Kräuter-Biotika (eBook)

Bakterien, Bazillen, Bösewichter – diese Gedankenverbindung ist uns bestens bekannt. Doch um es gleich vorwegzusagen: Das ist eine Assoziation, die auf falschen Annahmen beruht. Bakterien gehören nämlich untrennbar zu unserem Dasein wie Wasser, Feuer, Luft und Erde. Es gibt sie seit undenklichen Zeiten, und sie sind unentbehrlich, ja, sie schaffen sogar erst die Voraussetzungen für das Leben.

Bakterien sind vielfältig und allgegenwärtig. Die einzige Gemeinsamkeit ist ihre Einzelligkeit. Es gibt für uns nützliche und schädigende – doch die allermeisten Bakterien leben völlig unbemerkt in uns, an uns und fast überall in unserem Umfeld.

Woher Bakterien kommen und wie sie unser Leben ermöglichen und bereichern

Zunächst möchte ich Sie jedoch zu einer kurzen Rückschau auf die Entwicklung unserer Natur einladen – unsere Vergangenheit, die die Voraussetzungen für uns wunderbare Wesen geschaffen und uns nachhaltig geprägt hat. Mit dem folgenden vereinfacht dargestellten »Schnelldurchlauf« zur Entwicklung der Erdgeschichte aus biologischer Sicht will ich Informationen zusammenfassen, die das Verständnis dieses Buches erleichtern sollen oder vielleicht sogar erst ermöglichen. Begleiten Sie mich deshalb jetzt auf der Reise zu den irdischen Anfängen des Lebens.

Vor mehr als vier Milliarden Jahren gab es eine Landmasse, Wasser und atmosphärische Gase, hauptsächlich Kohlendioxid (CO2), Wasserdampf (H2O) und Ammoniak (NH3). Vulkanausbrüche unter Wasser und Gestein, Blitze und UV-Strahlung – es gab noch keine schützende Ozonschicht – erzeugten eine Menge Energie und Chaos. Alle Materie wurde immer wieder durcheinandergewirbelt, und auch die Atome und Moleküle formierten sich immer wieder neu. Zusätzlich wiesen die meisten Atome in den damaligen chaotischen Verhältnissen eine minimale elektrische Ladung auf. Das führte dazu, dass sich einige der sich zusammenfindenden Bausteine aus den Elementen C, O, H und N, Bestandteile obengenannter Gase, immer wieder auf eine bestimmte Art zusammenrotteten. Es entstanden die ersten Kohlenhydrat- und Eiweißmoleküle. Aufgrund ihrer Anziehungskräfte zogen diese Moleküle auch immer wieder die gleichen kleinen Moleküle an und bildeten Pärchen.

Sei es zufällig, aufgrund »göttlichen Funkens« oder außerirdischen Inputs – einige dieser Formationen waren besonders eifrig dabei, sich zu paaren und Verbindungen auszuprobieren. Fünf dieser sogenannten Basen kennen wir heute noch als Grundbausteine des Lebens: Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G), Cytosin (C) und Uracil (U). Sie lagern sich immer zu folgenden Pärchen zusammen:

C + G sowie A + T beziehungsweise A + U.

Ihre Reihenfolge auf einem Chromosom (das ist ein Erbgutsegment oder -teilstück) sowie die Länge und die Faltung des gesamten Informationsträgers bestimmen den Vererbungscode. A, C, G, T und U sind sozusagen die Buchstaben zu den Sätzen, die das Buch des Lebens füllen. Bücher sollten aber nicht nur geschrieben, sondern auch vervielfältigt werden, um ihre Information zu verbreiten. Diese Metapher lässt sich ebenfalls auf die Pärchenmoleküle übertragen, denn auch sie stellten zuerst inverse Abzüge und mit diesen als Vorlage originalgetreue Kopien von sich her. Und sie tun dies bis heute!

Da Partys mit vielen Freunden nun mal fröhlicher sind als einsame Abende, fanden sich im Urozean immer mehr Bausteine zusammen und formten längere Ketten. Auch diese Anordnungen konnten (und können) über eben genannte zwei Schritte jeweils dupliziert werden.

Irgendwann gestalteten einige Molekülformationen auch eine Hülle – und der Prototyp einer lebendigen Zelle war entstanden. In seinem Inneren herrschten andere Bedingungen als außen. Fehlendes konnte von außerhalb eingeladen, Überschüssiges abgegeben werden.

Selbstverständlich bin auch ich nicht in der Lage, Ihnen detailliert die Entstehung oder Entwicklung des irdischen Lebens zu erklären. Doch unter den gegenwärtigen Theorien zum Thema scheint mir dieses vereinfacht dargestellte Szenario am wahrscheinlichsten. Wichtig ist, was »hinten rauskommt« – und das ist die Tatsache, dass das irdische Leben seit über drei Milliarden Jahren in allen Organismen dieselbe Sprache spricht und denselben grammatischen Regeln folgt. Aus den ersten Worten bildeten sich Sätze, und die Sätze erzählen uns mittlerweile erstaunlich detailliert-komplexe Romane, bilden Fachliteratur oder vermitteln uns Gesetzestexte und vieles mehr.

Erste Zellen

Diese frühen Urzellen waren bereits Vorfahren unserer heutigen Bakterien! Die ersten unter dem Mikroskop gesichteten Winzlinge waren stäbchenförmig, daher wurden sie nach dem griechischen Wort für »Stäbchen, Stöckchen« benannt: baktḗrion (obgleich sie auch kugelförmig, spiralig oder ganz anders aussehen können).

