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Einleitung

 

Wie kommt ein Veterinär, dessen Augenmerk  eher auf die sogenannten „höheren Lebewesen“  gerichtet sein sollte dazu, sich mit Mikroorganismen zu beschäftigen?

 

Vor über 30 Jahren beriet ich durch Vermittlung eines Freundes eine Gesellschaft, die sich mit der Beseitigung und Nutzung von Schweinegülle befasste.

Die Fäkalien wurden in riesigen Becken in mehreren Stufen mikrobiell zu Wasser und organischen Substanzen umgewandelt. Letztere konnten zu Pellets verarbeitet zu 30 Prozent dem Schweinefutter wieder zugeführt werden, da sie einen hohen Anteil an wichtigen Nährstoffen für die Aufzucht von Schweinen enthielten. Ein Beispiel für einen sinnvollen und verantwortungsvollen Umgang mit anfallenden Abfallprodukten aus der  Landwirtschaft.

Ähnliche abfallverwertende und damit ökologisch sinnvolle Verfahren, bei denen Mikroorganismen eingesetzt werden können, gibt es auch für den Müll aus der Industrie und dem menschlichen Müll der Städte, der in zunehmend immer größeren Mengen anfällt und unsere Umwelt in hohem Maße schädigt.

Leider hat das Beispiel mit der Gülleverwertung bis heute kaum Schule gemacht. Nach wie vor landen riesige Mengen an Schweinegülle auf den Äckern und Weiden, schädigen die Böden und verseuchen das Grundwasser.

Wir befinden uns in einer Situation in der überwiegend finanzielle Interessen bei der Produktion von Nahrungsmitteln und der Entsorgung von Abfällen, mit wenig Rücksicht auf die Schädigung unserer Umwelt, im Vordergrund stehen. So beziehen wir in Europa und auch in China inzwischen Soja als Schweinefutter aus südamerikanischen Ländern. Dort werden riesige Flächen des Regenwaldes abgeholzt, um sie als landwirtschaftliche Flächen für den Intensiv-Anbau von Soja zu nutzen. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis aus diesen Flächen nutzloses wüstenähnliches Brachland entstanden ist. Beispiele dafür, wie aus Monokulturen in kurzer Zeit verdorrte unfruchtbare Böden entstanden sind, gibt es weltweit.

 

Mich hat die Begeisterung für mikrobielle Prozesse, wie sie u.a. bei der Umwandlung der Schweinegülle stattfinden, seit meiner ersten Beschäftigung mit Mikroorganismen seitdem nicht mehr losgelassen. Zuvor war mir nicht bewusst gewesen, dass jeder Bereich der menschlichen Gesellschaft und jeder Teil der belebten Welt, sei es im Positiven oder im Negativen von der Tätigkeit von Mikroorganismen betroffen ist. Das Wissen hierüber musste ich mir über viele Jahre hinweg erst aneignen.


  • Mikroorganismen versorgen uns Menschen  und alle Tiere auf unterschiedlichen Wegen mit Nahrung, wobei einige besondere Stämme für die Erzeugung gastronomischer Genüsse, z.B. Wein, Bier oder Käse und anderer Milchprodukte zuständig sind.
  • Mikroorganismen sind der Ursprung unserer unermesslichen Rohölvorkommen auf unserer Erde, für deren Entstehung viele Millionen Jahre benötigt wurden und die wir innerhalb von wenigen Jahrzehnten rücksichtslos verbrauchen und dabei zusätzlich unsere Umwelt zerstören.

  • Mikroorganismen sind aktiv an der Reinigung von Abwässern beteiligt, die sie durch den Abbau von giftigen und schmutzigen Bestandteilen in sauberes Trinkwasser verwandeln.

  • Mikroorganismen wirken entscheidend bei der Zersetzung toter tierischer und pflanzlicher Bestandteile und ihrer Rückführung in neue Stoffkreisläufe mit.

  • Mikroorganismen tragen die Hauptlast bei der Verarbeitung der unermesslichen Flut an giftigen Produktionsrückständen der modernen Industriegesellschaft.

  • Mikroorganismen sind in der Lage, tausende Tonnen aus havarierten Tankern ausgelaufenes Öl aus dem Meer abzubauen.

  • Mikroorganismen werden von der Pharmaindustrie benutzt um lebensrettende Antibiotika und anderer Produkte herzustellen, die bei verantwortungsvollem Umgang mit ihnen einen großen Nutzen für die Gesundheit von Menschen und Tieren haben können.

  • Mikroorganismen haben Werkzeuge und Ideen geliefert, die in den vergangenen Jahrzehnten ein beinahe unbegrenztes Wachstum der Biowissenschaften ermöglicht haben.

  • Mikroorganismen im Boden sind die Voraussetzung für unser Leben. Ihr Einfluss auf unsere Geschichte und die Geschichte unseres Planeten, sowie ihr Beitrag zur Erhaltung unserer Umwelt und zur Verbesserung unseres Lebensstandards ist unersetzlich.


Aber Mikroorganismen verursachen auch gefährliche Erkrankungen und Epidemien bei Menschen und Tieren.

Sie haben in der Vergangenheit ganze Armeen vernichtet und dadurch große militärische Feldzüge effektiver vereitelt, als es die Taktik von Generälen oder die Intrigen von Politikern je vermocht hätten.

Sie lauern auch heute noch auf Gelegenheiten, Veränderungen im menschlichen Verhalten und in unserer Umwelt für sich auszunutzen.

Mikroorganismen könnten jedoch bei verantwortungsvollem Einsatz in der Zukunft eine noch wesentlichere Rolle für unser menschliches Leben spielen. Dabei ist es wichtig, dass ihr Einsatz einer breiten Masse der Bevölkerung zu Gute kommt und nicht durch wirtschaftliche Interessen in falsche Bahnen gelenkt wird.

Mein Wunsch ist es, mit meinen Beiträgen über die unzähligen Aktivitäten von Mikroorganismen möglichst vielen Lesern bewusst zu machen, wie groß der Einfluss dieser winzigen mit bloßem Auge nicht sichtbaren Lebewesen auf unser Leben ist.

Vielleicht liest es auch der eine oder andere Entscheidungsträger, sei es aus der Politik, Industrie oder Landwirtschaft und erkennt für sein Handeln neue Gedankenansätze, die sich zum Wohl unserer menschlichen Gesellschaft nutzen lassen.

Ich werde regelmäßig neue Artikel über Mikroorganismen auf meiner Homepage den in den letzten Monaten erschienenen Artikeln hinzufügen.



Inhalt



45) Die Bedeutung von Mikroorganismen bei der Entstehung der biologischen
      Artenvielfalt
44) Bestimmen Mikroorganismen was wir essen?
43) Wie Säugetiere zu ihren Mikroorganismen kommen...
42) Die Zusammensetzung der Mikroflora des Darms bei Tieren und
      Menschen

41) Die Entstehung von Leben
40) Neue Forschungsergebnisse über Multiple Sklerose
39) Mikroorganismen beeinflussen Krebstherapie
38) Gülle, das Produkt einer folgenschweren Fehlentwicklung in der
         Landwirtschaft

37) Mikroorganismen ernähren unsere Böden,
       Kunstdünger und Gülle zerstören sie !

