Was ist eine Anaerobe?
Eine Anaerobe ist ein Organismus, der in einer Umgebung ohne Sauerstoff gedeihen kann und in einigen Fällen tatsächlich eine Umgebung mit begrenztem oder keinem Sauerstoff zum Leben benötigt. Viele Anaerobier sind Mikroorganismen, aber einige größere Organismen sind auch anaerob, wie die massiven Röhrenwürmer in der Nähe von hydrothermalen Quellen. Anaerobier sind aus einer Reihe von Gründen für den Menschen von Interesse, nicht zuletzt, weil einige bei Einnahme durch den Menschen Infektionen und Krankheiten verursachen können.
Eine echte Anaerobe wird als „obligat“ bezeichnet, da sie eine Umgebung ohne Sauerstoff benötigt und in Gebieten mit Luftsauerstoff nicht überleben kann. Fakultative Anaerobier hingegen können in Gebieten mit unterschiedlichem Sauerstoffgehalt leben, wobei sie sich wechselnde Bedingungen zunutze machen. Andere Arten von Anaerobier haben andere Sauerstoffanforderungen als die Norm, wie zum Beispiel mikroaerophile Organismen, die einen geringen Sauerstoffbedarf zum Leben haben.
Einige dieser Organismen nutzen die Fermentation, um Energie zu gewinnen, während andere die anaerobe Atmung nutzen, bei der ein Gasaustausch mit anderen Gasen als Sauerstoff stattfindet. Bei fakultativen Anaerobier kann es je nach Lebensraum des Organismus zu anerober oder konventioneller Atmung kommen.
Wissenschaftler können aerobe Organismen mithilfe einer Flüssigkultur aus anaeroben Organismen isolieren. Die aeroben Organismen sammeln sich nahe der Oberfläche der Kultur, so dass sie Zugang zu Sauerstoff haben, während sich die obligaten Anaerobier am Boden ansiedeln. Fakultative, mikroaerophile und verwandte Organismen verteilen sich in der Mitte der Kultur, um den erforderlichen Sauerstoffsättigungsgrad zu ermitteln.
Im Wasser leben zu können, macht einen Organismus nicht unbedingt zu einer Anaerobe, obwohl Wasser eine Flüssigkeit ist. Tatsächlich enthält Wasser einen hohen Anteil an gelöstem Sauerstoff, und infolgedessen benötigen die meisten im Wasser lebenden Organismen Sauerstoff, obwohl sie anders auf Sauerstoff zugreifen als oberflächennahe Organismen. Fische führen zum Beispiel einen Gasaustausch mit ihren Kiemen durch, pumpen Wasser durch die Kiemen und fangen den gelösten Sauerstoff auf, wenn er vorbeizieht.
In einigen Fällen kann eine Anaerobe beim Menschen Krankheiten verursachen. Botulinumtoxin wird beispielsweise von anaeroben Bakterien erzeugt, die in kontaminierten Konserven leben können. Andere Anaerobier können tatsächlich nützlich sein, wie im Fall von Organismen, die Milch fermentieren, um Joghurt, Käse und andere Milchprodukte herzustellen. Die Gärung ist auch der Schlüssel zur Herstellung von Wein und Bier. Eine Anaerobe kann auch zur Herstellung einer breiten Palette von Chemikalien und anderen nützlichen Produkten unter Verwendung eines Bioreaktors verwendet werden, in dem eine kontrollierte, für den Organismus freundliche Umgebung aufrechterhalten werden kann.