Mikroorganismen – Definition, Beispiele und Bedeutung

Mikroorganismen, auch als Mikroben oder Kleinstlebewesen bezeichnet, sind mikroskopisch kleine Lebewesen, die mit bloßem Auge nicht erkennbar sind. Sie bestehen aus nur einer oder wenigen Zellen. Die verschiedenen Vertreter der Mikroorganismen sind keine einheitliche Gruppe, ihre einzige Gemeinsamkeit ist die geringe Größe.

Mikroorganismen sind in der Natur fast überall verbreitet. Einige leben im Boden, andere im Wasser, in der Luft oder in und auf anderen Organismen. Mikroorganismen sind beispielsweise Bestandteil unserer Darmflora, sie leben auf unserer Haut und in vielen unserer Lebensmittel.

Die Gruppe der Mikroorganismen ist sehr heterogen. Es gibt zahlreiche Vertreter aus unterschiedlichen Domänen. Einige gehören zu den Prokaryoten, andere zu den Eukaryoten.

Prokaryoten besitzen im Gegensatz zu den Eukaryoten keinen Zellkern, ihre Erbinformation befindet sich frei schwimmend im Cytoplasma. Zu den Prokaryoten zählen zwei Domänen – die Bakterien und die Archaeen.

Bakterien sind von einer Zellmembran und einer Zellwand umgeben. Einige Bakterien sind zusätzlich von einer Kapsel umschlossen. Im Inneren befinden sich weniger Zellorganellen als bei den Eukaryoten. Sie können anhand ihrer unterschiedlichen Formen eingeteilt werden. Es gibt unter anderem kugelförmige, stäbchenförmige, verzweigte, zylinderförmige und wendelförmige Bakterien. Die Fortbewegung erfolgt über Flagellen, die sich wie ein Propeller drehen. 

Es gibt krank machende (pathogene) Bakterien, wie beispielsweise Salmonellen oder Staphylokokken. Auch Tuberkulose, Keuchhusten und Scharlach sind durch Bakterien ausgelöste Krankheiten. Ein Großteil der Bakterienarten ist jedoch harmlos oder hat sogar nützliche Eigenschaften. Das Bakterium Faecalibacterium prausnitzii unterstützt beispielsweise unsere Verdauung, Bakterien der Gattung der Streptomyceten zersetzen abgestorbenes organisches Material und haben eine große Bedeutung in der Landwirtschaft und Milchsäurebakterien werden zur Herstellung von Lebensmitteln wie Käse, Quark und Joghurt genutzt.

Archaeen gehören wie die Bakterien zu den Prokaryoten, sind aber eine eigene Domäne, da sie sich in einigen genetischen, strukturellen und biochemischen Merkmalen von den Bakterien unterscheiden. Die DNA ihrer Ribosomen und die Zusammensetzung der Zellwand sind anders als die der Bakterien. Es gibt Archaeen, die unter sehr widrigen Bedingungen leben, beispielsweise unter hohen Salzkonzentrationen oder sehr hohen Temperaturen (mehr als 80 °C). Einige Archaeen sind methanogen. Sie leben in Sümpfen, auf Reisfeldern, aber auch im Verdauungstrakt von Kühen und sorgen für die Bildung des Treibhausgases Methan. Auch in unserem Körper befinden sich Archaeen, sie sind jedoch nicht krankheitserregend.

Eukaryoten besitzen einen Zellkern, in dem die Erbinformation in Chromosomen gespeichert ist. Zu den eukaryotischen Mikroorganismen gehören Protozoen, Mikroalgen und Pilze.

Protozoen sind einzellige Lebewesen, die keine Zellwand besitzen, im Gegensatz zu den Bakterien jedoch einen Zellkern. Außerdem enthalten sie weitere für Eukaryoten typische Organellen, wie Ribosomen, endoplasmatisches Retikulum und Mitochondrien. Einige Protozoen können Krankheiten hervorrufen, beispielsweise Plasmodien, die Malaria auslösen.

Algen sind im Wasser lebende Organismen, die Fotosynthese betreiben, jedoch nicht zu den Pflanzen gehören. Kleine, ein- bis wenigzellige Algen, wie die Kieselalgen, werden Mikroalgen genannt und gehören zu den Mikroorganismen. Kieselalgen produzieren Sauerstoff und sind ein wichtiger Bestandteil von Nahrungsketten.

Pilze können ein– oder mehrzellig sein. Ein einzelliger Pilz ist beispielsweise die Backhefe, mehrzellige Pilze sind Mycelpilze. Pilze besitzen eine Zellwand. Die Zellwand enthält jedoch, anders als die pflanzliche Zellwand, den Stoff Chitin. Zudem betreiben Pilze, anders als Pflanzen, keine Fotosynthese. In der Natur haben Pilze eine Bedeutung bei der Zersetzung von organischem Material und der Rückführung von Nährstoffen. Viele Pflanzenkrankheiten werden durch Pilze ausgelöst, beispielsweise durch Rostpilze. Pilze sind ein beliebtes Nahrungsmittel und werden bei der Herstellung von Hefeteig, Milchprodukten und alkoholischen Getränken verwendet. Einige Pilze sind allerdings auch giftig oder lösen Allergien und Krankheiten wie Haut- und Nagelpilz aus.

Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel und können sich nicht eigenständig vermehren, weshalb sie in der Biologie nicht als Lebewesen angesehen werden. Sie sind nur aus DNA oder RNA und Proteinen aufgebaut. Für ihre Vermehrung benötigen sie Wirtszellen. Viele Viren sind pathogen und lösen Krankheiten wie Masern, Corona, HIV/Aids oder Hepatitis aus.

Da die Vertreter der Gruppe der Mikroorganismen so verschieden sind, ist auch die Bedeutung der Mikroorganismen sehr vielfältig.