes Buch einfach nicht aus. Ich freue mich sehr darüber, dass ich ihre Arbeiten lesen und so manchem Vortrag auf zahlreichen Konferenzen lauschen durfte. Ganz besonders herzlich möchte ich mich bei mei- nen ehemaligen Kollegen Dr. Carola Schröder und Dr. Christian Schäfers bedanken, die sich durch ihre emsige Ausdauer beim fachlichen Korrekturlesen unzähli- ger Rohfassungen der einzelnen Kapitel auszeichneten. Ihren zahlreichen Verbesserungen und Anmerkungen ist es zu verdanken, dass der Text nun in einem fachlichen Gewand steckt. Auch Sylvia Wiese und Dr. Marek Wiec- zorek haben mir mit ihren konstruktiven Anmerkungen bei einigen Kapiteln sehr geholfen. Den Lektorinnen des Springer Verlags, Barbara Lühker und Stefanie Wolf, sowie Daniela Schmidt von wissen und worte, danke ich dafür, dass sie mir mit Rat und Tat und enorm viel Geduld zur Seite gestanden haben. Sie beantworteten meine unzähli- gen Fragen und haben durch ihre konstruktiven Anmer- kungen in besonderem Maße zur Finalisierung der Texte beigetragen. Alle im Text verbliebenen Fehler, die es bis in die Endfassung geschaft haben, gehören mir ganz alleine. Ferner möchte ich mich auch bei meinen beiden wis- senschaftlichen Mentoren bedanken, die indirekt ebenfalls einen großen Anteil an diesem Buch haben. Meine Dok- tormutter Professor Stefanie Pöggeler aus Göttingen hat mit ihrer Begeisterung für stimmige Veröfentlichungen in mir möglicherweise den Spaß am Schreiben geweckt. Ich hofe, dass sie sich besonders darüber freut, in einem Anhang 275 kurzen Kasten in diesem Buch Schnittpunkte zu ihrem eigenen Forschungsthema zu fnden. Außerdem möchte ich mich herzlich bei Professor Garabed Antranikian aus Hamburg bedanken, der mich durch seine wegweisenden Arbeiten zu den Enzymen der Extremophilen sowie die Möglichkeit, meine Habilitation in seinem Institut durch- führen zu dürfen, überhaupt erst auf dieses spannende Forschungsgebiet aufmerksam gemacht hat. Zahlreiche Gespräche mit ehemaligen und aktuellen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern an eben diesem Institut und die Mög- lichkeit, für das wissenschaftliche Journal Extremophiles – Microbial Life under Extreme Conditions arbeiten zu dür- fen, verschaften mir tiefe Einblicke in die reichhaltigen Facetten dieses Temenfeldes. Und zum Schluss bedanke ich mich noch bei meinem „dänischen Freundeskreis“ und meiner wundervollen Familie, die mich immer daran erinnern, dass es neben Enzymen und den Extremophilen auch noch andere wich- tige Dinge im Leben gibt. Glossar Abiotisch Umweltfaktoren, die nicht auf den Einfuss von Lebe- wesen zurückzuführen sind, beispielsweise klimatische Ein- füsse oder die mineralische Zusammensetzung von Böden Acetogene Bakterien Diese Mikroben leben ohne Sauerstof und bilden Essigsäure, sogenanntes Acetat, als einziges organi- sches Endprodukt Adenosintriphosphat Dieses Molekül fungiert als Hauptenergie- quelle in lebenden Zellen Afrikanischer Grabenbruch Dehnungszone, die sich im Osten Afrikas bis nach Südostasien erstreckt und durch die Tren- nung der Afrikanischen und Arabischen Tektonischen → Platten entstanden ist Amylolytische Enzyme Stärke und andere Polysaccharide abbau- ende Enzyme. Die entstehenden Produkte sind in der Regel Einfachzucker und/oder kleine Oligosaccharide Anaerobe Mikroorganismen, die ohne Luftsauerstof überleben © Springer-Verlag GmbH Deutschland 2018 277 S. Elleuche, Extreme Lebensräume: Wie Mikroben unseren Planeten erobern, https://doi.org/10.1007/978-3-662-56015-0 278 Glossar Archaea/Archaeen Die dritte Domäne des Lebens neben den → Bakterien und Eukaryoten. Umfasst eine große Gruppe → → einzelliger Lebewesen, die viele Extremophile aufweist → Autotrophe Lebewesen, die in der Lage sind, energieabhängig Biomasse aus anorganischen Stofen aufzubauen. Photo- → autotrophe nutzen Licht als Energiequelle, während Che- → molithoautotrophe eine chemische Energiequelle nutzen Asphaltvulkan Ein Vulkan auf dem Grund des Meeres, aus dem Asphalt austritt, der aus Erdöl erzeugt wird Astrobiologie Früher auch als Exobiologie bezeichnet. Ein Zweig der Wissenschaft, der ebenso versucht, Fragen nach der Entstehung des Lebens zu beantworten wie nach Bewei- sen für außerirdische