36) Helicobacter pylori, gut oder böse?
35) Mikroorganismen als Cholesterinsenker
34) Symbiosen, Sternstunden für die Entstehung von Leben
33) Hitzeliebende Mikroorganismen und eine seltsame Symbiose
32) Mikroorganismen als Hersteller von umweltfreundlichen Kunststoffen
31) Mikroorganismen als PCB-Abbauer
30) Mikroorganismen des Meeres
       und ihre Bedeutung für den Menschen

29) Hemmt Glyphosat(Round up) positive Mikroorganismen im Darm ?
28) Mikroorganismen in der Biotechnologie
27) Wovon Mikroorganismen träumen
26) Mikroorganismen können Lebensmittel gesünder machen
25) Mikroorganismen produzieren Citronensäure
24) Das Blutwunder
23) Mikroorganismen helfen bei Umweltkatastrophen
22) Hygiene im Haushalt
21) Hautbewohner
20) Pilze sind überall
19) Üble Gerüche aus dem Mund und anderen Körperregionen
18) Die Enzymproduzenten
17) Mikroorganismen haben entscheidenden Einfluss
       auf die Entstehung chronisch entzündlicher Erkrankungen

16) Laktobazillen verhindern Infektionen
15) Können Mikroorganismen den Treibhauseffekt stoppen?
14) Mikroorganismen machen Mäuse mutig
13) Einfluss der Mikroflora auf Emotionen und Verhalten
12) Mikroorganismen als Methanproduzenten
11) Mikroorganismen sorgen für unser leibliches Wohl
10) Mikroorganismenkomplexe als Abwasserreiniger
 
9) Legionelleninfektionen - Folgen mangelnder Wachsamkeit
 
8) Mikroorganismen als Vitaminproduzenten
 
7) Korrosion durch Mikroorganismen
 
6) Mikroorganismen als Proteinquellen
 
5) Mikroorganismen unterstützen Krebstherapie
 
4) Anpassungsfähige Darmflora
 
3) Mikroorganismen als Antibiotikaproduzenten
 
2) Das Ende des antibiotischen Zeitalters?
 
1) Unbekanntes Bakterium aus dem Meer

  0) Literaturverzeichnis


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Die Bedeutung von Mikroorganismen bei der Entstehung der biologischen Artenvielfalt
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Der entscheidende Schritt bei der Entwicklung von Unterschieden bei der Artenbildung ging von Mikroorganismen aus, die in der Lage waren, Zellulose als Energiequelle zu nutzen. Zellulose ist die häufigste organische Verbindung auf der Erde.

Ohne Mikroorganismen bliebe sie für Tiere ungenutzt.

Mithilfe von Darmmikroben wurden Tiere erst befähigt als Pflanzenfresser zu leben.

Es war ein erster und entscheidender Schritt, durch den sich eine gewaltige Artenfülle entwickelte.

Allein mehr als 40.000 Zikadenspezies sind bisher beschrieben worden. Zusätzlich Zehntausende, wenn nicht Hunderttausende von Arten anderer Insektengruppen.

Aber auch achtzig Prozent aller Säugetiere und damit mehr als 4000 Arten vom Kaninchen bis zum Elefanten, sind Pflanzenfresser.

Auch sie verdanken ihre Existenz der Tatsache, dass ihre Ahnen sich mit den richtigen Mikroben zusammen taten.

Für uns sind entspannt weidende Kühe, Schafe oder Ziegen ein selbstverständlicher Anblick und der Inbegriff ländlicher Idylle. Aber ohne ihre Pansenbewohner gäbe es sie nicht.

Auch für die Entstehung von Raubtieren, wie Löwen, Tiger, Wölfe oder Füchse war ein reichhaltiges Angebot von Pflanzenfressern die Voraussetzung für ihre Existenz. Dazu gehört auch die große Vielfalt an insektenfressenden Vögeln, genauso wie Igel, Fledermäuse, Spitzmäuse, die von pflanzenfressenden Insekten und deren Larven leben.
Korallenriffe verdanken ihre Existenz den Symbiosen der Polypen mit Algen und Bakterien und sie wiederum schufen die Lebensgrundlage von Tausenden unterschiedlichsten Tier-und Pflanzenarten.
Die unglaubliche Vielfalt aller Lebensformen auf der Erde, ist ein Produkt der Mikroorganismen.



Wie ausgeklügelt sie die Evolution ihrer Wirte beeinflussen, wurde gerade in neuen Studien dargelegt, die in Fachkreisen und darüber hinaus, großes Interesse erregt haben.

Zumindest bei Insekten scheinen Darmbakterien großen Einfluss auf den Fortpflanzungserfolg zu haben. Sie sind anscheinend sogar an der Bildung neuer Arten beteiligt.

Forscher fanden heraus, das Drosophila-Fliegen sich bevorzugt mit Geschlechtspartnern paaren, die dieselbe Nahrung fressen wie sie.

Dieses Verhalten bleibt über Dutzende von Generationen stabil und kann nur durch eine Antibiotikagabe verändert werden.

Eine andere Nahrung führt jedoch zu Verschiebungen innerhalb dieser Mikroorganismen-Gemeinschaft. Manche Arten nehmen stark zu, andere verlieren an Bedeutung, was dann vermutlich zu einer Veränderung der Sexuallockstoffe führt, die von den Fliegen nach außen abgegeben werden.

Es sind demnach die Darmmikroben, die hierfür den Ausschlag geben.

Die Wissenschaftler halten es für wahrscheinlich, dass diese Vorliebe der Fliegen zur Bildung neuer Arten beiträgt. Denn Tiere, die sich unterschiedlich ernähren, sind wahrscheinlich auch geografisch voneinander getrennt. Beides zusammen führt zu einer Verstärkung der sexuellen Isolierung, dem zentralen Ereignis in der Evolution der Arten.

In der kleinen Welt der Taufliegen wäre die Aussage: „Ich kann dich nicht riechen!“ von weitreichender Konsequenz.

Die Forscher glauben allerdings, dass ihre Ergebnisse auch darüber hinaus von Bedeutung sind. Gerüche spielen zweifellos bei der Partnerwahl vieler Tiere und auch bei Menschen eine wichtige Rolle.
In den meisten Fällen sind sie das Ergebnis mikrobieller Fermentationskünste.

Warum gehen uns diese Fortpflanzungsdetails winziger Fliegen etwas an?

Weil sie grundsätzliche Fragen an die zentrale Theorie der Biologie aufwerfen.

Ist bei der Artenbildung, einem elementaren und entscheidenden Evolutionsvorgang mehr beteiligt, als nur das eigene Genom?

Nach der von E. Rosenberg und I.Zilber-Rosenberg 2013 formulierten „Hologenomtheorie“ der Evolution, ist die von Darwin begründete Evolutionstheorie, wie Arten entstehen, erweiterungsbedürftig. Und zwar hinsichtlich der Komponenten eines Organismus, die über die Gene des Zellkerns hinaus, zum Artenbildungsprozess beitragen.

Das Mikrobiom, das bedeutet, die Gesamtheit aller den Menschen und anderen Lebewesen besiedelnden Mikroorganismen, ist viel wichtiger, als man bisher in der Evolutionsbiologie angenommen hat.


