Text: Bettina Wurche
In einem Hexenkessel aus extrem hohen Temperaturen, Vulkanausbrüchen, hoher UV-Strahlung und unter einer sauerstofflosen Atmosphäre voller Methan und Ammoniak entstand vor über vier Milliarden Jahren das irdische Leben, vermutlich in den Tiefen eines Urozeans. Der fossile Nachweis dieser ersten Lebensformen ist schwierig, da sie nur an wenigen Stellen der Welt dafür gut genug erhalten geblieben sind. Diese ersten Lebensformen waren einfach gebaute Bakterien. Ihre flächigen Kolonien überzogen wie Matten den Untergrund und sonderten einen Schleimfilm ab, der sie vor der Umgebung schützte.
Nach unseren menschlichen Maßstäben waren diese ersten Lebewesen extremophil – sie schafften es, in einer Umgebung zu überleben, die wir als lebensfeindlich ansehen. In unserer heutigen Welt mit Sonnenlicht, Sauerstoff und gemäßigten Temperaturen haben sich Extremophile in Nischen zurückgezogen, wo andere Organismen nicht überleben können: Sei es zu heiß oder kalt, sauer oder basisch, salzig oder toxisch, sauerstoffarm oder andersartig extrem.
Manche davon sind sogar ganz in unserer Nähe geblieben – auch wenn sie für uns meist nicht sichtbar sind – nämlich in unserem Darm. Dort hilft eine Archaeen- und Bakterien-Gemeinschaft bei der Verdauung von Nährstoffen, reguliert die Funktion des Darms und beeinflusst unser Immunsystem und unsere Psyche. Eine solche Community wird Mikrobiom genannt, die im Darm wiegt beim Menschen etwa 1,5 Kilogramm und ist für die Forschung besonders interessant. Zwar ist die Gemeinschaft gut an die extremen Lebensbedingungen in uns angepasst – sie lebt in ständiger Dunkelheit und trotzen mit starker Säure und Sauerstoffarmut in uns – doch auch sie hat zu kämpfen, wenn sich ihre Lebensbedingungen ändern: Ist das Mikrobiom aus dem Gleichgewicht gekommen, kann das Auswirkungen auf unsere Gesundheit haben. Am Braunschweiger Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersucht ein Team um Till Strowig, wie die Mikrobengemeinschaften Infektionskrankheiten beeinflussen und wie sie zur Behandlung von Adipositas, Diabetes oder entzündlichen Darmkrankheiten wie Morbus Crohn manipuliert werden könnten.
Helferlein für körperliche Höchstleistungen
Flirrendes Smaragdgrün, schimmerndes Schwarz und schillerndes Rubinrot – die in Nordwestamerika lebenden Schwarzkinn- und Anna-Kolibris sehen aus wie fliegende Edelsteine. Nur Biologen denken beim Anblick der ästhetischen Mini-Vögel an deren Darm. Denn die Mikroben-Wohngemeinschaft im Darm ist maßgeblich für die Fitness, den Gesundheitszustand und das glänzende Gefieder der Kolibris verantwortlich. Kot-Analysen geben Aufschluss über die Mikrobiom-Zusammensetzung. Sie zeigen: Die Bakterien-Community hat sich im Laufe der Evolution gemeinsam mit dem Wirt, ihrem Lebensraum, entwickelt. Außerdem haben Vögel durch körperliche Höchstleistungen, die sie zum Beispiel beim Fliegen erbringen, ein grundsätzlich anderes Mikrobiom als etwa Menschen.
