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Mikrobielle Ökologie

Die Mikrobielle Ökologie untersucht die Funktion, Zusammensetzung und die Wechselwirkungen von Mikroorganismen untereinander und mit ihrer Umwelt.
Mikroorganismen, also Bakterien, Pilze und Einzeller, spielen in den globalen und lokalen Stoffkreisläufen eine zentrale Rolle. Während Pflanzen mit Hilfe der Photosynthese komplexe Moleküle synthetisieren und Energie bereitstellen, obliegt es den Mikroorganismen, diese komplexen Moleküle wieder zu zerlegen und dem Stoffkreislauf zur Verfügung zu stellen. Etwa die Hälfte der globalen Biomasse findet sich in Mikroorganismen.
Die Mikrobielle Ökologie versucht also zunächst zu klären, welche Mikroorganismen an welchen Standorten und in welcher Zusammensetzung vorkommen. Da es sie schon viel länger auf der Erde gibt als Pflanzen und Tiere, ist die Variabilität der Mikroorganismen und ihrer Stoffwechsel größer. Bislang war die Untersuchung von Proben ein schwieriges Unterfangen, da das Untersuchungsobjekt sehr klein ist. Größere Mikroorganismen wurden mit dem Mikroskop untersucht, Bakterien mussten aufwendig kultiviert und vermehrt werden, um dann in relativ großer Menge untersucht oder sequenziert zu werden. Da sich aber viele, auch wichtige, Mikroorganismen unter Laborbedingungen nicht vermehren, war es bisher kaum möglich, diese schnell und günstig zu untersuchen. Neueste Sequenziertechnik kann dieses Problem lösen. Mittlerweile kann schon aus einzelnen DNA-Molekülen die Sequenz ermittelt werden, um die Art des Bakteriums zu bestimmen.
Die Anwendungsbereiche der Mikrobiellen Ökologie sind im wesentlichen in der Medizin und in der Lebensmittelherstellung zu finden. Die Erforschung der Genetik und Ökologie von Krankheitserregern ist ein wichtiges und aktuelles Feld. Multiresistente Keime oder enterohämorrhagische E. Coli (EHEC) sind nur zwei von vielen Beispielen.
Mikroorganismen spielen außerdem eine große Rolle in der Herstellung von Lebensmittel. Neben dem klassischen Einsatz von Hefen und Bakterien beispielweise bei der Herstellung von Bier oder Käse, spielen auch gentechnisch veränderte Organismen (GVO) eine zunehmende Rolle in der Mikrobiellen Ökologie. Hier müssen Wechselwirkungen und Funktion der GVOs getestet und analysiert werden.