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Bestimmen Mikroorganismen was wir essen?
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Wie ich bereits in Artikel Nr. 14 beschrieben habe, ist es Forschern gelungen durch Transplantationen von Darm-Mikroorganismen, Verhaltensmerkmale von einem Mäusestamm auf einen anderen zu übertragen.
Übertragen auf den Menschen hieße das, dass man ängstliche in mutige Menschen verwandeln könnte, indem man ihnen das Darmmikrobiom eines selbstbewussten Draufgängers transplantiert und umgekehrt.
Mäuse überwinden ihre Ängste schon, wenn man ihnen probiotische Milchsäurebakterien verfüttert und auch bei unglücklichen Menschen soll dies die Stimmung merklich aufhellen.
Die an Mäusen gewonnenen Ergebnisse mahnen jedoch auch zur Vorsicht, weil  man bis heute nicht mit Sicherheit weiß, was bei einer Transplantation von Darmbakterien sonst noch übertragen wird.


Gleichzeitig sehen Forscher Möglichkeiten, derartige Mikrobentransfers auch bei anderen Krankheiten anzuwenden. Dazu gehören u.a. Multiple Sklerose, Morbus Parkinson, Morbus Crohn, Allergien, Adipositas, chronische Erschöpfungszustände und manche Formen von Autismus. Bei allen diesen Erkrankungen haben Studien ermutigende Ergebnisse geliefert, sodass es sich lohnt, in dieser Richtung weiter zu forschen.


Die Mikrobiota des Darms, wird von dem am Leben gehalten, was der Wirt zu sich nimmt. Deshalb ist es nicht unwahrscheinlich, dass diese unser Essverhalten manipuliert.
Es stellt sich die Frage, ob es uns nach bestimmten Lebensmitteln verlangt, weil wir sie mögen, oder weil sie oder einzelne Bestandteile von ihnen von unseren Mikroorganismen benötigt werden.
Die Mikroorganismen im Darm verfügen jedenfalls über verschiedene Möglichkeiten um auf das Essverhalten ihres Wirtes einzuwirken.
Fehlt ausreichend Nahrung, können sie Toxine ausscheiden, die Unwohlsein, schlechte Stimmung oder Schmerzen hervorrufen.


So wurde bei Mäusen nachgewiesen, dass Mikroorganismen in der Lage sind dem Wirt bestimmte Bevorzugungen von Nahrungsmitteln „nahezulegen“ indem sie es schaffen, den Geschmackssinn zu verändern.
Dazu müssen Gene für bestimmte Geschmacksrezeptoren nur in ihrer Aktivität gebremst oder stimuliert werden. Für Mikroorganismen in der Regel kein großes Problem.
Jeder von uns kennt die seltsamen Gelüste, die wir manchmal nach Schokolade, Erdnüssen, Chips, sauren Gurken, fetten Speisen und ähnlichem empfinden.
Die meisten Menschen geben ihnen oft nach.
Einige lassen sich von ihnen beherrschen.
Angesichts der folgenden Überlegungen kann man sich klar machen, dass wir auch die Möglichkeit haben, uns vernunftbedingt zu entscheiden, auch wenn Essensgewohnheiten nur schwer zu verändern sind.


Algen kann nicht jeder verdauen. Nur Japaner die durchschnittlich 14 Gramm täglich davon essen, verfügen über Enzyme, die sie dazu befähigen.
Diese stammen von einem Bakterium namens „Bacteroides plebeius“, das man im Darm von Nicht-Japanern bisher nicht gefunden hat.
Dieses Enzym befähigt die Japaner, Kohlenhydrate zu verdauen, die in Sushi-Algen enthalten sind.
Ist es möglich, dass dieses Bakterium nun, da sein Gen Teil des japanischen Mikrobioms geworden ist, einen verstärkten Appetit auf Algen bewirkt?
Einige Forscher sind davon überzeugt und gehen davon aus, dass entsprechende Versuche mit Mikroorganismen die spezielle Nahrungsanforderungen haben, zu genau diesem Ergebnis führen würden.
Ein Darmbakterium, das neue Nahrungsquellen erschließt, wird seinen Wirt in dem Bestreben beeinflussen, diese Nahrung nun auch zu liefern.
Nimmt ein Wirt über längere Zeit eine bestimmte Nahrung zu sich, begünstigt er in seinem Darm die Vermehrung der Mikroorganismen, die auf diese Nahrung und ihre Bestandteile spezialisiert sind, denn Mikroorganismen wollen nur fressen und sich vermehren. Auf andere Nahrungsquellen auszuweichen, ist ihnen in der Regel nicht möglich.
In der Folge, so eine weitere Vorhersage von Forschern, werden diese Mikroorganismen versuchen, ihren Wirt zur Fortsetzung seines Essverhaltens zu bewegen, damit der Nachschub gesichert ist und damit ihre Vormachtstellung.


Leider sind die Interessen der Mikroorganismen und ihres Wirtes nicht identisch, im Gegenteil, beide wollen optimal versorgt werden und es ist unwahrscheinlich, dass ihre Bedürfnisse übereinstimmen.
Aus Sicht des Wirtes kann ein zu starkes Wachstum bestimmter Mikroorganismen dazu führen, dass andere Mikrobenarten des Ökosystems Darm daraufhin in den Hintergrund gedrängt werden.
Die natürliche Vielfalt eines gesunden Mikrobioms und damit eines gesunden Wirtes kann so geschädigt werden und beispielsweise zu übermäßiger Gewichtszunahme führen.
Diese Schädigung der Mikroflora kann fatalerweise auf andere übertragen werden.


Bei Untersuchungen von über 12000 Personen, die übergewichtige Freunde hatten, wurde festgestellt, dass die Wahrscheinlichkeit, stark übergewichtig zu werden um 51% höher lag, als bei anderen vergleichbaren Personen.
Noch stärker ist das Problem der übermäßigen Gewichtszunahme laut Studien bei Menschen, die in einem gemeinsamen Haushalt leben, in dem bereits ein oder mehrere Familienmitglieder übergewichtig sind. Die Mikrobiome dieser Menschen und auch die Krankheitsbilder ähneln sich wesentlich stärker, als die von Fremden.
Natürlich vermischen sich hier verschiedene Einflussfaktoren, aber es scheint erwiesen, dass neben sozialen Gründen auch mikrobiologische Phänomene eine entscheidende Rolle spielen.
Wenn Therapeuten diese enge Verbindung zwischen Darmmikrobiota und Gehirn bewusst gemacht wird, sind neue Therapieansätze möglich, durch die viele kranke Menschen und auch Tiere wieder in einen Zustand gelangen können, in dem der Körper reibungslos funktioniert.






Wie Säugetiere zu ihren Mikroorganismen kommen, die sie  vor gefährlichen Erregern schützen
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Säugetiere und so auch der Mensch erwerben ihre Mikroorganismen in einer Mischstrategie.

Ein  Teil stammt aus der Umwelt, vor allem von den nächsten Familienangehörigen, zu denen bei  Menschen u.a. auch Katzen, Hunde und andere Haustiere gehören, der andere und wichtigste Anteil jedoch von der Mutter.

