Mikroorganismen des Meeres und ihre Bedeutung für den Menschen

Das Meer bedeckt mit einer Fläche von 361 Millionen Quadratkilometern 71 % der Erdoberfläche. Die mittlere Wassertiefe liegt bei 3700m und die größte Wassertiefe, gemessen im pazifischen Marianengraben, östlich der Philippinen beträgt 11033m. Die Meeresflora produziert ca. 70%, des in der Erdatmosphäre vorhandenen Sauerstoffs.

Das Volumen des Meeres beträgt etwa 1,4 Milliarden Kubikkilometer.

Diese riesigen Wassermassen haben einen starken Einfluss auf den Wasserhaushalt und das Klima der Erde.

Durch Sonnenenergie verdunstet Wasser, fällt als Regen oder Schnee wieder aus und erreicht die Ozeane, mit ausgewaschenem Material aus dem Landbereich sowie mit Stoffen deren sich die Menschen über Flüsse entledigen.
Bereits kurz nach der Erfindung des Mikroskops durch A. van Leeuwenhock 1683 wurden die ersten Mikroorganismen im Meerwasser entdeckt.

  1. Pasteur (1822-1895) und R.Koch (1843-1910) schafften mit ihren grundlegenden Arbeiten wichtigste Voraussetzungen für die ersten mikrobiologischen Untersuchungen in der medizinischen Mikrobiologie.

So konnten in der zweiten Hälfte des 19.Jahrhunderts die ersten Bakterien von Wissenschaftlern aus dem Meer isoliert werden.

  1. Certes führte 1884 als erster gezielte mikrobiologische Untersuchungen im Meer über die Verteilung der Bakterien im Seewasser und Sediment, die Temperatur, Salzgehalt, Druck, sowie die Eiweißfäulnis durch.

Spätere Untersuchungen aus der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts über das Vorkommen und die Aktivität von Mikroorganismen haben zu einem neuen Verständnis der Toleranzgrenzen mikrobiellen Lebens beigetragen.

Das Leben sowie das Überleben von Mikroorganismen unter extremen Umweltbedingungen gibt Anlass zu Spekulationen über die vergangene oder noch bestehende außerirdische Existenz vom Leben.
Erst durch die Einführung der Epifluoreszenz-Mikroskopie wurde es möglich, die mikrobielle Gesamtzellzahl und deren Biomasse zu erfassen. Hieraus wurde deutlich, dass Mikroorganismen in allen Lebensräumen des Meeres in hoher Zahl und Biomasse vertreten sind. Es zeigte sich aber auch, dass durch herkömmliche Techniken nur wenige Prozent der tatsächlich vorkommenden Mikroorganismen erfasst werden können.
Erst durch die Einführung molekularbiologischer Methoden in die mikrobielle Ökologie wurden der Nachweis natürlicher mikrobieller Lebensgemeinschaften und die Bestimmung ihrer Artenvielfalt ermöglicht. Molekularbiologische Methoden eröffnen auch den Zugang zur Frage der Verteilung von Mikroorganismen auf der Erde.

Es ist davon auszugehen, dass Mikroorganismen weltweit verbreitet sind. Anders als bei Pflanzen und Tieren weiß man kaum etwas über vom Aussterben bedrohte Mikroorganismen.

Für das Überleben und die erfolgreiche Konkurrenz von Mikroorganismen sprechen ihre besonderen Eigenschaften.
Die Zahl der Mikroorganismen übertrifft die Zahl anderer Organismen im Meer um Größenordnungen. Die mikrobielle Biomasse und Oberfläche ( Mit abnehmender Größe steigt das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der Mikroorganismen an)

ist vergleichbar oder größer als die aller anderen Organismen zusammen genommen.

Ein hohes A/V-Verhältnis (Oberfläche zu Volumen) bedeutet ein intensives Austauschpotenzial mit der Umgebung.

Dieser intensive Kontakt mit der Umgebung sowie vielfältige Stoffwechselleistungen unter aeroben und anaeroben Bedingungen, exponentielles Wachstum (s. Artikel 27) und kurze Generationszeiten gehören zu den wesentlichen Charakteristika von Mikroorganismen.

