am Puls Biologie 5, Schulbuch

18 Archaea sind urtümliche Prokaryoten Archaea sind einzellige Lebewesen und sind, so wie die Bakterien, Prokaryoten. Sie stellen eine eigene Domäne von Lebewesen dar ( k Abb. 3). Der Mikrobiologe Carl Woese 1 schlug 1965 vor, dass Archaea als eigene Domäne betrachtet werden sollen. Bis dahin waren die Archaea als Bakterien bezeichnet worden. Er studierte bei ihnen die molekulare Struktur der ribosomalen RNA 2 . Dabei fand er heraus, dass diese grundverschie- den von jener der Bakterien ist. Der Aufbau der ribosomalen RNA ist eine grund- legende Eigenschaft und sie ist bei allen Orga- nismen einer Domäne gleich. Daher folgerte Woese, dass die Archaea eine eigene Domäne darstellen müssen. Seine Ergebnisse zeigten außerdem, dass die Archaea sehr urtümliche Prokaryoten sind, die mit den Eukaryoten enger verwandt sind als mit den Bakterien, obwohl sie den Bakterien von ihrer Erscheinungsform mehr ähneln. Archaea sind ebenso wie Bakterien besonders gut darin, extreme Lebensräume zu besiedeln. Seit ihrer Entdeckung fand man sie auch in Lebensräumen wie dem Meer, dem Boden sowie auf der menschlichen Haut und in unserem Verdauungstrakt. Der Stoffwechsel der Archaea ist ebenso divers wie bei den Bakterien. Es gibt zB Arten, die ohne Sauerstoff auskommen, und Arten, die anorgani- sche Stoffe wie Schwefel oder Ammonium als Energiequelle nutzen. Wie die Bakterien sind die Archaea einzellig und haben keinen Zellkern. Sie besitzen auch keine inneren Membranen und keine Organellen. Die Zellmembran ist wie bei den Bakterien von einer Zellwand umschlossen. Eine weitere Ähnlichkeit mit den Bakterien ist, dass sie sich mit einem oder mehreren Flagellen fortbewegen, die so aufgebaut sind wie bei Bakterien. Sie haben eine ähnliche Größe wie Bakterien und vermehren sich ebenso durch Zweiteilung. Manche Reaktionen im Stoffwechsel der Archaea und manche ihrer Gene sind allerdings mit den Eukaryoten enger verwandt als mit den Bak- terien. Ein deutlicher Unterschied liegt außerdem im Aufbau der Zellwand, die bei den Archaea im Ge- gensatz zu den Bakterien Pseudopeptidoglycan enthält. Das klingt nach einem oberflächlichen Unterschied. In der Tat sind solche Unterschiede in der grundlegenden Biochemie von Organis- men aber essenziell und sagen viel uber deren Abstammung aus. Ein Stoffwechselweg, der ausschließlich bei den Archaea existiert, ist jener der Methanbildung. Methanbildende Archaea leben in anoxischen 3 Lebensräumen, wie in Sümpfen und Mooren. Sie stellen aus CO 2 und Wasserstoff Methan (CH 4 ) her. Unter den Archaea gibt es im Gegensatz zu den Bakterien keine bekannten Krankheitserreger, aber durchaus Symbionten. Nagetiere besitzen Archaea als Symbionten in ihrem Verdauungs- trakt . Anaerobe Archaea helfen ihnen, die an- sonsten für sie unverdauliche Zellulose zu ver- werten. Archaea kommen auch in der menschlichen Darmflora vor. Die Zellmembranen und die ribosomale RNA unterscheiden Archaea eindeutig von Bakterien Der Stoffwechsel der Archaea ist ebenso vielfältig wie bei den Bakterien Abb. 9: Archaea. Sie ähneln Bakterien in ihrer Erscheinungsform, sind aber mit Eukaryoten näher verwandt. Links: Pyrococcus furiosus lebt in nahezu kochendem Wasser und ist 0,8–1,5µm groß; Mitte: Sulfolobus acidicaldarius kommt in sehr sauren Gewässern vor und ist 0,8–1 µm groß; Rechts: Methanosarcina sp. lebt in anoxischen Lebens- räumen und produziert Methan. Wird bis zu 2,5µm groß. Glossar 1 Carl Woese: Amerikanischer Mikrobiologe, 1928–2012. Bekannt dafür, dass er die Archaea als eigene Domäne definiert hat. 2 Ribosomale RNA: Diese RNA (Ribonuklein- säure) ist ein wichtiger Bestandteil der Ribo- somen. Die Ribosomen sind jene Bestandteile der Zelle, in denen die Proteine, das sind wichtige Biomoleküle, hergestellt werden ( k 1.5 Aufbau der Zelle, S. 26) 3 anoxisch: frei von Sauerstoff Aufgabe W 1 Die Biologin Christa Schleper er- forscht mit ihrer Arbeitsgruppe an der Univer- sität Wien die Biologie der Archaea, insbeson- dere jener, die Ammonium oxidieren können. Recherchiere die Lebensweise der Ammoni- um-oxidierenden Archaea und erkläre, was ihren Stoffwechsel so besonders macht. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv