MicrobeThingsMacro - Mikroben ganz groß!

Sommerzeit ist Ferienzeit! Und nach ein paar warmen Tagen am Meer, kann es durchaus sein, dass man in das Vergnügen kommt, Meeresleuchten beobachten zu können. Wie dieses besondere Phänomen entsteht und welche Geheimnisse eine der verantwortlichen Mikroben, Noctiluca scintillans, noch so birgt – das erfahrt ihr in dieser Folge von MicrobeThingsMacro – Mikroben ganz groß!


Kapitel


00:00 – Intro


02:02 – Noctiluca scintillans – ein ungewöhnlicher Dinoflagellat


03:09 – Die Entstehung des Leuchtens und wie es vor Fressfeinden schützt


06:31 – N. scintillans, die Planktonangel und grüne Endosymbionten


09:51 – Red Tides, Gefahr durch N. scintillans


10:33 – Fazit und Verabschiedung


Was ihr in dieser Folge lernen konntet…


Noctiluca scintillans ist mitverantwortlich für die Entstehung des Meeresleuchtens. Zur Verteidigung gegen Fressfeinde besitzt der Dinoflagellat Scintillons, Organellen, in denen Luciferin oxidiert wird. Dabei wird Licht frei, dass Fressfeinde abschrecken, deren Fressfeinde anlocken oder eben durch Menschen als Meeresleuchten wahrgenommen werden kann. Noctiluca scintillans gehört zu den Dinoflagellaten und schwimmt als Plankton relativ passiv im Meer herum. Seine Nahrung, ebenfalls Plankton, fischt es mithilfe klebriger Mucusfäden aus dem Wasser. Einige Zellen von Noctiluca scintillans gehen auch eine Symbiose mit photosynthesefähige Pedinomonas noctiluca ein. Dann werden die eigentlich rot pigmentierten Zellen grün. Grüne und rote Noctiluca scintillans unterscheiden sich in ihrer globalen Verteilung. In hohen Konzentrationen lösen sie nicht nur Meeresleuchten auch, sondern auch „rote Tiden“, die durch erhöhte Ammonium- und niedrige Sauerstoffkonzentrationen zu Fisch- und Korallensterben führen.


Die Folge zum Nachlesen findet ihr hier.


Links & weitere Infos


Taxonomie, Morphologie und Verbreitung


Harrison, P.J. et al. (2011), Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 29(4), pp. 807–831. Ollevier, A. et al. (2021), Frontiers in Marine Science, 8.


Ernährung und Endosymbiose


Kiϕrboe, T. and Titelman, J. (1998), Journal of Plankton Research, 20(8), pp. 1615–1636. Saito, H., Furuya, K. and Lirdwitayaprasit, T. (2006), Plankton and Benthos Research, 1(2), pp. 97–101.


 Biolumineszenz


Valiadi, M. and Iglesias-Rodriguez, D. (2013), Microorganisms, 1(1), pp. 3–25.


Ökologische Bedeutung


Fonda Umani, S. et al. (2004), Journal of Plankton Research, 26(5), pp. 545–561.


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Es sieht aus, als hätte ein Regenschauer grüne Gallerte vom Himmel fallen lassen. Kein Wunder also, dass Nostoc commune über Jahrhunderte Namen wie „Sternenrotz“ oder „Hexenspei“ erhielt. In dieser Folge von MicrobeThingsMacro – Mikroben ganz groß!  erkunden wir die Facetten dieses außergewöhnlichen Cyanobakteriums, von seinen spezialisierten Zelltypen, seinen Fähigkeiten zur interzellulären Kommunikation und seiner Zusammenarbeit mit Pflanzen bis hin zu seiner Rolle in der Evolution des Lebens und modernen biotechnologischen Anwendungen.


