Bakterien – ihre Entdeckung und Bedeutung für Natur und Mensch (eBook)

Gerhard Drews ist emeritierter Professor am Lehrstuhl für Mikrobiologie an der Universität Freiburg.Georg Fuchs ist Professor am Lehrstuhl für Mikrobiologie an der Universität Freiburg.

Vorwort 6
Abkürzungsverzeichnis 8
Inhaltsverzeichnis 9
1 Einleitung 14
2 Was sind Mikroorganismen und wie sind sie entstanden 17
3 Anfänge naturwissenschaftlichen Denkens 20
3.1 Galenos von Pergamon (129–199), ein bedeutender Mediziner in der Antike 20
3.2 Avicenna (980–1037), Förderer der Medizin 23
3.3 Hieronymus Fracastoro und das infektiöse Agens 23
4 Die Fortschritte der Naturwissenschaften im 17. und 18. Jahrhundert 34
4.1 Antoni van Leeuwenhoek (1632–1723) 36
4.2 Versuche, den Bakterien in der Welt der Lebewesen einen Platz zuzuweisen 47
4.3 Mit der Hypothese der Urzeugung entwickelte sich modernes Denken und Experimentieren 50
5 Die Entwicklung moderner mikrobiologischer Forschung im 19. Jahrhundert 56
5.1 Neue Methoden und Denkansätze 56
5.2 Der Breslauer Botaniker Ferdinand Cohn setzt Maßstäbe für die bakteriologische Forschung 61
5.3 Cohn, Koch und Pasteur repräsentieren Richtungen bakteriologischer Forschung 70
6 Die vielfältigen Aktivitäten von Bakterien in der Natur 98
6.1 Entwicklung von Methoden und Denkansätzen 98
6.2 Der Stickstoffkreislauf 100
6.3 Der Kreislauf des Schwefels 108
6.4 Die Kreisläufe von Sauerstoff und Kohlenstoff 111
6.5 Metalle im Energiestoffwechsel von Bakterien 123
6.6 Die Aufklärung von Gärungsstoffwechsel und Atmung 126
6.7 Die photosynthetisch aktiven Bakterien 129
6.8 Die Welt der „blaugrünen Algen“, die Cyanobakterien mit oxygener Photosynthese 139
7 Die Entdeckung der Viren und anderer suborganismischer infektiöser Agenzien 142
7.1 Das Tabakmosaikvirus und andere Viren 142
7.2 Viroide: Nackte, infektiöse Ribonukleinsäure 147
7.3 Prione, die unheimlichen Krankheitserreger aus Protein 148
8 Die Wege zur Entdeckung von Proteinen, Enzymen und Zellstrukturen 150
8.1 Die Zelle als Grundbaustein aller Organismen 150
8.2 Entdeckung des Generationswechsels 151
9 Die Einheit des Stoffwechsels und die Aufklärung von Proteinstrukturen 152
10 Die Molekularbiologie erweitert unser Blickfenster auf das Geschehen in der Natur 155
10.1 Das Entstehen der Vererbungslehre 155
10.2 Die Chemie der Makromoleküle 157
10.3 Das Entstehen der Bakteriengenetik 157
10.4 Lederberg und sein Beitrag zur Entwicklung der Bakteriengenetik 158
10.5 Fortschritte der molekularen Genetik 163
10.6 Die Doppelhelix der Desoxyribonukleinsäure (DNA) 164
10.7 Der genetische Code und seine Übersetzung in die Sprache der Proteine 171
10.8 Die molekulare Biologie der Zelle 175
10.9 Der Begriff der Spezies und die Sexualität bei Bakterien 181
11 Die Verwandtschaft zwischen Bacteria, Archaea und Eukarya 186
11.1 Die Symbiontentheorie und ihr Einfluss auf die Deutung der Stammesentwicklung 188
11.2 Die Drei-Domänen- und die Eocytenhypothese 189
11.3 Bacteria und Archaea 190
12 Regulation von Stoffwechsel und Zelldifferenzierung 194
12.1 Die ATP-Synthase 195
12.2 Energieproduktion durch Substratstufenphoshorylierung 197
13 Mikroorganismen und ihre Umwelt 200
13.1 Strategien der Bakterien, einen optimalen Lebensraum zu besetzen 202
13.2 Aktive Bewegung von Bakterien 203
13.3 Süßwasser-Binnenseen 205
13.4 Das Streifenwatt 208
13.5 Lebensgemeinschaften in der Tiefsee der Ozeane 210
13.6 Leben unter dem Eis in der Antarktis 215
13.7 Andere extreme Standorte 215
13.8 Lebensgemeinschaften im Boden 216
13.9 Lebensgemeinschaften im Darm des Menschen 218
13.10 Der Pansen und seine Bewohner 221
13.11 Trinkwasser und Abwasser 221
14 Mikroorganismen im Dienste des Menschen: Biotechnologie 225
15 Systembiologie 230
15.1 Die Systembiologie untersucht Regulationsnetzwerke und phylogenetische Beziehungen 230
15.2 Die synthetische Biologie konstruiert Organismen mit bestimmten Eigenschaften 231
16 Anmerkungen zur Evolution der Lebewesen 234
Ausblick 240
Glossar 242
Literatur 244
Sachverzeichnis 257