Nach neuesten Forschungen gilt das seit über 100 Jahren bestehende Dogma, dass Kinder und alle anderen Säugetierbabys im Bauch der Mutter in einer sterilen Umgebung heranwachsen und ihren ersten Kontakt mit Körperbakterien während der Passage durch den  Geburtskanal haben, nicht mehr.

Studien der letzten Jahre haben Wissenschaftler zum Umdenken veranlasst. Es gilt als sehr wahrscheinlich, dass die Beimpfung mit wohltätigen Mikroorganismen bereits vor der Geburt stattfindet.

Lange Zeit wurde die Forschungsenergie überwiegend darauf verwendet, nach Erregern zu suchen, die für Infektionen in der Gebärmutter verantwortlich sind und damit eine große Gefahr für das Ungeborene darstellen können. Es wurde vernachlässigt, sich intensiver mit den  Verhältnissen bei problemlos ablaufenden Schwangerschaften und Geburten zu beschäftigen.

Inzwischen haben mehrere Studien nachgewiesen, dass in der steril geltenden Umgebung des Uterus von gesunden Müttern Mikroorganismen vorhanden sind. Und zwar im Blut der Nabelschnur, in Membranen des Fötus, im Fruchtwasser und im sogenannten „Kindspech“, einer Darmausscheidung von Neugeborenen.


Im Kindspech fanden sich vor allem Mikroorganismen, wie man sie in ähnlicher Zusammensetzung bei mehrere Monate alten Kleinkindern findet.

Und dies, obwohl die Proben unmittelbar nach der Geburt entnommen wurden und die Babys noch keine Muttermilch getrunken hatten.

Der Frage, wie Bakterien der Mutter in den Fötus gelangen können, näherten sich spanische Forscher mit einem Trick.

Sie isolierten Mikroorganismen der Gattung Enterococcus aus der Milch gesunder Mütter und markierten sie mit einer spezifischen DNA-Sequenz um sie später wieder identifizieren zu können.

Dann verfütterten sie die präparierten Mikroorganismen in Milch an schwangere Mäusemütter.

Deren Babys wurden unter sterilen Bedingungen per Kaiserschnitt entbunden.

Unmittelbar danach wurde ihnen eine Probe aus dem Darm entnommen und auf Kulturmedien übertragen.

Die Forscher konnten so nachweisen, dass Mikroorganismen aus dem Darm der Mutter über die Plazentaschranke, die das Blut der Mutter vom Kind trennt, in das Verdauungsorgan ihrer ungeborenen Feten eindringen konnten.


Es stellte sich die Frage, wie Mikroorganismen, für die das einschichtige Epithel des Darminnenraumes nahezu undurchdringlich ist, es schaffen, in den Darm des Ungeborenen zu gelangen.

Eine wahrscheinliche Antwort darauf fanden Mailänder Wissenschaftler:

Es sind nicht die Bakterien, die sich durch die Darmwand bohren, sondern spezielle Zellen des Wirtes, die die Verbindung zwischen den Epithelzellen lösen und wieder verschließen können, um im Darmlumen aktiv nach Mikroorganismen zu fischen, um sie sich einzuverleiben.

Diese Zellen, die beweglich sind und durch ihre Fortsätze ein sternförmiges Aussehen haben, wurden erstmals von Ralph Steinmann, einem gebürtigen Kanadier entdeckt, wofür er 2011 den Nobelpreis für Medizin erhielt.


Dendritische Zellen finden sich in allen Schleimhäuten und Oberflächengeweben des Körpers, also überall, wo Gefahr durch gefährliche Mikroorganismen droht.

Sie haben eine herausragende Bedeutung für den Organismus, weil sie die spezifische Immunabwehr mobilisieren können und gleichzeitig helfen, Autoimmunreaktionen zu unterdrücken.


Seit Maria Rescigno und ihre Kollegen aus Mailand den dendritischen Zellen beim Fischen von Mikroorganismen zusahen, gelten diese als die Einzigen, die zu einem Transfer von Darmbakterien innerhalb des mütterlichen Körpers fähig sind.


Der Transfer verläuft zunächst zu lymphatischen Organen, dann über den Blutkreislauf bis in die Plazenta und durch sie hindurch zum Fötus.

Untersuchungen an Mäusen deuten darauf hin, dass dieser Transport während der Schwangerschaft stark zunimmt.

Wahrscheinlich werden Menschen und andere Säugetierkinder so schon im Mutterleib auf das vorbereitet, was sie nach der Geburt erwartet.

Eine intensive Dusche mit Mikroorganismen erfolgt dann während der Passage durch den Geburtskanal. Hier bekommt das Baby eine probiotische Ganzkörperbehandlung mit den Mikroorganismen der mütterlichen Vaginal- und Enddarmflora.


Später, mit jeder Berührung und vor allem während des Stillens an der Brust, gesellen sich die Hautbakterien der Mutter dazu, zusätzlich die Bakterien des Mundes, die bei jedem Kuss und bei Tieren durch liebevolles Belecken der Tierbabys übertragen werden.

Die Muttermilch, die man früher ebenfalls auch für steril hielt, übernimmt einen weiteren Anteil. Man weiß heute, dass sie das Baby mit bis zu 600 Bakterienarten versorgt, die kurz nach der Geburt von Milchsäurebakterien, sechs Monate später aber von Arten der Mund- und Darmflora dominiert werden.

Die Mutter liefert also nicht nur eine vorläufige Grundausstattung von Mikroorganismen für die Darmflora des Kindes, sondern bereitet das menschliche Baby ein halbes Jahr später auch auf die feste Nahrung vor, die es bald zu sich nehmen wird.


Neben Fetten und Milchzucker besteht die drittgrößte Fraktion der Muttermilch aus Zutaten, die der Säugling gar nicht verwerten kann.

Es handelt sich um sogenannte „Oligosaccharide“, über 200 verschiedene kurzkettige Kohlenhydrate, die dazu dienen, bestimmte Mikroorganismen im Darm anzusiedeln und andere fernzuhalten.


Babys, die mit der Flasche aufgezogen werden, müssen ohne diese Unterstützung auskommen.

Zwar versucht die Industrie, ihrer Ersatznahrung einige Oligosaccharide beizumischen, aber die zum Teil komplexen Verbindungen, die die Forscher zur Zeit in der Muttermilch vorgefunden haben, sind nur mit sehr großem Aufwand herstellbar, was der Muttermilch gleichwertige Produkte unerschwinglich teuer machen würde.

Angesichts der neuen Forschungserkenntnisse ist es unverantwortlich, dass einige große Unternehmen ihre Muttermilchersatz-Produkte als der Muttermilch gleichwertig oder sogar überlegen anpreisen und selbst Mütter aus Entwicklungsländern mit schlechter medizinischer Versorgung dazu bringen, auf das Stillen ihrer Säuglinge zu verzichten.


Die Ausreifung des Mikrobioms dauert bei Kindern etwa drei Jahre. Dann hat es seine individuelle Gestalt angenommen.

Bei Tieren ist der Zeitraum je nach Tierart kürzer oder länger.

Für das Kind und seine Mikroorganismen sind es drei entscheidende Jahre.

Werden in den ersten Lebensmonaten nicht die Grundlagen für ein gesundes Miteinander von Wirt und Mikroorganismen gelegt, drohen unter Umständen lebenslange Konsequenzen.

