Bakterien und ihre Energiegewinnung aus der Luft

Eine revolutionäre Entdeckung

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass bestimmte Bakterien Energie nur aus der Luft gewinnen können. Diese Bakterien nutzen Wasserstoff, das in der Atmosphäre nur in sehr geringen Mengen vorhanden ist. Der Antrieb dafür ist eine beeindruckende biochemische Maschinerie, die in mikrobiellen Zellen existiert.

Die Rolle von Wasserstoff

Wasserstoff ist eines der häufigsten Elemente, doch in der Luft macht es nur etwa 0,00005 Prozent aus. Mycobacterium smegmatis ist ein Beispiel für ein Bakterium, das die Fähigkeit hat, diese geringe Menge Wasserstoff effizient zu nutzen. Dies geschieht durch eine komplexe Reihe von chemischen Reaktionen, die durch Enzyme katalysiert werden. In einer „Knallgasreaktion in Zeitlupe“ erzeugen diese Organismen die lebensnotwendige Energie in Form von ATP, ohne andere Energiequellen zu benötigen.

Die Bedeutung der Entdeckung

Diese Entdeckung hat weitreichende Implikationen. In erster Linie erklärt sie, wie Mikroben in extremen Bedingungen, wie der Antarktis oder unterirdischen Ökosystemen, überleben können. Ihre Fähigkeit, ohne traditionelle Energiequellen zu existieren, bietet auch eine Erklärung dafür, warum der Wasserstoffgehalt in der Atmosphäre konstant bleibt. Bodenbakterien scheinen einen bedeutenden Anteil des atmosphärischen Wasserstoffs zu verwenden.

Der Prozess im Detail

Forscher konnten zeigen, dass die Enzyme in diesen Bakterien eine energetisch wertvolle Reaktion ermöglichen, die in mindestens drei Schritten abläuft. Zuerst bindet eine Hydrogenase Wasserstoff, dann folgt die Oxidase, die freie Protonen bereitstellt, und schließlich wandelt die ATP-Synthetase diese in nutzbare Energie um.