am Puls Biologie 5, Schulbuch

48 Manche Bakterien können ohne Licht und organische Nährstoffe leben Du hast nun die wichtigsten Grundlagen und die Zusammenhänge des Stoffwechsels bei Pflanzen und Tieren kennengelernt. Umso überraschender wird es nun klingen, dass es Bakterien gibt, die eine völlig andere Art der Ernährung entwickelt haben. Sie stellen, wie Pflanzen, ihre Nahrung selbst her, tun das aber ganz ohne die Energie des Sonnenlichtes. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den USA fanden 1995 bei Bohrungen 1 200m tief im Basaltgestein lebende Bakterien. Erst schien es rätselhaft, wovon sich diese Bakterien ernäh- ren können, da in einer solchen Tiefe weder organisches Material noch Sonnenlicht vorkom- men. Es stellte sich heraus, dass die Bakterien Wasserstoff (H 2 ) als Energiequelle nützen. Die Bakterien produzieren aus CO 2 und H 2 Methan (CH 4 ) sowie weitere organische Verbindungen. Manche spezialisier- ten Bakterien sind chemoautotroph. Basiskonzept Stoff- und Energieumwandlung: Orga- nismen, die ohne Sonnenlicht, aber mithilfe von chemischer Energie organische Substanzen aus anorganischen herstellen können, nennt man chemoautotroph. Aufgaben W 1 An der Universität Wien beschäftigt sich die Forschungsgruppe des Meeresbio- logen Gerhard Herndl mit chemoautotrophen Prokaryoten. Recherchiere im Internet und finde zwei Methoden heraus, die die Wissen- schafter und Wissenschafterinnen für ihre Forschung verwenden. W 2 Recherchiere, welche anorganischen Verbindungen das Bakterium Shewanella oneidensis in Abb. 11 als Energiequelle nutzt. W 3 In der Tiefsee, an heißen Quellen, die man „Schwarze Raucher“ nennt, kommen chemoautotrophe Bakterien in Symbiose mit heterotrophen Röhrenwürmern vor. Recherchiere und beschreibe wie das Zusam- menleben dieser Arten funktioniert und wie sich die Bakterien ernähren, und wie Bakteri- en und Röhrenwürmer von der Symbiose profitieren. Chemoautotrophe Prokaryoten benötigen nur CO 2 als Kohlenstoffquelle, so wie Pflanzen Die im Basaltgestein entdeckten Bakterien sind, so wie Pflanzen, nur auf CO 2 als Kohlenstoff- quelle angewiesen. Bereits zuvor kannte man Prokaryoten, die ohne Sauerstoff und Sonnenlicht durch Energieum- wandlung aus anorganischen Substanzen orga- nische Moleküle herstellen können. Diesen Pro- zess nennt man Chemoautotrophie (auch Chemosynthese). Im Gegensatz zu Pflanzen, die fotoautotroph sind, da sie die Energie, die sie zur Herstellung von organischen Substanzen brauchen, aus dem Sonnenlicht beziehen, nutzen diese Prokaryoten Energie aus anorganischen Verbindungen für denselben Zweck. Diese Ernährungsform kommt nur bei Bakterien und bei Archaea vor. Chemoautotrophe Organis- men nutzen, je nach Art, unterschiedliche anor- ganische Verbindungen als Energiequelle, wie zB Wasserstoff (H 2 ), Schwefelwasserstoff (H 2 S), Eisen-Ionen (Fe 2+ ) oder andere, um organische Stoffe zu erzeugen. Viele chemoautotrophe Arten kommen in extre- men Lebensräumen vor, in denen eine andere Art der Ernährung nicht möglich wäre ( k Abb. 11). Für den globalen Energieumsatz des Lebens spielen chemoautotrophe Prozesse jedoch eine untergeordnete Rolle. Der größte Teil der Lebe- wesen auf der Erde hängt – direkt oder indirekt – von der Sonnenenergie und damit von der Foto- synthese ab. Chemoautotrophe Organismen nützen unterschiedliche an- organische Verbin- dungen als Energie- quelle Stoff- und Energieumwandlung Abb.11: Chemoautotrophie. Riesenröhrenwürmer der Art Riftia (links) kommen an heißen Quellen in der Tiefsee vor. Sie leben in einer Symbiose mit chemoautotrophen Bakterien. Das chemoautotrophe Bakterium Shewanella oneidensis (rechts) nutzt statt Sonnenenergie chemische Energie. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv