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"Anaerob" bedeutet "ohne Sauerstoffstoffwechsel". Die meisten mehrzelligen Organismen haben einige Zellen, wie Muskelzellen, die in der Lage sind, vorübergehend anaerob zu metabolisieren. Andere Organismen, die fakultativen Anaeroben, können unter besonderen Umständen vorübergehend in einer anaeroben Umgebung überleben. Wahre oder obligate anaerobe Arten müssen in einer sauerstofffreien Umgebung bleiben, um zu überleben.
Giftige Luft
Obligate Anaerobier zeichnen sich durch zwei Hauptmerkmale aus: Sie metabolisieren ohne Sauerstoff und Sauerstoff ist für sie giftig. Der Sauerstoffmetabolismus ist ein komplizierter, mehrphasiger Prozess, der eine Reihe potenziell toxischer Nebenprodukte erzeugt, einschließlich Wasserstoffperoxid. Aerobe Zellen haben viele schützende Anpassungen entwickelt, um diese Toxine in harmlose Endprodukte zu zerlegen. Anaerobe Arten gibt es nicht. In Gegenwart von Sauerstoff werden sie durch diese intrazellulären Toxine bald tödlich vergiftet.
Gesunde Gärung
Anaerobe Arten sind auf den Fermentationsstoffwechsel angewiesen.In aeroben Zellen wird Glucose mit Hilfe von Sauerstoffmolekülen in den primären Zellbrennstoff Adenosintriphosphat oder ATP umgewandelt. Nicht so bei anaeroben Arten. In anaeroben Zellen stoppt der Glukosestoffwechsel bei der Bildung von sekundären Verbindungen oder Fermentationsprodukten - Abfallprodukten, in der Regel Alkoholen, die die Zellen ausscheiden müssen. Im Vergleich zum aeroben Stoffwechsel ist die Fermentation nicht sehr effizient - anaerobe Zellen produzieren nur zwei Moleküle ATP-Kraftstoff für jedes Molekül aufgenommener Glukose, während aerobe Zellen 38 produzieren.
Extreme Spezialisten
Trotz seiner scheinbaren Ineffizienz ermöglicht der Fermentationsstoffwechsel anaeroben Arten, in einigen der extremsten Umgebungen der Erde zu leben. Jeder von ihnen befindet sich normalerweise in einer hochspezialisierten, sauerstofffreien Umgebung, z. B. in tiefem Meerwasser, unbelichtetem Boden oder tierischem Darm. Da ihr Überleben und Wachstum von der Abwesenheit von Sauerstoff abhängt, können sie sich schnell replizieren, wenn sie in eine stabile, sauerstofffreie Umgebung gebracht werden. Viele anaerobe Arten, die in ihrem natürlichen Lebensraum harmlos sind, werden zu gefährlichen Krankheitserregern, wenn sie an unnatürliche Stellen wie menschliches Gewebe gelangen.
Anaerobes Galerie
Anaerobe Arten umfassen Methan produzierende Archaeen - einzellige Organismen ohne Kerne, die auf die Ursprünge des Lebens auf der Erde zurückgehen. Viele Bakterien sind auch anaerob, einschließlich der Bacilli-Gruppen Bacteroides, Fusobacterium, Clostridium und Actinomyces sowie der Cocci-Gruppen Veillonella und einiger Streptokokken. Während einige normalerweise friedlich im Boden oder im Darm von Tieren leben, gedeihen sie in Gebieten mit verengter Blut- und Gewebenekrose, wo sie tödliche Infektionen hervorrufen können. Anaerobe Protozoen umfassen viele Magen-Darm-Parasiten und symbiotische Magen-Darm-Organismen, einschließlich solcher, die es Termiten und Rindern ermöglichen, Zellulose zu verdauen. Es gibt sogar einige anaerobe mehrzellige Tiere, die Mitglieder des Stammes Loricifera sind. Diese winzigen Wesen, die zum ersten Mal in einem Tiefseegraben entdeckt wurden, leben im Sediment des Ozeans, wo sie ihr ganzes Leben in Abwesenheit von Sauerstoff verbringen.