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Jedes Mikrolebewesen, das bei anderen Lebewesen (Mensch, Tier, Pflanze) Krankheit und Tod verursacht, ist als Basis für die Produktion von biologischen Waffen bestens geeignet. Aber auch Giftstoffe, die von Pflanzen und Tieren zum Schutz ihrer eigenen Art produziert werden, können als biologische Waffen eingesetzt werden. Dazu gehören beispielsweise Pilzgifte, Schlangengifte oder das Lähmungsgift Curare. Diese Gifte kann man auf unterschiedliche Art und Weise gegen einen potenziellen Gegner einsetzen:

• durch Versprühen eines feinen Nebels, den Menschen dann einatmen,
• durch Vergiften des Trinkwassers,
• durch Vergiften der Nahrung oder
• durch Hautkontakt.

Bakterien sind sehr klein. Man kann sie nur mit mikroskopischer Vergrößerungen beobachten. Aus einem Bakterium entsteht aufgrund seiner schnellen Vermehrung in kurzer Zeit eine große Anzahl von Bakerien. Bleiben diese als lockerer Zellverband dicht zusammen, so sind sie als Bakterienkolonie für das Auge sichtbar. Diese Tatsache nutzt man in der Wissenschaft zur Herstellung einer Bakterienkultur.

Der Procyt ist der typische Baustein der Prokaryoten. Das sind meistens einzellige, erdgeschichtlich alte Lebewesen. Innerhalb der Prokarya kann man die ursprünglichen Archaea (Archaebakterien) und die Bacteria (Eubakterien) unterscheiden. Die Procyten haben sich wahrscheinlich vor über 4 Mrd. Jahren, also lange vor den Eucyten, herausgebildet. Sie sind relativ einfach gebaut. Es haben sich aber im Laufe der Evolution eine Vielzahl von Formen entwickelt, die zu unterschiedlichen physiologischen und biochemischen Leistungen in der Lage sind.

Die Cholera ist eine durch Bakterien ausgelöste Darminfektion, die zu starken Durchfällen, Erbrechen, Krämpfen, Mattigkeit und einem lebensbedrohlich hohen Flüssigkeits- und Salzverlust führen kann, der unbehandelt durch Kreislauf- und Nierenversagen fast immer tödlich endet. Sie breitete sich in den letzten Jahren wieder stärker aus, insbesondere bei schlechten hygienischen Bedingungen (Flüchtlingslager, Naturkatastrophen). Verseuchtes Trinkwasser und mit solchem Wasser gewaschene Lebensmittel sind für die Übertragung verantwortlich. Vor allem in den Entwicklungsländern kommt es immer wieder zum Ausbruch der Krankheit. Als Behandlungsmaßnahme muss in erster Linie ein Ausgleich des Flüssigkeits-, Elektrolyte- und Zucker(Glucose)verlustes gewährleistet sein. Vorbeugend kann man sich in gefährdeten Gebieten durch abgekochtes Trinkwasser und den Verzicht auf Salat, Meeresfrüchte und Obst schützen.

Diphtherie wird durch Bakterien (Corynebacterium diphtheriae) ausgelöst und durch Tröpfcheninfektion von Mensch zu Mensch übertragen. Die Inkubationszeit beträgt 1–7 Tage, Krankheitssymptome können Gaumen- und Rachenbelag, Schluckbeschwerden, Atem- und Kreislaufbeschwerden, Abgeschlagenheit und Fieber sein. Wird die Krankheit nicht behandelt, kann es zu Herzmuskelentzündungen, Kreislaufversagen und sogar Herztod kommen.

Vorbeugende Maßnahmen wie eine vorbeugende Diphtherieschutzimpfung in Kombination mit der Impfung gegen Wundstarrkrampf und Keuchhusten alle 10 Jahre wird empfohlen. Meldepflichtig sind Erkrankung und Tod.

Geschlechtskrankheiten werden durch sexuellen Kontakt übertragen. Je häufiger man seinen Partner wechselt, desto größer ist das Erkrankungsrisiko. Vor den meisten Geschlechtskrankheiten kann man sich durch die Benutzung eines Kondoms schützen. Die Heilungschancen sind in der Regel sehr gut, vorausgesetzt die Krankheit wird früh erkannt und behandelt. Leider zeigen sich die Symptome oft sehr spät.

Wird Wasser in Industrie, Haushalt und Landwirtschaft genutzt, wird es verunreinigt, es wird zu Abwasser, das je nach Art der Nutzung unterschiedlich stark durch Schadstoffe belastet ist. In komplexen, meist dreistufigen Kläranlagen werden Abwasser gereinigt.

In der ersten Reinigungsstufe werden auf mechanischem Wege bzw. durch Gitter, Siebe und Sandfang etwa 30 % der Schmutzstoffe entfernt (mechanische Reinigung).

