Alles, was man braucht, ist Biologie

Am 7. September 1674 sagte Anton van Leeuwenhoek, er habe ein paar winzige Tiere in einem Wassertropfen beobachtet. Was meinten Sie mit dem Begriff „winzige Tiere“? In vielen unserer Artikel beziehen wir uns auf diese Organismen. Lesen Sie weiter, um Ihre Reise in die faszinierende Welt des Unsichtbaren zu beginnen.

„Sie sind mit dem bloßen Auge nicht wahrnehmbar und wimmeln derart, dass das Wasser lebendig zu sein scheint.“ Aus einer einfachen Wasserprobe schloss Anton Leeuwenhoek, dass es winzige lebende Organismen gab, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen waren. Mit Hilfe eines rudimentären Mikroskops beschrieb er die ersten Mikroorganismen.

Der Begriff Mikroorganismus bezieht sich auf eine heterogene Gruppe von Organismen, die nur mit Hilfe von Mikroskopen dargestellt werden können, da sie kleiner sind als die Sehkraft des Menschen (etwa 0,1 mm). Sie können prokaryotisch (Bakterien), eukaryotisch (Protozoen, Algen, Pilze…) und sogar azelluläre Organismen sein, wie es bei Viren der Fall ist. Diese Organismen werden in Submultiplikatoren des Metrums gemessen, genauer gesagt in Mikrometern (μm, Tausendstel eines Millimeters) und Nanometern (nm, Millionstel eines Millimeters).

Diese geringe Größe hat ihre Vorteile: ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Dieser Faktor hat einen wichtigen biologischen Effekt. So neigen die kleineren Zellen dazu, schneller zu wachsen und sich zu vermehren, da ein schnellerer Austausch von Nährstoffen stattfindet. Andererseits begünstigt eine geringere Größe eine schnellere Evolution, da eine schnellere Vermehrung die Häufigkeit von Mutationen deutlich erhöht (Mutationen sind das Rohmaterial der Evolution). Außerdem passen sich die Mikroorganismen schneller an die Umwelt an.

Werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Größen, die in dieser großen Gruppe von Mikroorganismen zu finden sind. In der folgenden Abbildung sehen wir einen einfachen Vergleich zwischen den verschiedenen Organismen und Zellen.

BACTERIEN

Diese Gruppe der Prokaryoten zeichnet sich durch eine Größe aus, die mehr als 700 μm und 0,2 μm umfasst. Es ist anzumerken, dass diese Gruppe unterschiedliche Morphologien aufweist und daher einige nach dem Durchmesser (kugelförmige Bakterien oder Kokosnüsse) oder nach Dicke und Höhe (längliche Bakterien oder Bazillen) gemessen werden. Die durchschnittliche Größe einer Prokaryote liegt zwischen 0,5 μm und 4 μm. Das Bakterium Escherichia coli ist normalerweise etwa 2 μm x 1 μm groß. In einen kleinen Raum, wie den Durchmesser des Punktes, der sich am Ende dieses Satzes befindet, würden etwa 500 E. coli passen.

Das größte bekannte Bakterium ist Thiomargarita namibiensis. Diese Prokaryote wurde 1999 in Namibia gefunden. Ihre Größe beträgt 750 μm im Durchmesser (0,75 mm), so dass sie mit bloßem Auge fast sichtbar sind. Diese Mikroorganismen sind in der Regel so groß wie ein Nährstoffspeicher, in diesem Fall Schwefel. Ein weiteres großartiges Beispiel ist das von Epulopiscium fishelsoni mit einer Größe von 600 μm. Auf der rechten Seite des Bildes unten sehen wir den Vergleich des letzteren mit E. coli.

Eine mikroskopische Größe zu haben, ist nicht nur von Vorteil, sondern es ist offensichtlich, dass es eine Untergrenze geben sollte. Eine Größe von weniger als 0,15 μm wäre bei einem Bakterium fast unmöglich. Mycoplasma pneumoniae ist das kleinste Bakterium mit einem Durchmesser von 0,2 μm. Es handelt sich um ein Bakterium ohne Zellwand, das auf viele verschiedene Arten erworben werden kann. Dem Beispiel des letzten Punktes folgend, würde bei 1 mm Durchmesser die Größe von Mycoplasma pneumoniae auf 5000 Bakterien passen.

VIREN

Im Allgemeinen haben Viren eine viel geringere Größe als Bakterien. Sie haben normalerweise eine Größe von 20 bis 300 nm. Ein Virus kann also bis zu hundertmal kleiner sein als ein Bakterium wie E. coli.

Das größte bekannte Virus ist das Mimivirus. Dieses weist einen Durchmesser von 600 nm auf (größer als Mycoplasma pneumoniae). Auf dem Bild unten sehen Sie den Vergleich zwischen der Größe dieses Riesenvirus und Rickettsia conorii (Bakterium, das beim Menschen Boutonneuse-Fieber verursacht).

Das Polio-Virus ist mit einer Größe von 20 nm (0,02 μm) eines der kleinsten Viren, die bekannt sind. Wenn wir beobachten könnten, wie viele Polio-Viren auf den Punkt am Ende des Satzes passen würden, würden wir etwa 50000 Polio-Viruspartikel finden.

MIKROSKOPISCHE EUKARYOTEN

In Protozoen bleibt die Größe unterschiedlich. Die durchschnittliche Größe beträgt in der Regel 250 μm Länge. Dennoch können kleine Protozoen wie Bakterien (zwischen 2 und 3 μm, wie zum Beispiel die Leishmania oder Babesia) oder große, mit bloßem Auge sichtbare Protozoen (ab 16 mm im Fall von Porospora gigantea) gefunden werden. Im Fall von Leishmania kann man sehen, wie fast hundert Körper (dünner Pfeil) innerhalb eines Makrophagen von 30 μm (grober schwarzer Pfeil) leben können.

Mikroskopische Pilze, wie Hefen, umfassen Größen von 6-20 μm. Die bekannteste Hefe ist Saccharomyces cerevisiae, deren Größe je nach Reifestadium zwischen 6 und 12 μm schwankt. Auf dem Bild unten können wir ein Beispiel sehr deutlich sehen.