Kapitel


00:00 – Intro


01:02 – Nostoc commune – der rätselhafte Sternenrotz


04:17 – Exkurs: Cyanobakterien und ihre Bedeutung in der Erdgeschichte


08:36 – Arbeitsteilung bei Nostoc commune


13:19 – Nostoc als Symbiont für Pflanzen


15:02 – Die Teichpflaume und Nostoc als Delikatesse


16:58 – Nostoc in Forschung und Biotechnologie


18:18 – Zusammenfassung und Fazit


Was ihr in dieser Folge lernen konntet…


Nostoc commune wirkt wie ein geheimnisvoller Schleimklumpen, ist aber tatsächlich ein Cyanobakterium, das bereits vor dem Regen auf dem Boden lebt. Erst wenn seine wasserbindende Schleimschicht aufquillt, wird die Kolonie als gallertartige Masse sichtbar. Nostoc commune zeigt komplexe Formen der Zusammenarbeit. Innerhalb langer Zellketten übernehmen verschiedene Zelltypen unterschiedliche Aufgaben wie Photosynthese, Stickstofffixierung oder das Überdauern extremer Umweltbedingungen. Cyanobakterien gehören zu den wichtigsten Organismen der Erdgeschichte. Sie trugen zur Anreicherung von Sauerstoff in der Atmosphäre bei, stehen vermutlich am Ursprung der Chloroplasten in Pflanzen und sind bis heute wichtige Akteure in vielen Ökosystemen.


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Links & weitere Infos


Allgemeines und Pressemitteilung der VAAM


Mikrobe des Jahres 2014 / VAAM - Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie e.V.


Dersch, P. et al. (2022) Allgemeine Mikrobiologie. 11., vollständig überarbeitete Auflage. Edited by G. Fuchs, M. Bramkamp, and H.G. Schlegel. Stuttgart New York: Georg Thieme Verlag (Thieme eRef).


Engelhardt, H. (2014), BIOspektrum, 20(2), pp. 234–235.


Potts, M. (1997) , International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 47(2), pp. 584–584.


Ausdifferenzierung verschiedener Zelltypen


Flores, E. and Herrero, A. (2010), Nature Reviews Microbiology, 8(1), pp. 39–50.


Symbiose mit Pflanzen


Álvarez, C. et al. (2023), Journal of Experimental Botany, 74(19), pp. 6145–6157.


Biotechnologie und Zukunftsaussichten


Onyeaka, H. et al. (2025), Sustainable Microbiology, 2(4), p. qvaf025.


Kimura, Y. et al. (2016), Eco-Engineering, 28(2), pp. 43–51.

Eine Mikrobe, die Käfer befällt und ihnen dadurch nicht schadet, sondern sie stärker, größer und ausdernder macht? Was nach Katastrophenfilm klingt, ist tatsächlich Wirklichkeit. Caballeronia insecticola lebt ihm Darm des Bohnenkäfers Riptortus pedestris und hilft diesem bei der Vermehrung und Ausbreitung. Um das zu bewerkstelligen, wendet das Bakterium eine ungewöhnliche Fortbewegungsmethode an. Die Flagellen eng um den Leib geschlungen, dreht sich das Bakterium wie ein kleiner Bohrkopf durch enge Passagen im Darm des Käfers. Wie genau das funktioniert und was die Beziehung zwischen Bakterium und Käfer noch so bereithält, erfahrt ihr in der heutigen Folge von MicrobeThingsMacro – Mikroben ganz groß!


Kapitel


00:00 – Intro


02:06 – R. pedestris, der Bohnenkäfer und die Auswirkungen von C. insecticola


05:29 – Wie C. insecticola seinen Wirt besiedelt


08:07 – C. insecticola und seine ungewöhnliche Fortbewegung


10:47 – Zusammenfassung und Fazit


Was ihr in dieser Folge lernen konntet…


· Caballeronia insecticola lebt in einer symbiontischen Beziehung mit dem Bohnenkäfer Riptortus pedestris. Die Käfer profitieren durch eine bessere Ausbreitung und Vermehrung.


· C. insecticola besidelt den Darm des Käfers. Um in die spezialiserten Darmkrypten vordingen zu können, muss die Mikrobe eine enge Passage überwinden. Dafür wickelt sich das Bakterium die Flagellen um den Leib und dreht sich wie ein Bohrkopf durch den engen Durchgang.


