Thermophilie

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

Thermophilie (von altgriechisch θερμός thermós „warm“ sowie φίλος phílos „liebend“)[1] ist die Eigenschaft von Lebewesen, hohe Temperaturen (45–80 °C) zu bevorzugen. Lebewesen mit dieser Eigenschaft werden als thermophil bezeichnet. Liegt der bevorzugte Temperaturbereich oberhalb von 80 °C, spricht man von hyperthermophilen Lebewesen.

Thermophile Organismen finden sich insbesondere unter den Archaeen sowie (seltener) bei den Bakterien. Für manche Archaeen liegen die optimalen Lebensbedingungen erst bei weit über 70 °C; sie leben vor allem in heißen Quellen und Geysiren. Einige thermophile Bakterien und Pilze (z. B. Chaetomium thermophilum) besiedeln bevorzugt Komposthaufen, in deren Innern durch Verrottungsprozesse die Temperatur auf über 45 °C gestiegen ist.

In der Tiefsee gibt es in Gebieten mit vulkanischer Aktivität – vor allem an mittelozeanischen RückenÖkosysteme, bei denen die Wassertemperaturen aufgrund einer Erhitzung durch aufsteigendes Magma und des hohen hydrostatischen Drucks sogar 100 °C übersteigen, die aber dennoch eine reichhaltige Biozönose enthalten. Als derzeitige Spitzenreiter unter den hyperthermophilen Mikroorganismen gelten die Archaee Strain 121, die noch bei 121 °C ihre Population alle 24 Stunden verdoppelt (entdeckt 2003 an einem Schwarzen Raucher im Juan-de-Fuca-Rücken), und die Archaee Methanopyrus kandleri, die auch bei 122 °C wachsen kann (1991 entdeckt an einem Schwarzen Raucher im Golf von Kalifornien).[2][3] Damit lösen diese den vormaligen Rekordhalter Pyrolobus fumarii ab, der bis maximal 113 °C zu wachsen in der Lage ist.[4] An den Schloten Schwarzer Raucher lebt auch der Wurm Alvinella pompejana, der in seinem Lebensraum Temperaturen von bis zu 80 °C toleriert und damit den Rekord unter den thermophilen Eukaryoten hält.

Man nimmt an, dass die absolute Obergrenze für Leben jeglicher Art um etwa 150 °C liegt, da bei höheren Temperaturen die DNA (der Träger der Erbinformation) mit so hoher Geschwindigkeit durch Hydrolyse zerfällt, dass jedes aktuell bekannte DNA-Reparatursystem damit überfordert wäre. Bärtierchen sind in der Lage, unter gewissen Voraussetzungen und mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit Temperaturen bis zu 151 °C zu überleben und bestätigen damit vorläufig diesen Grenzbereich. Dennoch kann niemand mit letzter Sicherheit die Existenz von sogenannten ultrathermophilen Organismen ausschließen. Diese derzeit noch hypothetischen Lebewesen könnten Mechanismen entwickelt haben, mittels derer sie bei noch höheren Temperaturen überleben, wie sie z. B. in manchen Heißwasserquellen vorzufinden sind, in deren Nähe Kolonien von Pyrolobus fumarii existieren; dort wurden Temperaturen von bis zu 350 °C gemessen.

Auch Landtiere können thermophil sein. Das trifft insbesondere für viele Tiere der Wüsten zu.

In der technischen Mikrobiologie (Biotechnologie) laufen bakterielle Prozesse dann bei thermophilen Bedingungen, wenn sie bei über 50 °C ablaufen. Liegen die Temperaturen darunter, spricht man von mesophilen Bedingungen (30–40 °C) bzw. psychrophilen Bedingungen (unter 20 °C). Sowohl die Gärung als auch die Kompostierung können bei thermophilen Bedingungen betrieben werden.

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Wilhelm Gemoll: Griechisch-Deutsches Schul- und Handwörterbuch. München/Wien 1965.
  2. Lovley, D. & Kashefi, K. (2003): Extending the upper temperature limit for life. In: Science. Bd. 301, S. 934-524. PMID 12920290 PDF
  3. Unboilable bug points to hotter origin of life guardian.co.uk, 15. August 2003; Strain 121 en.wikipedia, abgerufen am 1. Dezember 2010
  4. Cowen, D.A. (2004): The upper temperature of life – where do we draw the line? In: Trends Microbiol. Bd. 12, S. 58-60. PMID 15040324