In der zweiten Reinigungsstufe werden organische Stoffe durch die Lebenstätigkeit von Bakterien und Algen (biologische Reinigung) weiter abgebaut. Es entsteht Schlamm. Das Abwasser ist von etwa 90 % der Schmutzstoffe gereinigt.

In der dritten Reinigungsstufe können durch Zugabe chemischer Stoffe, die mit Schmutzstoffen reagieren, zahlreiche Schadstoffe gebunden werden (chemische Reinigung). Anschließend erfolgt die Weiterbehandlung des „gereinigten“ Wassers, die Schlammbehandlung und -beseitigung.

Destruenten (Zersetzer) bauen tote, energiereiche organische pflanzliche und tierische Substanzen in energiearme anorganische Stoffe wie Kohlenstoffdioxid, Wasser und Mineralstoffe unter Energiegewinn ab.

Zu den Destruenten gehören u. a. Bakterien, Pilze, Abfallfresser (z. B. Regenwurm, Aasfresser).

Destruenten (Zersetzer) bauen tote, energiereiche organische pflanzliche und tierische Substanzen in energiearme anorganische Stoffe wie Kohlenstoffdioxid, Wasser und Mineralstoffe unter Energiegewinn ab.

Zu den Destruenten gehören u. a. Bakterien, Pilze, Abfallfresser (z. B. Regenwurm, Aasfresser).

Hanf ist eine Pflanze der gemäßigten Breiten, die von der Donau bis nach Nordchina wild vorkommt. Sie wurde schon im 3. Jahrtausend v. Chr. in China zur Fasergewinnung kultiviert. Spätestens im 9. Jh. v. Chr. wurde in Indien entdeckt, dass die Pflanze auch psychoaktive Inhaltsstoffe enthält. Der Hanf gelangte über die skythisch-keltischen Handelsbeziehungen nach Westeuropa, wo er wegen seiner zähen, strapazierfähigen Fasern angebaut wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg ersetzten aber mehr und mehr billige Synthesefasern den teureren Hanf. Wegen seiner theoretisch möglichen Verwendung als Haschischlieferant wurde der Hanfanbau in der Bundesrepublik 1981 verboten. Dieses Verbot wurde 1996 wieder aufgehoben, und für den Hanf scheint eine Renaissance als Biorohstoff angebrochen zu sein.

Es gibt seit der Diskussion über Atomenergie kein anderes Thema, welches Nationen so sehr spaltet wie die Gentechnologie. Laut Umfragen lehnen 75 % der Bevölkerung in Deutschland Gentechnologie in der Nahrung und auf dem Acker ab. Dagegen befürwortet etwa der gleiche Anteil den Einsatz von Gentechnologie in der Medizin.

* 28.12.1944 in Lenoir, North Carolina (USA)

KARY BANKS MULLIS arbeitete von 1979 bis 1986 als DNA-Chemiker bei der Cetus Corporation in Emeryville, Kalifornien und entwickelte dort die Methode der Polymerase-Kettenreaktion, mit deren Hilfe man in kurzer Zeit aus kleinsten DNA-Mengen Millionen von Kopien herstellen kann. Dafür erhielt er 1993 den Nobelpreis für Chemie. Mittlerweile wird die PCR-Methode in den unterschiedlichsten Bereichen der modernen biologischen Forschung angewandt, von der Paläobiologie über die Evolutionsforschung bis zur forensischen Biologie (genetischer Fingerabdruck). MULLIS hat einige weitere bahnbrechende Patente erfunden. Er erhielt zahlreiche nationale und internationale Preise. Derzeit forscht er am Children´s Hospital and Research Institute in Oakland, Kalifornien. Außerdem ist er wissenschaftlicher Berater verschiedener Gentechnikunternehmen und Gastdozent mehrerer Hochschulen.

* 21.10.1877 in Halifax, Nova Scotia (Kanada)
† 20.02.1955 in Nashville, Tennessee

1944, AVERY war bereits fast 67 Jahre alt, identifizierte er die Desoxyribonucleinsäure (DNA) als Erbsubstanz. Diese Erkenntnis war eine bahnbrechende Leistung, doch AVERY hatte ein ähnliches Schicksal wie seiner Zeit JOHANN GREGOR MENDEL: Die Wissenschaft war noch nicht so weit, die große Bedeutung seiner Erkenntnisse zu erfassen. Daher wurde diese wohl wichtigste Entdeckung der Genetik seit MENDEL nicht mit einem Nobelpreis ausgezeichnet.