Es erscheint überfällig und dringend angeraten, dass die Bedeutung der Mikroorganismenübertragung bei der Entscheidung für oder gegen eine natürliche Geburt sowie für Muttermilch oder Ersatznahrung größere Berücksichtigung findet.

Der Mensch sowie alle Tiere und auch Pflanzen sind Holobionten. Wesen, die sich aus einem  gestaltgebenden großen und vielen sehr kleinen Organismen zusammensetzen.

Es ist höchste Zeit, dieses nicht ganz neu gewonnene Wissen in medizinische Praxis umzusetzen.




Die Entstehung von Leben
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Wie das erste Leben auf der Erde entstanden ist, ist wohl eine der kompliziertesten Fragen, die sich die Menschheit je gestellt hat.

Damit Ihnen klar wird, wie kurz der Zeitraum des ersten Menschenfundes, des Homo sapiens im Vergleich zur Entstehung der Erde ist, möchte ich Ihnen gerne eine interessante Darstellung zeigen, die von Herrn Professor Cypionka von der Uni Oldenburg stammt, der mir freundlicherweise schon mehrmals einige Fragen beantwortet hat. Ich habe diese Darstellung modifiziert und besonders die Zeit seit Beginn der ersten Nachweise von Leben etwas detaillierter beschrieben.

In dieser Darstellung wird der Zeitraum von der Entstehung des Universums bis heute in einen 24-Stunden-Tag gelegt.

Wie das Leben angefangen haben könnte

Erdgeschichte und Lebensgeschichte
Mio. Jahre
Tageszeit
0 - 24h

Urknall
1
5
0
0
0






00:00
Unsere Milchstraße
1
0
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0






08:00
Sonnensystem, Erde, Mond

4
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0






16:40
Sedimentgesteine mit Isotopenfraktionierung (Grönland)   

3
8
0
0







18:00
Biogene Sedimentgesteine, Mikrofossilien (Australien)

3
5
0
0






18:35
Gebänderte Eisensteine, Photosynthese

2
9
0
0






19:30
O2 in der Atmosphäre, einfache Einzeller mit Zellkern (Eukaryonten)

2
4
5
0







20:12
20% O2 in der Atmosphäre, Skelettragende Tiere


6
0
0






23:00
Landpflanzen


4
7
5






23:12
Dinosaurier ausgestorben



6
5






23:54
Mensch (Homo sapiens)




1






23:59:54
Altägyptische Pyramiden




 0,
0
0
5



23:59:59,712
Hundert Jahre




 0,
0
0
0
1


23:59:59,994


Es beginnt um 0 Uhr mit dem Urknall der noch nichts mit der eigentlichen Entstehung der Erde zu tun hatte, aber das Material lieferte, aus dem sich in 5 Milliarden Jahren die Milchstraße herausbildete und in weiteren 5,4 Milliarden Jahren unser Sonnensystem mit Erde und Mond.

Eine Wolke aus Gas und Staub formte den Grundkörper der Erde. Dieser wuchs stetig mit weiteren Gesteinsbrocken und nahm ihre vorläufige Form an.

Die richtige Größe, die optimale Entfernung zur Sonne, die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre, diese Verkettung unglaublicher  Zufälle , hat dazu geführt, dass sich auf diesem einst wüsten Himmelskörper nach weiteren 1,1 Milliarden Jahren, nachdem die Erde inzwischen etwas abgekühlt war, das erste Leben entwickeln konnte.

So sah sie derzeit sicherlich nicht aus, sondern eher wie ein vollkommen blauer Planet.

Wäre die Erde nur 5% näher an der Sonne, wäre alles Wasser verdampft und kein Leben wäre möglich geworden, wäre sie kleiner, wie der Mars, wäre sie völlig erkaltet. Wäre sie größer,  hätte heftiger Vulkanismus höheres Leben unmöglich gemacht.

Das zeigt die Einzigartigkeit unseres Planeten, der bis heute der einzige ist, von dem wir wissen, dass es Leben auf ihm gibt.

Mancher mag in dieser Verkettung unglaublicher Zufälle einen göttlichen Funken erkennen.

Mit dem wahrscheinlichen Auftreten der ersten Lebewesen vor etwa 3,5 Milliarden Jahren sind wir auf unserer 24- Stunden- Uhr jetzt bereits bei 18:35 Uhr angelangt.

Wie es dazu kam, wissen wir nicht genau, aber nach derzeitiger Kenntnis nahm das Leben seinen Anfang mit einem Molekül aus der Tiefsee. Moleküle sind Gruppen von mindestens 2 Atomen.

Dort waren viele Moleküle, aber dieses eine hatte als Erstes eine  besondere Eigenschaft: Es konnte Material  aus seiner Umgebung einsammeln und dazu nutzen, eine Kopie seiner selbst herzustellen. Diese Kopie erzeugte wiederum neue Kopien.  Wenig später gab es schon viele von ihnen und sie kopierten sich immer weiter.

Da die Kopien nie ganz exakt waren, tauchten manchmal neue Varianten auf. Wenn eine solche zufällige Veränderung dazu führte, dass das


Zwei Wassermoleküle, verbunden durch eine Wasserstoffbrücke


betreffende Molekül sich selbst schneller und effizienter kopieren konnte, vermehrten seine Kopien sich schneller als die anderen.

Wie die ursprünglichen Kopienhersteller aussahen, wissen wir nicht, aber mit ziemlicher Sicherheit ähnelten sie den Molekülen, die wir heute als RNA (Ribonukleinsäure) bezeichnen.

Diese Moleküle sind zusammen mit einer ganz ähnlichen Substanz, der DNA (Desoxyribonukleinsäure), für nahezu alles verantwortlich, was wir als „lebendig“ bezeichnen.

Das stärkste Indiz für die Theorie, dass das Leben in der Tiefsee in der Nähe von heißen Quellen entstanden ist, sind Archaebakterien .

In einer Archaeazelle bildet der allergrößte Teil der DNA ein ringförmiges Molekül. Bei Pilzen und den meisten vielzelligen Organismen finden wir in jeder Zelle mehrere Chromosomen.


Archaeen


Chromosomen sind Komplexe aus DNA, die in vielen Proteinen verpackt sind. Sie befinden sich in den Zellkernen der Lebewesen mit Zellkern (Eukaryonten), zu denen alle Tiere, Pflanzen und Pilze gehören. Eine menschliche Zelle enthält Geschlechtschromosomen ( XX oder XY) sowie 22 verschiedene Chromosomen, die jeweils in 2 Exemplaren vorhanden sind, denn Menschen pflanzen sich sexuell fort, und bei sexueller Fortpflanzung ist es das Entscheidende, dass jeder Nachkomme von jedem  Elternteil  ein Exemplar jedes Chromosoms mitbekommt.                                                     Metaphasechromosomen

Archaebakterien vermehren sich wie andere Bakterien ungeschlechtlich: Die Zelle stellt eine Kopie ihrer DNA-Sequenz her, teilt sich dann so, dass jede Hälfte eine vollständige Kopie abbekommt, und die beiden Hälften wachsen wieder heran. Damit ist der Kreislauf geschlossen.

Es  sind die ältesten Lebensformen, die wir heute kennen.

