Mikroben sind “unbekannte Unbekannte”, obwohl sie für alles Leben lebenswichtig sind, sagt eine Studie

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Eine neue Studie hat deutlich gemacht, wie wenig über Mikroben – die verborgene Mehrheit des Lebens auf der Erde – bekannt ist.

Das Leben auf dem Planeten hängt von einer enormen Menge von Bakterien, Pilzen und anderen winzigen Organismen ab. Sie erzeugen Sauerstoff, halten Böden gesund und regulieren das Klima. Mikroben spielen eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von Lebensmitteln, wie Käse, Bier, Joghurt und Brot.

Doch trotz ihrer Bedeutung für das menschliche Leben und die Gesundheit der Erde zeigt eine neue wissenschaftliche Arbeit unsere “tiefe Unkenntnis” über die mikrobielle Artenvielfalt und wie sie sich verändert.

“Wir haben keine Ahnung, ob die globale mikrobielle Vielfalt zunimmt, abnimmt oder gleich bleibt”, sagt David Thaler, Biologe an der Universität Basel und Autor des Papiers. “Die meisten wissenschaftlichen Arbeiten erzählen uns neue Fakten. Dies ist eine andere Art von Papier; es beantwortet nichts, sondern stellt eine neue Frage.”

Viele Pflanzen- und Tierpopulationen nehmen rapide ab, etwa 1 Million Arten sind vom Aussterben bedroht, so ein von der UNO unterstützter Bericht von 2019. Pflanzen und Tiere werden im Laufe der Zeit gezählt, um zu beobachten, wie sich ihre Populationen verändern.

Mikroben sind oft in extremen Umgebungen zu finden – sie überleben auf dem Grund des Ozeans, gefroren tief im Inneren von Gletschern und sogar in einem giftigen Vulkansee – was sie schwer zu studieren macht. Obwohl sie nur wenig erforscht sind, sind Bakterien und andere winzige Organismen in der tiefen Biosphäre unter der Erdoberfläche weit verbreitet.

Prof. Frederick Cohan, ein mikrobieller Ökologe an der Wesleyan University in Connecticut, der die Studie vor der Veröffentlichung begutachtete, sagte, dass, obwohl das Aussterben von Tieren und Mikroben Hand in Hand gehen kann, sich neue bakterielle Spezies mit so hohen Raten bilden könnten, dass sie unabhängig vom Aussterben von Pflanzen und Tieren zunehmen könnten.

“Wenn eine Säugetierart ausstirbt, sollten wir erwarten, dass alle Mikroben, die hauptsächlich oder ausschließlich von dieser Art abhängen, ebenfalls aussterben”, sagte er.

“Andererseits stellen mikrobielle Ökologen wie ich, die die Vielfalt extrem eng verwandter Bakterien studieren, fest, dass sich immer wieder neue Bakterienarten bilden. Es gibt immer neue Wege für Bakterien, die vorhandene Ressource aufzuteilen, um neue Arten zu ermöglichen.”

In der Arbeit wird untersucht, wie man Veränderungen in der globalen mikrobiellen Biodiversität studieren kann, unter anderem durch die Beobachtung kleiner Sequenzveränderungen, ähnlich wie bei den Covid-19-Varianten, und die Analyse der molekularen Maschinerie des Gentransfers. Die Forscher hoffen, dass die Studie andere zu weiteren Untersuchungen inspirieren wird.

“Sokrates nannte die Unwissenheit über das, was wir nicht wissen, ‘tiefe Unwissenheit’. Diese Art von Unwissenheit wurde auch vom ehemaligen US-Verteidigungsminister Donald Rumsfeld als ‘unknown unknowns’ bezeichnet. Diese Arbeit identifiziert, was eine biologische unbekannte Unbekannte ist oder war”, sagte Thaler.

Jesse Ausubel, Direktor des Programms für die menschliche Umwelt an der Rockefeller University, einem Sponsor der Studie, sagte: “Linnaeus begann sein Systema Naturae im Jahr 1735, also vor fast 300 Jahren, und wir haben immer noch keine vollständige Liste der Pflanzen- und Tierarten, die er zu katalogisieren begann. Es wird nicht einfach sein, etwas Ähnliches mit wahrscheinlich 1.000 Mal so vielen Mikroben zu machen und die Veränderungen zu messen.”

Mikroben im menschlichen Körper wurden mit Erkrankungen von Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes bis hin zu Nahrungsmittelunverträglichkeiten und Angstzuständen in Verbindung gebracht. Aber die Folgen der Unkenntnis der Menschheit darüber, wie sich das mikrobielle Leben verändert, für den Planeten sind ebenfalls unklar, so die Studie.

Etwa 90 % des Gesamtgewichts der Organismen im Ozean sind Mikroben, so der Census of Marine Life 2010. Mikroben sind entscheidend für die Kohlenstoffbindung, sie bauen organisches Material ab und bilden die Grundlage des Nahrungsnetzes.

Viren wie Covid-19 und andere Mikroben, wie das für die Beulenpest verantwortliche Bakterium Yersinia pestis, können Krankheiten verursachen und werden zunehmend mit der Zerstörung der Natur in Verbindung gebracht. Das Verständnis von Veränderungen in der Fülle und Vielfalt von Mikroben ist wichtig für das Verständnis der Gesundheit des Planeten.

“Noch gibt es keine Behörde, die den Zustand der mikrobiellen Welt überwacht, und keinen WWF oder Naturschutzbund für Mikroben. Vielleicht werden wir eines Tages unsere Vernachlässigung erkennen und korrigieren und unseren Respekt für die Vielfalt des mikrobiellen Lebens heben”, so Ausubel.

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