Genauer gesagt, sind Bakterien sogar die Urahnen allen Lebens auf unserem Planeten, die Ururur … großeltern aller Organismen, von Amöben ebenso wie von Pflanzen, Tieren und uns Menschen. Bakterien bestehen aus den gleichen Molekülteilchen wie Moose, Insekten, Fische, Blumen, Bäume, Spinnen, Tiger und der Homo sapiens – genauso wie all unsere natürlichen Lebensmittel.

Statt bei jedem Gedanken an Bakterien in Hygienehysterie zu verfallen, sollten wir sie also erst einmal begutachten und vor allem mehr achten. Es lohnt sich nämlich sehr, sie näher kennenzulernen, die »Omas und Opas unseres Daseins«.

Zucker, Eiweiße und Fette

Zurück zum Prototyp der ersten lebendigen Zelle: Ihre Inhaltsstoffe und ihre Hüllbausteine nennen wir heutzutage »Kohlenhydrate« (oder »Zucker«), »Proteine« (oder »Eiweiße«) und »Lipide« (oder »Fette«). Fette wurden erst später der Elite der Grundbausteine zugefügt, da sie doppelt so viel Energie speichern können als Zucker. Heute drücken wir das in Kilojoule oder Kalorien aus. Eiweißbausteine, sogenannte Aminosäuren, lagerten sich gern zu Ketten aneinander, »Peptide« genannt (nach dem griechischen peptós für »verdaut«). Wurden diese Peptidketten länger als etwa fünfzig Einheiten, falteten sie sich zu stabilen dreidimensionalen Gebilden, den Proteinen. Auch die Zuckermoleküle bildeten verschieden lange Ketten, oft zusätzlich mit Seitenketten versehen. Diese Kohlenhydrate oder Saccharide schmecken meist nicht mehr süß, zum Beispiel Stärke, Pektin und Zellulose.

Differenzierungen

Manchmal schnürte sich ein Teil der Außenhülle dieser Urgebilde ab und formte eine neue Zelle. Die inneren Bausteine verteilten sich zu gleichen Teilen auf beide Untereinheiten. Und auf diese Weise entstanden immer mehr dieser Zellkopien.

Von Zeit zu Zeit schlichen sich kleine Fehler in die Verteilung der Inhalte ein, und einzellige Organismen begannen sich zu differenzieren. Sie wurden immer unterschiedlicher. Aufgrund immer neuer Fehlübertragungen während der Verdopplungen entstanden zudem immer mehr und immer komplexere Teilchen.

Gleiche Einheiten bildeten Gruppen, die sich wiederum mit ähnlichen Gruppen zu größeren Verbänden sammelten. So wurden im Laufe der Zeit die Unterschiede zwischen den Einzellern stets größer, und es entstanden systematisch viele verschiedene Arten, Gattungen, Familien, Ordnungen und Klassen von Bakterien (siehe ebenso weiter unten den Abschnitt »Mutationen«).

Das ist auch der Grund, warum ich anfangs erwähnte, dass es unzählige verschiedene Sorten von Bakterien gibt. Ihr kleinster gemeinsamer Nenner ist wie gesagt ihre Einzelligkeit. Ansonsten sind ihre Unterschiede mindestens genauso enorm wie die zwischen Menschen und Flöhen, Fliegen, Fichten oder Flachlandgorillas.

Auf jeden Fall gab es dann vor circa drei Milliarden Jahren unzählige kleine, membranbegrenzte Einheiten mit relativ simpler Innenstruktur. Die Bau- und Lebensweise der Bakterien, die den Anfang unseres Lebens bilden, ist bis heute die erfolgreichste Lebensform auf unserem Planeten.

Photosynthese und Glycolyse

Jeder Auf- und Umbau der Moleküle, gleich, ob sie zu den Hüllbausteinen oder den Innenstrukturen gehören, erfordert Energie. Entweder sie wird zugeführt, oder sie wird freigesetzt. Zum Glück scheint – nach kosmischen Dimensionen – nahe der Erde die Sonne, und einige dieser ersten einfachen Organismen waren tatsächlich in der Lage, die Sonnenlicht- in chemische Energie umzuwandeln und ihre Verdoppelungsvorgänge signifikant zu beschleunigen. Mit anderen Worten: Sie etablierten die Photosynthese.

Wurde mehr Energie benötigt, als vorhanden war, wurde die Sonne »angezapft«. Überschüssige chemische Energie konnte in Form von Zuckern und später in komplizierter gebauten Bausteinchen, den Fetten, gespeichert werden.

Photosynthese betreibende Zellen besitzen Chloroplasten. Das sind Bestandteile pflanzlicher Zellen, sogenannte Zellorganellen. Die Vermutung liegt nahe, dass sie früher eigenständige Lebewesen waren und zum gegenseitigen Nutzen mit anderen Zellen verschmolzen sind.

Die Umkehrung des Prozesses – die Rückwandlung der Speicherenergie in chemische Energie – heißt »Glycolyse«: Das ist die Aufspaltung von Zuckern, die mittels Enzymen bewerkstelligt wird. Enzyme sind Zellsubstanzen, die biochemische Reaktionen starten können. Mit enzymatischer Hilfe können Kohlenhydrate auseinandergenommen oder umgebaut werden, wobei die zuvor gespeicherte Energie wieder frei wird und für andere Lebensprozesse genutzt werden kann. Die Glycolyse ist wahrscheinlich ebenfalls eine Erfindung der ersten...