Alle Arten kommen nur in sehr unwirtlichen Biotopen wie im Sickerwasser von Kohlenhalden, in Geysiren oder eben in der Tiefsee vor.

Nach weiteren 1 Milliarde Jahren, es ist jetzt 20.12 Uhr, beginnt das spannendste Kapitel der Erdgeschichte.

Die Lebensbedingungen werden durch im Wasser heimische Cyanobakterien entscheidend verändert.

Diese winzigen Einzeller nutzen das Sonnenlicht zur Photosynthese und setzen dabei als Abfallprodukt Sauerstoff frei.

Den Cyanobakterien und ihrer massenhaften Sauerstoffproduktion ist es zu verdanken, dass sich das lebensspendende Gas in der Atmosphäre anreichern konnte.

Es gilt als ziemlich sicher, dass es ohne Sauerstoff heute kein höheres Leben auf der Erde geben würde.


Cyanobakterien


Durch die veränderte Atmosphäre konnten sich einfache Eukaryonten entwickeln, wahrscheinlich durch das Verschmelzen von 2 Zellen.

Der Zeiger unserer 24 Stunden Uhr  geht sehr langsam voran und es entstehen dennoch in kurzer Folge, bezogen auf unsere 24-Stunden-Uhr, die ersten skeletttragenden Tiere, dann massenhaft Landpflanzen und entsprechend riesige Pflanzen- und Fleischfresser, die Dinosaurier.

Diese sind jedoch nach nur wenigen Mio. Jahren, 65 Millionen Jahre vor unserer Zeit, um 23:45 bereits wieder ausgestorben.

Etwa 4 Minuten später, vor 1,8 Mio. Jahren, begann die Verbreitung des Homo erectus von Afrika ausgehend. Vor rund 1 Mio. Jahren war die Ausbreitung des Menschen aus Afrika bereits in vollem Gang. Der Homo erectus hatte weite Teile Europas und Asien besiedelt. Anhand genetischer Marker ( Alu-Sequenzen der DNA ) wird geschätzt, daß die Population vor 1,2 Mio. Jahren bei nur 55.000 Individuen lag.

Wir haben es jetzt 23:59 und 54 Sekunden, also 6 Sekunden vor unserer heutigen Zeit auf unserer 24-Stunden Uhr. Seit dieser Zeit ist die Bevölkerungszahl bis heute auf etwa 7,35 Milliarden angewachsen, und diese Bevölkerung hat allein in den letzten hundert Jahren, das sind 0,006 Sekunden auf unserer Uhr, dafür gesorgt, dass 50 Prozent der Lebewesen auf unserem Planeten verschwunden sind, aus riesigen fruchtbaren Landflächen Wüsten entstanden und die Umweltbelastungen  durch Chemikalien, Schwermetalle, Öl, Dünger, Pestizide, Kohlendioxid, Stickoxid, Ammoniak,  Schwefeldioxid, Arzneimittel, Antibiotika, Kohlenwasserstoffe, radioaktive Stoffe, u.a.

inzwischen zu globalen Umweltzerstörungen geführt hat.


Es gibt eine Art von Lebewesen, die uns in der Vermehrungsrate deutlich überlegen ist, und deren sinnvolle Nutzung es möglich machen könnte, Hunger, Armut und Umweltzerstörung weltweit zu besiegen.

Das sind Mikroorganismen.

Allein die Zahl der Arten von ihnen auf unserem Planeten liegt schätzungsweise bei mehreren Milliarden. Nur ein sehr kleiner Anteil von ihnen wurde bisher entdeckt und klassifiziert.

In einem Liter Meerwasser können 20.000 unterschiedliche Arten von Mikroorganismen leben.

Dieses riesige Meer von Mikroorganismen treibt wichtige geochemische Stoffumsetzungen an und trägt dazu bei, die Erde für uns und für alle anderen Lebewesen bewohnbar zu halten.

Obwohl der Nutzen und die Möglichkeiten des Einsatzes von Mikroorganismen und auch  anderer umweltfreundlicher Techniken vielen Wissenschaftlern bekannt sind und sie in einigen Bereichen bereits erfolgreich eingesetzt werden, überwiegen nach wie vor umweltzerstörerische Praktiken der Bodenbearbeitung, Energiegewinnung und Nahrungsmittelproduktion


Längst vorhandene technische Möglichkeiten, zu denen  wesentlich der stärkere Einsatz von Mikroorganismen gehören sollte, bleiben ungenutzt, weil sie nicht dem individuellenGewinnstreben von Industrieunternehmen und Banken dienen. Grenzenloses Wirtschaftswachstum  (bis die Umwelt stirbt) ist bei den  Politikern der Industrienationen, egal welcher politischen Ausrichtung, der einzige Plan, auf den gesetzt wird. Wenn es die Menschheit nicht schafft, andere Wege zu gehen, werden wir mit Sicherheit nicht einmal mehr Bruchteile von Sekunden auf unserer 24-Stunden Uhr zur Verfügung haben, um den Fortbestand menschlichen Lebens in einer lebenswerten Umwelt zu sichern.



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Die Zusammensetzung der Mikroflora des Darms bei Tieren und Menschen


Dass Kühe und Wale ein ähnliches Vormagensystem haben und zudem noch in etwa die gleiche Mikroflora im Vormagen, hat Wissenschaftler lange Zeit Rätsel aufgegeben. Beide Tierarten, so unterschiedlich sie auch erscheinen, sind Polygastrier, das bedeutet, dass die aufgenommene Nahrung mehrere Magenabschnitte durchläuft und dort von unterschiedlichen Mikroorganismenarten verschiedenen Stoffwechselprozessen ausgesetzt ist.


Inzwischen geht man davon aus, dass die Vorfahren der Wale Landtiere waren und vor etwa 50 Millionen Jahren den Übergang zum Wasserleben vollzogen haben.                  Wahrscheinlich war es ihre einzige Möglichkeit zu überleben und nicht wie die Dinosaurier auszusterben.


























Im Pansen, dem Vormagensystem der Rinderbefinden sich überwiegend anaerobe (nur unter Sauerstoffabschluss lebensfähige) Bakterien, Einzeller (sogenannte Infusorien) und Pilze.

Sie machen etwa 20% des Pansenvolumens aus.

Die Bakterien spalten Kohlenhydrate (Zellulose, Pektine, Xylane ), Zucker und Proteine.

Im Pansen sind etwa 10 hoch 6 bis 10 hoch 11 Bakterien pro ml vorhanden. (10 hoch 6 ist 1 Million und 10 hoch 12  eine Milliarde ! ) 

Sie gehören zu etwa 200 verschiedenen Arten. Unter anderem:






Ruminococcus spp. typische Pansenbakterien, die Cellulose auf Umwegen in Glukose umwandeln können um es dann selbst zu nutzen.

Lactobacillus spp. Sie können in einer Fermentation ohne Sauerstoff Kohlenhydrate zur Energiegewinnung verwerten. Das Produkt ist Milchsäure. Sie haben jedoch noch viele andere Eigenschaften. Z.B. können sie für einige andere Bakterienarten giftige Proteine bilden und diese abtöten oder ihr Wachstum hemmen, und spielen in der Lebensmittelindustrie eine wichtige Rolle. Für Menschen sind sie nicht pathogen. In dem von mir hergestellten Komplex sind einige dieser Stämme  vorhanden.