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Links & weitere Infos


Erstbeschreibung und Reklassifizierung


Takeshita, K. et al. (2018), Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 68(7), pp. 2370–2374.


Dobritsa, A.P. and Samadpour, M. (2019), Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 69(7), pp. 2057–2063.


Auswirkungen von C. insecticola auf R. pedestris


Jung, M. and Lee, D.-H. (2023), J. Asia-Pac. Entomol., 26(2), p. 102085.


Kho, J.-W., Jung, M. and Lee, D.-H. (2024), J. Insect Sci., 24(5), p. 5.


Entwicklung der Darmkrypten


Kikuchi, Y. et al. (2020), The ISME J., 14(7), pp. 1627–1638.


Flagellare Umwicklung zur Fortbewegung


Yoshioka, A. et al. (2026), Nat. Commun., 17(1), p. 713.


 

Es ist wohl einer der bekanntesten und wichtigsten Mikroorganismen der Wissenschaftsgeschichte: Escherichia coli. Millionen dieser Bakterien leben in unserem Darm und spielen dort eine wichtige Rolle für das mikrobielle Gleichgewicht. Gleichzeitig ist E. coli ein absolutes Arbeitspferd der modernen Molekularbiologie und prägt bis heute Forschung, Gentechnik und Biotechnologie. In dieser Folge von MicrobeThingsMacro – Mikroben ganz groß! sprechen wir über die Entdeckung des Bakteriums, seinen Weg zum Modellorganismus und seine vielfältige Anwendung.


Kapitel


00:00 – Intro


01:19 – Erstbeschreibung von Escherichia coli


03:32 – E. coli und Homo sapiens – eine lebenslange Beziehung


04:41 – E. coli als Krankheitserreger


08:11 – Der Weg E. colis zum Star der Molekularbiologie


15:18 – Zusammenfassung und Fazit


Was ihr in dieser Folge lernen konntet…


E. coli ist eines der bedeutendsten Bakterien in der Forschungslandschaft. Seine Verfügbarkeit, leichte Kultivierbarkeit und Fähigkeit Fremd-DNA aufzunehmen und zu nutzen, machten das Bakterium in den vergangenen 100 Jahren zu einem wahren Arbeitspferd der Molekularbiologie und Biotechnologie. Insgesamt gibt es mehrere hundert verschiedene Stämme, die in der Spezies E. coli zusammengefasst sind. Als Darmbakterium ist E. coli ein bedeutender Bestandteil der Darmflora, hilft vermutlich bei der Erstkolonisierung von Neugeborenen und beeinflusst unseren Alltag. Gelangt es auf Nahrungsmittel oder Gewässer, kann das Bakterium schwere Erkrankungen auslösen.


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Links & weitere Infos


Erstbeschreibung und Benennung


Escherich, T. (1886). Enke. Castellani, A., & Chalmers, A. J. (1920). W. Wood. Migula, W. (1895). W. Engelmann. Bielaszewska, M. et al. (2011), The Lancet Infectious Diseases, 11(9), pp. 671–676.


Mikrobiologischer Überblick und historischer Rückblick


Eitinger, T. (2014) Allgemeine Mikrobiologie. 9. Edited by G. Fuchs and H.G. Schlegel. Georg Thieme Verlag. Blount, Z.D. (2015), eLife, 4, p. e05826. Ruiz, N. and Silhavy, T.J. (2022), Journal of Bacteriology, 204(9), pp. e00230-22.


Genomsequenzierung


Blattner, F.R. et al. (1997), Science, 277(5331), pp. 1453–1462.


Rolle als Darmbakterium


Eckburg, P.B. et al. (2005), Science, 308(5728), pp. 1635–1638. Foster-Nyarko, E. and Pallen, M.J. (2022), FEMS Microbiology Reviews, 46(3).


 E. coli auf Münzgeld


Angelakis, E. et al. (2014), Future Microbiology, 9(2), pp. 249–261.


 


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