Fototrophe Bakterien sind fotosynthetisch aktive Mikroorganismen, die die Lichtenergie als Energiequelle nutzen. Zu ihnen gehören alle prokaryotischen Mikroorganismen wie Cyanobakterien, Anoxyphotobacteria (anoxygene fototrophe Bakterien) und Archaebakterien. Sie sind typische Wasserbakterien in Süß-, Brack- und Salzwasser sowie feuchten Böden und überschwemmten Feldern. Sie können beweglich oder unbeweglich sein und sind stets braun, rötlich (purpur), grün oder gelblich gefärbt. Sie sind gram-negativ. Es lassen sich zwei Gruppen unterscheiden: Purpur-, Grüne und Heliobakterien einerseits und die Cyanobakterien andererseits. Neben den Vertretern der Domäne der Bakterien können auch die Archaebakterien Fotosynthese betreiben.
Die Fotosynthese der Bakterien war in ihrer ursprünglichen Form an die sauerstofffreie Biosphäre angepasst (anaerob). Archaebakterien verwenden darum beispielsweise als Fotosynthesepigment kein Chlorophyll sondern Bakterienrhodopsin zur Lichtabsorption. Typische Pigmente des fototrophen Stoffwechsels sind ansonsten Bakterienchlorophylle und bestimmte Carotinoide. Im engeren Sinne grenzt man Fotosynthesebakterien von Cyanobakterien und Chloroxybakterien ab. Fotosynthesebakterien im engeren Sinne unterscheiden sich u. a. durch Aufbau und Ablauf der chemischen Reaktionen. So besitzen sie z. B. nur das Fotosystem I, Coenzym NAD⁺, Bakterienchlorophylle als Fotosynthesepigmente und können außerdem keinen Sauerstoff herstellen. Während Aufbau und Vorgänge der Cyanobakterien denen der höheren Pflanzen entsprechen (z. B. auch Sauerstoffbildung), nehmen Chloroxybakterien eine Zwischenstellung in der Evolution der Fotosynthese ein.

Lange Zeit wurde die Bedeutung der Symbiose für die Evolution der Lebewesen ignoriert oder jedenfalls für unbedeutend eingeschätzt. Immer wieder wurde an CHARLES DARWINS (1809-1882) Evolutionstheorie nur der „Kampf ums Dasein“ beachtet, Parallelen zur Theorie des Marktes von ADAM SMITH (1723-1790) und zu THOMAS R. MALTHUS' (1766-1834) Theorie des Verhältnisses von Bevölkerungswachstum zu Nahrungsversorgung wurden gesehen und Konkurrenz galt als das wichtigste Prinzip in der belebten Natur.

Erst in jüngerer Zeit - auch durch die Erfolge der Gen- und Genomforschung - wurde deutlich, dass die Geschichte des Lebens und die Entwicklung der Lebewesen ohne Kooperation und „Zusammengehen“ nicht denkbar wäre. Symbiogenese ist ein wichtiger Motor der Evolution und des Wirkungsgefüges in Ökosystemen.

Wurde dieser Gedanke auch lange Zeit vom Mainstream der biologischen Wissenschaft nicht anerkannt, so gab es trotzdem schon seit der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts zahlreiche Forscher, die auf die Bedeutung der Symbiose für das Leben und die Lebewesen hingewiesen haben.

Symbiosen sind eine Form des Zusammenlebens zwischen artverschiedenen Organismen. Dieses kann sowohl notwendigerweise als auch beliebig erfolgen. 1879 wurde der Begriff „Symbiose“ für diese Form der Lebensweise einschließlich des Parasitismus von HEINRICH ANTON DE BARY (1831–1888) in der Biologie geprägt. Heute wird diese weitgefasste Definition vor allem in den USA angewandt. In Europa versteht man unter der Begrifflichkeit im Gegensatz dazu eine gesetzmäßige Gemeinschaft artverschiedener Organismen, die für beide Symbiosepartner in ihren Strukturen, Produkten oder Verhaltensweisen von Vorteil ist (auch Mutalismus). Damit lässt diese enger gefasste Definition Parasitismus (ein Partner hat Nutzen und schädigt gleichzeitig den anderen) und Karpose (ein Partner hat Nutzen, schädigt jedoch den anderen nicht) außen vor.
Häufig wird der größere Symbiosepartner als Wirt, der kleinere als Symbiont bezeichnet. Lebt der kleinere Partner außerhalb des Wirtskörpers (Fell, Stamm etc.), nennt man diese Form auch Ektosymbiose. Bei Aufenthalt des Symbionten im Inneren des Wirtes (z. B. Darm, Leibeshöhle) wird die Lebensweise als Endosymbiose bezeichnet.
Der Nutzen einzelner Symbiosen ist oft jahrelanger Forschungsgegenstand, mehrheitlich bezieht er sich auf die Bereiche Ernährung, Körperpflege, Feindschutz, Austausch von Stoffwechselprodukten und Fortpflanzung.