Clostridium spp. Sie kommen überall (ubiquitär) vor, besonders im Boden und im Verdauungstrakt höherer Lebewesen. Unter ihnen gibt es nicht-pathogene Arten, die zum Teil in der Biotechnologie eingesetzt werden. Einige können Eiweiß spalten und andere Kohlenhydrate vergären. Ein Teil ihrer Produkte sind Buttersäure, Aceton, und Butanol.

Aber einige Stämme  können auch gefährliche Krankheiten auslösen, z.B. Clostridium tetani, der den lebensgefährlichen Wundstarrkrampf hervorrufen kann.







Die Infektion wird durch kleinste tiefere Verletzungen ausgelöst, kann jedoch durch Impfung gut beherrscht werden.

Interessant ist, dass einige Tiere, z.B. Hunde oder Katzen kaum an Tetanus erkranken. (Ich hatte in über 30 Jahren Praxistätigkeit  lediglich 2 an Tetanus erkrankte Hunde  und keine einzige Katze, obwohl beide Tierarten generell nicht gegen Tetanus geimpft werden). Pferde und Menschen erkranken dagegen häufig, deshalb sollte bei ihnen die Tetanus-Impfung Pflicht sein.

Des weiteren Clostridium botulinum, der besonders bei Rindern häufig schwerste Infektionen verursacht. Die typische Form bei Rindern endet generell tödlich. Zunächst sind Zunge und Unterkiefer gelähmt. Die Zunge hängt aus dem Maul heraus, das Tier hat Schluckbeschwerden und starken Speichelfluss. Entwässerung und Komplikationen durch Festliegen sowie Lähmungserscheinungen, die sich über den ganzen Körper ausbreiten, führen schließlich zum Tod.

Im Vormagensystem von Rindern und anderen Polygastriern sind diese gefährlichen Stämme jedoch nicht vorhanden.

Bacteroides spp. Sie gehören zur Normalflora der Schleimhäute und des Darmtraktes und wachsen nur unter Sauerstoffabschluss. Ihr Stoffwechselweg ist die Fermentation. Aus verschiedenen Zuckern bilden sie Acetat ( Salze der Essigsäure) und Succinat (Salze der Bernsteinsäure) , die im Stoffwechsel eine wichtige Rolle spielen, aber auch in der Biotechnologie, unter anderem als Geschmacksverstärker. Succinat gibt manchem Wein die besondere Note.

Ein Großteil der Mikrobiota des Pansens ist bis heute nicht bekannt.

Neben den Abbauprozessen sind die Bakterien auch an der Aufrechterhaltung des Pansenmilieus beteiligt, damit das anaerobe Milieu aufrecht erhalten bleibt. Die im Einzelnen stattfindenden komplizierten Stoffwechselprozesse sind bis heute nicht vollständig geklärt.

Zusammengefasst kann man sagen:Der Wiederkäuer stellt den Mikroorganismen eine Fermentationskammer zur Verfügung und erhält dafür von diesen folgendes zurück:


1. Energie:     Es entstehen etwa 5 mol( 1mol  = 12 g Kohlenstoff) Fettsäuren je kg                        Trockensubstanzaufnahme pro Rind.
                       

 2. Proteine:    Die Mikroorganismen verbleiben nicht im Pansen. Sie wandern in den                     Dünndarm, werden dort vom Rind weitgehend verdaut und liefern dem Tier dadurch Proteine.

 
3. Vitamine, Enzyme und andere wichtige Stoffe: z.B. können die Mikroorganismen Cobalamin (Vitamin B12) und andere Vitamine synthetisieren.


Nach dem Vormagensystem, dass Pflanzenfressern die von Mikroorganismen produzierten Nahrungsbestandteile liefert, schließt sich bei Rindern der Labmagen an. Ihm werden die Nahrungsbestandteile aus dem Vormagen zugeführt. Sie gehen von dort über ähnliche Darmabschnitte wie bei den Monogastriern ihren weiteren Stoffwechselweg. Bei Kälbern, die zunächst mit Milch ernährt werden, gelangt diese direkt in den Labmagen, da sich das Vormagensystem erst entwickeln muß.

Ausser den Rindern gehören zu den Polygastriern u.a. noch

 Kamele,


 Languren


 und Rote Riesenkängurus.


Sie alle bedienen sich der Mikroorganismen um Cellulose zu spalten.


Bei Pferden übernimmt der Blinddarm diese Funktion und
















Hasen
















und Kaninchen fressen ihren eigenen Kot um an mehr Energie zu kommen.

Andere Monogastrier, wie Menschen und Schweine können Cellulose als Nahrungsquelle nicht nutzen.

Aufgrund der unterschiedlichen Nahrungsgewohnheiten und Umwelteinflüsse bildet sich deshalb bei den unterschiedlichen Arten eine individuelle Darmflora, die auch von  Tier zu Tier und von Mensch zu Mensch unterschiedlich ist.



Die Darmflora des Menschen besteht zu über 90 % aus 4 Arten:

 Firmicutes
















 Bacterioidetes















 Proteobacteria
















 Actinobacteria


Diese überwiegen auch bei Hunden.













Forscher gehen davon aus, daß die Ähnlichkeit der Darmflora von Mensch und Hund, damit zusammenhängt, dass Hunde schon mehr als 20 Tausend Jahre mit Menschen zusammen leben.


  Der Hund musste sich den Nahrungsgewohnheiten des Menschen anpassen. Er hat andere Gene als sein Vorfahr,  der Wolf entwickelt und auch eine andere Mikroflora. So ist er unter anderem auch in der Lage, Stärke zu verstoffwechseln, was der Wolf nicht kann.

Die Erforschung von Mikroorganismen bei Tieren und Menschen konzentriert sich auf die Mikrobiota des Darms, weil davon ausgegangen wird, dass sie in unterschiedlicher Weise die Gesundheit beeinflusst. Es ist nachgewiesen, dass Menschen, die an bestimmten Krankheiten (z.B. entzündliche Darmerkrankungen, Reizdarmsyndrom, Allergien) leiden, eine Darm-Mikrobiota aufweisen, die sich von Gesunden unterscheidet.

Die im Darm vorhandenen Mikroorganismen spielen nicht nur eine entscheidende Rolle für eine gute Verdauung und damit für die optimale Verwertung der aufgenommenen Nahrungsmittel, sie beeinflussen auch das Immunsystem. Im Darmtrakt befindet sich der größte und komplexeste Anteil an Immungewebe, das nur durch das Zusammenwirken mit einer  unbeschädigten Darm-Mikrobiota funktionsfähig ist.

Veränderungen, beispielsweise durch eine Antibiotikatherapie, können das Immunsystem schädigen und somit das Risiko erheblich erhöhen, an Infektionen zu erkranken,, die durch opportunistische (fakultativ pathogene) Krankheitserreger ausgelöst werden.

Derartige Zusammenhänge sind bekannt und werden inzwischen von einigen Wissenschaftlern und Therapeuten für die Entstehung einer wachsenden Anzahl von Neuerkrankungen verantwortlich gemacht.

 

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Neue Forschungsergebnisse über MS(Multiple Sklerose) und der Mikrobiota des Darms und eigene Gedankenansätze dazu.


