Aufgaben 18 Archaea sind urtümliche Prokaryoten Archaea sind einzellige Lebewesen und sind, so wie die Bakterien, Prokaryoten. Sie stellen eine eigene Domäne von Lebewesen dar (kS.13, Abb. 3). Der Mikrobiologe Carl Woese1 schlug 1977 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 RNA2. Dabei fand er heraus, dass diese grundverschieden von jener der Bakterien ist. Der Aufbau der ribosomalen RNA ist eine grundlegende Eigenschaft und sie ist bei allen Organismen 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 anorganische 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 Flagellum oder mehreren Flagellen fortbewegen, die denselben Aufbau wie Bakterien besitzen. Sie haben eine ähnliche Größe wie Bakterien und vermehren sich ebenso durch Zweiteilung oder durch Knospung3. Manche Reaktionen im Stoffwechsel der Archaea und manche ihrer Gene sind allerdings mit den Eukaryoten enger verwandt als mit den Bakterien. Ein deutlicher Unterschied liegt außerdem im Aufbau ihrer Biomembranen. Diese enthalten bei den Archaea Etherlipide und nicht Esterlipide wie bei den Bakterien. Das klingt nach einem oberflachlichen Unterschied. In der Tat sind solche Unterschiede in der grundlegenden Biochemie von Organismen 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 anoxischen4 Lebensräumen, wie in Sümpfen und Mooren oder Faultürmen von Kläranlagen. Sie stellen aus CO2 und Wasserstoff Methan (CH4) her. Unter den Archaea gibt es im Gegensatz zu den Bakterien keine bekannten Krankheitserreger, aber durchaus Symbionten. Nagetiere besitzen Archaea als Symbionten in ihrem Verdauungstrakt. Anaerobe Archaea helfen ihnen, die ansonsten für sie unverdauliche Zellulose zu verwerten. Archaea kommen auch in der menschlichen Darmflora vor. 1 Carl Woese: amerikanischer Mikrobiologe, 1928–2012; bekannt dafür, dass er die Archaea als eigene Domäne definiert hat 2 ribosomale RNA: Diese RNA (Ribonukleinsäure) ist ein wichtiger Bestandteil der Ribosomen. Die Ribosomen sind jene Bestandteile der Zelle, in denen die Proteine, das sind wichtige Biomoleküle, hergestellt werden (siehe S. 28) 3 Knospung: Art der ungeschlechtlichen Vermehrung, bei der eine neue Zelle von der bestehenden Zelle abgeschnürt wird 4 anoxisch: frei von Sauerstoff Die Zellmembranen und die ribosomale RNA unterscheiden Archaea eindeutig von Bakterien Der Stoffwechsel der Archaea ist ebenso vielfältig wie bei den Bakterien Abb.14: 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; Rechts: Methanosarcina sp. lebt in anoxischen Lebensräumen und produziert Methan, wird bis zu 2,5µm groß. 1 W Die Biologin Christa Schleper erforscht mit ihrer Arbeitsgruppe an der Universität Wien die Biologie der Archaea, insbesondere jener, die Ammonium oxidieren können. Recherchiere die Lebensweise der Ammonium- oxidierenden Archaea und erkläre, was ihren Stoffwechsel so besonders macht. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verl gs öbv
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