Überlebenstechniken von Bakterien: Leben von Luft und Wasserstoff
Einleitung zur Entdeckung
In einer bemerkenswerten wissenschaftlichen Entdeckung wurde enthüllt, dass bestimmte Mikroorganismen ihre Energien ausschließlich aus Wasserstoff, der in der Erdatmosphäre in spärlichen Mengen existiert, ziehen können. Diese Bakterien benötigen weder Sonnenlicht noch andere klassische Energiequellen, um zu überleben.
Wie die Zellen Energie nutzen
Alle lebenden Zellen, sei es in Menschen, Tieren oder Mikroben, speichern Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP). Dieses Molekül agiert als Energiespeicher und ist der Motor für viele Zellvorgänge. Normalerweise wird ATP durch Nahrungsverwertung oder Photosynthese gewonnen. Doch in einer aufregenden Wendung nutzen bestimmte Bakterien den Wasserstoff aus der Luft für ihre Energiebedarfe.
Der Prozess der Energiegewinnung
Die Bakterien Mycobacterium smegmatis, angetrieben von einer effizienten biochemischen Maschinerie, verwenden eine Art „Knallgasreaktion in Zeitlupe“ zur Energiegewinnung. Dies umfasst spezifische Enzyme – Hydrogenase, Oxidase und ATP-Synthetase – die in einer kooperativen Abfolge von Reaktionen arbeiten. Der in der Luft gebundene Wasserstoff wird von der Hydrogenase erfasst, von der Oxidase weiterverarbeitet, und schließlich führt die ATP-Synthetase zu der Erzeugung von ATP.
Die signifikante Rolle der Entdeckung
Diese bemerkenswerte Fähigkeit ermöglicht es Bakterien, in extremen Umgebungen zu überleben, wo herkömmliche Energiequellen nicht verfügbar sind, wie in der Antarktis oder unterirdisch. Darüber hinaus bietet die Entdeckung Aufschluss darüber, warum der Wasserstoffgehalt in der Atmosphäre stabil bleibt, trotz der kontinuierlichen Freisetzung durch natürliche und menschgemachte Prozesse.
Implikationen für Wissenschaft und Umwelt
Diese Erkenntnis könnte die Tür zu weiteren Entdeckungen öffnen, wie Mikroben anderen Spurengasen nutzen, etwa Methan oder Kohlenmonoxid. Das Verständnis, dass manche Lebensformen buchstäblich „von der Luft“ leben können, verändert unsere Wahrnehmung von Überlebensstrategien im mikroskopischen Bereich erheblich.
Das Experiment zeigt, dass Mikroben eine grundlegende Wasserstoffsenke im globalen Kreislauf darstellen und möglicherweise eine Rolle im Klimasystem spielen. Das vorgeschlagene Modell von Sarah Soom und ihren Kollegen signalisiert ein neues Verständnis biochemischer Prozesse und ihrer Umweltauswirkungen. Die Wissenschaftsgemeinschaft hat nun die Möglichkeit, die funktionellen Prozesse von Mikroben neu zu überdenken und deren Rolle in der Erdatmosphäre genauer zu untersuchen.