Durch diese Eigenschaften leisten sie einen bedeutenden Beitrag  zur Reinhaltung des Meeres. (s. Artikel 23) Die Stoffumwandlungen sind als eine Leistung der mikrobiellen Lebensgemeinschaften zu verstehen, die erst durch die engen Wechselbeziehungen zwischen den Einzelorganismen ihre Bedeutung gewinnt.

Die Bewahrung der Vielfalt mikrobieller Lebensgemeinschaften ist hierfür die wesentliche Voraussetzung.
Die Untersuchung von Mikroorganismen aus dem Meer, die sich an extremen Standorten befinden, gibt unter Umständen wichtige Anhaltspunkte für die Entstehung des Lebens.

Mikroorganismen haben sich an das Leben unter extremsten Temperatur- und Druckbedingungen im Meer angepasst. Sie besitzen die Fähigkeit, ihren Stoffwechsel unter Nährstoffmangel über lange Zeiträume zu reduzieren und damit den Fortbestand ihrer Art zu sichern. Untersuchungen der Toleranzbreiten des Lebens und Überlebens unter extremen Bedingungen können uns helfen, die Umweltbedingungen bestens zu verstehen, unter denen sich Leben entwickeln konnte.
Des weiteren eröffnen sich ungeahnte Möglichkeiten in der Biotechnologie und Medizin durch die Isolierung von Mikroorganismen aus dem Meer.

Es entfallen schon heute über 30% der Neuzulassungen von Medikamenten auf Naturstoffe. Hierbei spielen Mikroorganismen die an extremen Standorten im Meer existieren, z.B. in Polarbereichen, heißen vulkanischen Quellen, Salzseen oder in der Tiefsee eine bedeutende Rolle.

Durch Kultivierung dieser Mikroorganismen können bioaktive Naturstoffe in gleichbleibender Qualität und größeren Mengen hergestellt werden.

Weitere Produkte von Mikroorganismen aus dem Meer sind das angezüchtete Cyanobacterium Spirulina und die Grünalge Chlorella, die in Massenkulturen gezüchtet als Naturnahrungsprodukte mit potenziellen Heilwirkungen bei vielen Erkrankungen eingesetzt werden können. Sie enthalten mehrfach ungesättigte Fettsäuren, die Erkrankungen der Herzkranzgefäße vorbeugen sowie Carotinoide die als Ergänzung der menschlichen und tierischen Ernährung eine wichtige Rolle spielen, sowie wegen ihrer UV-absorbierenden Eigenschaften in der kosmetischen Industrie.
Da das Meer bisher nur unzureichend erforscht ist, eröffnet sich der Biotechnologie des Meeres noch ein weites, zukunftsträchtiges Betätigungsfeld.

Wie bereits zu Beginn dargestellt, bedeckt das Meer 71% der Erdoberfläche. Aufgrund seiner vertikalen Ausdehnung repräsentiert es jedoch 99% des verfügbaren Lebensraumes auf der Erde. Die Wassermassen der Ozeane bieten Lebensraum für eine große Vielfalt von Organismen, steuern globale Stoffkreisläufe und sind essenziell für die Regulation des Klimas. Das Meer stellt eine der wichtigsten natürlichen Ressourcen dar, die das gemeinsame Erbe alles Menschen sein sollten.

Auch wenn diese für die unterschiedlichsten Interessen genutzt werden und unerschöpflich scheinen, werden heute die Grenzen der Nutzbarkeit immer deutlicher.

Das Recht der freien, ungehemmten Nutzung der Meere muss eingeschränkt werden. Ein Konzept der nachhaltigen Entwicklung der Meere sollte den heutigen Bedürfnissen und Zielen gerecht werden, ohne die zukünftigen Generationen zu gefährden. Dies erfordert vor allem politischen Willen und Durchsetzungskraft, die Ressourcen des Meeres zu erhalten. Hierbei muss das Gemeinwohl Vorrang vor privaten Interessen haben. Nur so können diese vielfältigen Ressourcen des Lebensraumes Meer für das Wohlergehen zukünftiger Generationen genutzt und erhalten werden.

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