Mikrobielle Matte
Eine Mikrobenmatte ist ein mehrschichtiges Blatt mit Mikroorganismen, hauptsächlich Bakterien und Archaeen. Sie wurden zuerst von Paracelsus (~1519),p1 beschrieben, aber ihre volle Bedeutung wurde erst im letzten Viertel des 20. Jahrhunderts erkannt.
Mikrobielle Matten wachsen meist auf untergetauchten oder feuchten Oberflächen, aber einige wenige überleben in Wüsten. Sie besiedeln Umgebungen mit Temperaturen von -40 °C bis +120 °C. Einige wenige sind Endosymbionten von Tieren.
Obwohl sie in der Regel nur wenige Zentimeter dick sind, schaffen mikrobielle Matten ein breites Spektrum an internen chemischen Umgebungen. Sie bestehen aus Schichten von Mikroorganismen, die sich von den Chemikalien auf ihrer Ebene ernähren oder diese tolerieren können. Unter feuchten Bedingungen werden die Matten durch schleimige Substanzen (Polysaccharide) zusammengehalten, die von den Mikroorganismen abgesondert werden. 118; 1671-7 Einige der Mikroorganismen bilden verwickelte Geflechte aus Filamenten, die die Matte zäher machen. Die bekanntesten physikalischen Formen sind flache Matten und stumme Säulen, die Stromatolithen genannt werden, aber es gibt auch kugelförmige Formen.
Mikrobielle Matten sind die früheste Lebensform auf der Erde, für die es gute fossile Beweise gibt, von vor 3500 Millionen Jahren, und waren lange Zeit die wichtigsten Mitglieder der Ökosysteme des Planeten.
Ursprünglich hingen sie möglicherweise von hydrothermalenSchloten für Energie und chemische "Nahrung" ab. Die Entwicklung der Photosynthese befreite sie nach und nach aus dem "hydrothermalen Ghetto", indem sie eine weitreichendere Energiequelle, das Sonnenlicht, nachweisen konnten, obwohl die Photosynthesematten anfangs noch von der Diffusion der von den hydrothermalen Schloten ausgestoßenen Chemikalien abhängig waren. Die letzte und bedeutendste Phase dieser Befreiung war die Entwicklung der sauerstoffproduzierenden Photosynthese, da die wichtigsten chemischen Inputs dafür Kohlendioxid und Wasser sind.
Infolgedessen begannen mikrobielle Matten die Atmosphäre zu erzeugen, wie wir sie heute kennen, in der freier Sauerstoff ein lebenswichtiger Bestandteil ist. Etwa zur gleichen Zeit dürften sie auch die Geburtsstätte des komplexeren Eukaryoten-Zelltyps gewesen sein, aus dem alle mehrzelligen Organismen bestehen. Mikrobielle Matten waren auf dem flachen Meeresboden bis zur Substratrevolution des Kambriums reichlich vorhanden, als Tiere, die in flachen Meeren lebten, ihre Wühlfähigkeiten steigerten und so die Oberfläche der Matten aufbrachen und sauerstoffreiches Wasser in die tieferen Schichten eindringen ließen, wodurch die dort lebenden sauerstoffunverträglichen Mikroorganismen vergiftet wurden. Obwohl diese Revolution die Matten von den weichen Böden der flachen Meere vertrieben hat, gedeihen sie immer noch in vielen Umgebungen, in denen das Wühlen nur begrenzt oder gar nicht möglich ist, wie z.B. auf felsigen Meeresböden und an felsigen Küsten, in hypersalinen und brackigen Lagunen und finden sich auf den Böden der tiefen Ozeane.
Aufgrund der Fähigkeit mikrobieller Matten, fast alles als Nährstoffe zu nutzen, besteht ein großes Interesse an der industriellen Nutzung von Matten, insbesondere zur Wasseraufbereitung und zur Beseitigung von Umweltverschmutzung.
Diese faltige "Elefantenhaut"-Textur ist ein Spurenfossil einer nicht stromatolithischen mikrobiellen Matte. Das Bild zeigt die Stelle in den Burgsvik-Betten Schwedens, wo die Textur erstmals als Beweis für eine mikrobielle Matte identifiziert wurde.
Stromatolithen werden von einigen mikrobiellen Matten gebildet, während sich die Mikroben langsam nach oben bewegen, um nicht vom Sediment erstickt zu werden.
Die Cyanobakterien-Algen-Matte, salziger See am Weißen Meer
Fragen und Antworten
F: Was ist eine mikrobielle Matte?
A: Eine mikrobielle Matte ist eine mehrschichtige Schicht aus Mikroorganismen, hauptsächlich Bakterien und Archaeen. Man findet sie in verschiedenen Umgebungen, von untergetauchten oder feuchten Oberflächen bis hin zu Wüsten.
F: Wer hat die mikrobiellen Matten zuerst beschrieben?
A: Mikrobielle Matten wurden erstmals von Paracelsus (~1519) beschrieben.
F: Wie bilden sich mikrobielle Matten?
A: Mikrobenmatten bilden sich, wenn sich Schichten von Mikroorganismen von den Chemikalien in ihrer Höhe ernähren oder diese tolerieren und durch schleimige Substanzen (Polysaccharide) zusammengehalten werden, die von den Mikroorganismen abgesondert werden. In einigen Fällen bilden die Mikroorganismen ein Geflecht aus Filamenten, das die Matte noch widerstandsfähiger macht.
F: Welche physischen Formen können mikrobielle Matten annehmen?
A: Mikrobenmatten können die Form von flachen Matten, stummeligen Säulen, Stromatolithen genannt, und kugelförmigen Formen annehmen.
F: Wann traten mikrobielle Matten zum ersten Mal auf der Erde auf?
A: Es gibt gute fossile Beweise, die darauf hindeuten, dass mikrobielle Matten bereits vor 3500 Millionen Jahren entstanden sind.
F: Wo können wir sie heute finden?
A: Heute finden wir mikrobielle Matten in vielen Umgebungen, in denen das Wühlen nur begrenzt oder gar nicht möglich ist, z. B. auf felsigen Meeresböden und -küsten, in hyper-salinen und brackigen Lagunen und auf den Böden der tiefen Ozeane.
F: Welche industriellen Verwendungsmöglichkeiten haben sie?
A: Aufgrund ihrer Fähigkeit, fast alles als Nährstoff zu nutzen, besteht ein großes Interesse daran, sie für industrielle Zwecke wie die Wasseraufbereitung und die Beseitigung von Verschmutzungen zu verwenden.