Lebensformen zu suchen Bakterien Gehören mit den Archaeen zu den Prokaryoten. → → Umfasst eine große Gruppe einzelliger Mikroorganismen → ohne Zellkern Bakterioruberine Bakterielle Klasse von Pigmenten, die beson- ders bei Halophilen verbreitet sind und einen Schutz vor ult- raviolettem Licht bieten Bioflm Ansammlung von Mikroben, die eine schleimige → Schicht bilden und dauerhaft miteinander verbunden sind. Bei Zahnbelag handelt es sich ebenso um Bioflme wie bei der glitschigen Oberfäche im Inneren von Abfussrohren Biokatalysator Zumeist Enzyme, die eine Reaktion beschleu- → nigen/katalysieren. Bei dem gezielten Einsatz von ganzen Zellen zur Stofumwandlung, werden diese auch als → Ganzzellbiokatalysatoren bezeichnet Biolaugung Auch Biomineralisierung, bezeichnet einen mikro- biellen Prozess, der zur Gewinnung von Schwermetallen aus ihren Erzen führt Biotisch Umweltfaktoren, die auf den Einfuss von Lebewesen zurückzuführen sind Biozement Kalziumkarbonat, das durch Sporosarcina pasteurii produziert wird und zur Herstellung von Zement genutzt werden kann Glossar 279 Biozönose Gemeinschaft von Lebewesen in einem abgrenzbaren Habitat → Bohrkern Eine zylindrische Form, die aus einem geeigneten Bohrgerät entnommen wird, das beispielsweise eine Bohrung in Stein, Eis oder das Tiefseesediment erlaubt Calderen Entstehen in Vulkanen, deren Magmakammern nor- malerweise entleert sind und einen Kessel (das spanische Wort ist Caldera) nach einer Explosion oder einem Einsturz bilden. Calderen sind auch auf fernen Planeten wie dem Mars und der Venus entdeckt worden Chaperone Spezialisierte Proteine, die anderen Proteinen → nach der Biosynthese helfen, sich in ihre korrekte Struktur zu falten Challengertief Die vermutlich tiefste Stelle der Weltmeere befn- det sich im Marianengraben im pazifschen Ozean → Chemolithoautotrophe Mikroben, die Biomasse aus anorga- → nischen Stofen aufbauen und dabei eine chemische Energie- quelle nutzen Codon Nukleotidtriplett, das entweder für eine Aminosäure kodiert oder die Sequenz eines Stoppsignals darstellt Domänen des Lebens, drei Von Carl Woese vorgeschlagene syste- matische Einteilung von allen Lebewesen, in der Archaeen → und Bakterien den Eukaryoten gegenübergestellt wer- → → den und gemeinsam die Prokaryoten bilden → Enzyme Proteinmoleküle, die eine spezifsche Reaktion kataly- sieren; werden auch als Biokatalysatoren bezeichnet → Erbgut Stellt die Gesamtheit aller Erbanlagen dar und wird auch als Genom bezeichnet → Eukaryoten Umfasst die große Gruppe von Lebewesen und manchen Einzellern mit einem echten Zellkern. Werden den Prokaryoten gegenübergestellt → Exponentielles Wachstum Mikroben können sich bei einem → unerschöpfichen Nahrungsvorrat ohne Beeinträchtigungen 280 Glossar durch Fressfeinde und Gifte in gleichen zeitlichen Abständen verdoppeln Extremophile Ein Überbegrif für Lebewesen, die mindestens im Hinblick auf einen defnierbaren physikalischen oder chemi- schen Parameter aus menschlicher Sicht als extrem angesehen werden. In diesem Buch werden vornehmlich Mikroben, → die unter extremen Bedingungen leben, als Extremophile zusammengefasst Extremozyme Enzyme aus extremophilen Mikroorganis- → → men, die oft unter extremen Bedingungen aktiv und lang- zeitstabil sind. Aus diesem Grund sind sie vor allem für biotechnologische Anwendungen von großem Interesse Fumarol Austrittsstelle von Gasen und Wasserdampf in vulka- nisch aktiven Gebieten Ganzzellbiokatalysatoren Biokatalysator → Gen Träger der Erbinformation, der während der Reproduktion an die Nachkommen weitergegeben wird Genom Die Gesamtheit aller Gene in einer Zelle oder einem → Lebewesen Grampositive Bakterien Mikroben mit einer mehrschichti- → gen, aus Peptidoglykan bestehenden Zellwand. Mithilfe → der Gramfärbung können sie von gramnegativen Bakterien unterschieden werden, die eine dünnere Zellwand besitzen Guano Verwitterte Exkremente von Seevögeln und Pinguinen, die besonders phosphat- und stickstofhaltig sind und als Düngemittel verwendet werden Habitat Lebensraum, der durch spezifsche Faktoren bestimmt und von einer defnierten Gruppe von Lebewesen bewohnt wird Hämoglobin Ein Proteinkomplex, der aus mehreren Unterein- heiten besteht und im Blut den Sauerstof