* 27.12.1822 in Dôle (Frankreich)
† 28.09.1895 in Villeneuve (Frankreich)

Der bekannte französische Chemiker, Biologe, Mediziner und Bakteriologe LOUIS PASTEUR wurde am 27. Dezember 1822 in Dôle geboren. Nach seinem Studium an verschiedenen Universitäten in Frankreich (Dijon, Straßburg und Lille), arbeitete er ab 1857 in Paris. PASTEUR hatte sich den Kampf gegen Krankheit und Tod zu seiner Lebensaufgabe gemacht. Er erkannte als erster, dass Mikroorganismen bei Fäulnis und Gärung mitwirken. Daraus leitete er folgende Idee ab: beim Erhitzen von Lebensmitteln müssten nicht hitzebeständige Bakterien abgetötet werden. Dadurch könnte man sie keimfrei machen. Dieses Verfahren wird auch heute noch angewendet, z. B. beim Entkeimen der Milch. Man nennt es nach PASTEUR „Pasteurisieren“. PASTEUR kam durch seine Untersuchungen zu der Überzeugung, dass viele Krankheiten durch Bakterien hervorgerufen werden. Deshalb entwickelte er die Immunisierung mit abgeschwächten Krankheitskeimen wieder, so gegen Hühnercholera, Milzbrand und vor allem gegen die Tollwut.

LOUIS PASTEUR legte mit seinen Forschungen den Grundstein für die Lehre der Mikrobiologie und damit auch die Grundlage für Keimfreiheit (Asepsis und Antisepsis) in der Chirurgie. 1888 errichtete der französische Staat ein Institut für seine Forschungen in Paris, das Pasteur-Institut.

Der große Forscher und Wissenschaftler starb am 28. September 1895 in Villeneuve bei Paris an den Folgen eines Schlaganfalls.

Bei Prokaryoten kommen neben der Zellteilung verschiedene Formen des Austauschs von genetischem Material vor, auch zwischen verschiedenen „Arten“.
Die geschlechtliche Fortpflanzung geschieht artenbezogen, beispielsweise über einen Generationswechsel oder über die räumliche und zeitliche Trennung von Plasma- und Kernverschmelzung.

Als Angina tonsillaris bezeichnet man die durch Infektion verursachte Entzündung der Mandeln, hauptsächlich betroffen sind meist die Gaumenmandeln. Symptome der Krankheit sind Fieber, Halsschmerzen, Schluckbeschwerden, zum Teil Schmerzausstrahlung bis in die Ohren, Kopfschmerzen und gelegentlich auch Erbrechen. Bei der Untersuchung sind die Mandeln vergrößert (Angina catarrhalis) oder mit vereinzelten Eiterstippen (Angina follicularis) oder größerflächigen gelben Belägen (Angina lacunaris) versehen. Die Kieferwinkellymphknoten können geschwollen sein.

Die virusbedingte Angina klingt meist nach 1–3 Tagen ohne spezielle Therapie ab. Bei Verdacht auf bakteriell bedingte Angina (Diagnose durch Symptome wie Stippen und Beläge oder Rachenabstrich mit Streptokokkennachweis) ist eine Therapie mit Antibiotika (z. B. Penicillin) sinnvoll.

Beim Wettlauf um die Bekämpfung von bakteriellen Infektionskrankheiten hat in der Forschung eine neue Runde begonnen. Mit der Entdeckung von Antibiotika Mitte des vorigen Jahrhunderts dachte man, die bakteriellen Infektionskrankheiten für immer besiegen zu können.
Inzwischen haben viele Antibiotika ihre Wirkung verloren. Es sind Bakterienstämme entstanden, die eine Resistenz gegen die Präparate entwickelt haben. Besonders in Krankenhäusern, wo Patienten mit geschwächtem Immunsystem liegen, sind sie zum Problem geworden. Eine Ursache ist die unsachgemäße Verwendung der Antibiotika durch Arzt und Patient.

Die Cholera ist eine durch Bakterien ausgelöste Darminfektion, die zu starken Durchfällen, Erbrechen, Krämpfen, Mattigkeit und einem lebensbedrohlichem hohem Flüssigkeits- und Salzverlust führen kann, der unbehandelt durch Kreislauf- und Nierenversagen fast immer tödlich endet. Sie breitete sich in den letzten Jahren wieder stärker aus, insbesondere bei schlechten, hygienischen Bedingungen (Flüchtlingslager, Naturkatastrophen). Verseuchtes Trinkwasser und mit solchem Wasser gewaschene Lebensmittel sind für die Übertragung verantwortlich. Vor allem in den Entwicklungsländern kommt es immer wieder zum Ausbruch der Krankheit. Als Behandlungsmaßnahme muss in erster Linie ein Ausgleich des Flüssigkeits-, Elektrolyte- und Zucker(Glucose)verlustes gewährleistet sein. Vorbeugend kann man sich in gefährdeten Gebieten durch abgekochtes Trinkwasser und den Verzicht von Salat, Meeresfrüchten und Obst schützen.