Wie bereits in meinem Artikel Nr. 17 berichtet, gehen Wissenschaftler davon aus, dass eine Veränderung der Mikroflora des Darms eine entscheidende Ursache für  die Entstehung von Autoimmunerkrankungen sein kann.
Auf dem DGN-Kongress (Deutsche Gesellschaft für Neurologie) am 23.September2015 in Düsseldorf trafen sich 6000 Experten für Gehirn- und Nervenkrankheiten, um über neueste Studienergebnisse zu berichten.
Hier wurden von Prof. Hartmut Wekerle, Hertie-Seniorprofessor  am Max-Planck-Institut für Neurobiologie in München berichtet, dass der Mikrobiota des Darms eine entscheidende Bedeutung bei der Entstehung der Multiplen Sklerose zu kommt. Nachdem bereits die Forscher der Charité in Berlin mit Kollegen anderer Universitäten festgestellt haben, dass ein Zusammenhang zwischen der Mikrobiota des Darms und verschiedenen Autoimmunerkrankungen besteht, reiht sich der Bericht von Herrn Prof. Wekerle in die Liste der Autoimmunkrankheiten ein,bei denen ein Zusammenhang zur Darmflora besteht.

Als ich bereits 2013 von einigen Tierbesitzern erfahren hatte, dass auch Ihnen die für ihre Tiere bestimmten Mikroorganismen hervorragend geholfen hatten, u.a. bei Personen, die seit Jahren unter chronischen Darminfektionen litten und erfolglos therapiert worden waren (Morbus Crohn, Colitis ulcerosa), aber auch bei anderen chronischen Erkrankungen, habe ich im Herbst 2014 mit der Leiterin der Studie, Frau Christina Zielinski von der Klinik für Dermatologie und Allergologie der Charité- Universitätsmedizin Berlin Kontakt aufgenommen und ihr von meinen Erfahrungen berichtet.
Frau Dr. Zielinski fand dies sehr interessant und bat mich um die Zusendung einer Probe. Sie versicherte mir,  sich wieder bei mir zu melden, was leider nicht erfolgte.
Auf meine telefonische Nachfrage teilte sie mir dann mit, es täte ihr leid, aber an ihrer Hochschule werde nicht mit lebenden Mikroorganismen geforscht.
Kontaktversuche zu anderen Institutionen scheiterten ebenfalls. Deshalb wächst bei mir der Unmut darüber, dass seit vielen Jahren in regelmäßigen Abständen internationale Forschungsergebnisse auf den Zusammenhang der Mikroflora des Darms und chronischer Erkrankungen sehr deutlich hinweisen, dennoch keine Versuche unternommen werden, zu erforschen wie hilfreich der Einsatz von Mikroorganismen beim chronisch Kranken ist. Und dies, obwohl die Zusammensetzung der gesunden Mikroflora von Menschen und vielen Tieren seit langem bekannt ist.

Es wäre relativ einfach die Mikroflora von chronisch kranken Patienten darzustellen, und mit der von gesunden Personen zu vergleichen, um sie mit geeigneten  Mikroorganismen-Stämmen zu ergänzen.
Doch leider wird dieser Gedankenansatz der vielen kranken Menschen helfen könnte nicht in der Schulmedizin aufgegriffen.
Ich gehe davon aus,  dass Mikroorganismen, die den Darm von gesunden Menschen besiedeln, nicht für kranke Patienten schädlich sein können.
Ausserdem kann ich den Gedankenansatz, einzelne Stämme

Demyelinisierung bei multipler Sklerose.
In der Markscheidenfärbung nach Klüver-Barrera
ist eine deutliche Abblassung der (hier blau gefärbten)
 Markscheiden im Bereich der Läsion erkennbar
(Originalvergrößerung 1:100).


könnten von besoderer Wichtigkeit für die Mikrobiota des Darms sein nicht teilen.
Wie auch im letzten Artikel ( Mikroorganismen beeinflussen Krebstherapie) wird ein bestimmter Stamm, hier Bifidobakterien ( die ich u.a. auch in meinem Mikroorganismenkomplex verwende) als besonders nützlich dargestellt.
Seit Jahrzehnten gibt es  Präparate mit  einem oder mehreren Stämmen (Lactobacillen, Bifidobacterien, Enterococcen etc.), mit denen die Mikrobiota des Darms ergänzt werden soll, und die mit mäßigen Erfolg eingesetzt werden. In der Regel nicht von Schulmedizinern.
Ich glaube nicht, dass auf diesem Wege entscheidende Fortschritte mit dem Einsatz von Mikroorganismen erzielt werden können.

Wie bei allen in der Natur vorkommenden Ökosystemen, so muss es auch im Darm eine Biodiversität, das bedeutet vereinfacht, eine biologische Artenvielfalt geben, die durch Wechselwirkungen untereinander (Biozönose) das Ökosystem Darm in die Lage versetzt, Störeinflüsse zu kompensieren. Eingriffe in dieses System können es schädigen und lassen sich nicht durch die Zufuhr von einigen Probiotika beheben. Das bedeutet, dass die Forschung sich intensiver mit  dieser Gesamtproblematik beschäftigen müsste.
Die Frage ist, will sie das?


Demyelinisierung bei multipler Sklerose.
In der immunhistochemischen Färbung
für CD68 markieren sich (braungefärbt)
zahlreiche Makrophagen im Bereich der Läsion.
(Originalvergrößerung 1:100)


Ich möchte dazu einen Satz aus „Wikipedia“ zitieren:

„Der Einfluss der Pharmaunternehmen auf die Medizin, die akademische Pharmaforschung und öffentliche Meinung-und daraus folgend auch der Erwartungshaltung gegenüber der Anwendung oder Verschreibung von Medikamenten wird von zahlreichen Kritikern als hoch problematisch angesehen...“ ( Ich zähle mich inzwischen auch dazu!)

Es kann meiner Meinung nach nicht davon ausgegangen werden, dass einer Branche deren wichtigstes Problem es ist, (wie im Ärzteblatt.de, 13.März 2013 geäußert ) „Antworten auf die Frage zu finden, wo in Zukunft noch Wachstum herkommen soll“, daran gelegen ist, Patienten zu heilen.
Die Heilung von Patienten kann das von der Pharmaindustrie gewünschte Wachstum nicht fördern, chronisch kranke Patienten schon eher!

Leider resultieren aus dem Gewinnerhaltungs- und stetigen Steigerungsbestreben der Pharmaindustrie auch eine immer stärker werdende Einflussnahme auf die medizinische Forschung und auf die Hochschulen. Aus der gewerblichen Wirtschaft, wozu die Pharmaindustrie gehört, fließen in Deutschland inzwischen doppelt so viel finanzielle Zuwendung wie noch vor 10 Jahren.
Die Forschung an den Hochschulen ist logischerweise überwiegend eine Auftragsforschung für die Pharmaindustrie. So bleibt es wenigen Forschern vorbehalten unabhängig wissenschaftlich zu arbeiten und ihre Ergebnisse zu veröffentlichen.
Konsequenzen aus derartigen Forschungen werden bei Pharmaunternehmen nur dann gezogen, wenn mit hoher Wahrscheinlichkeit große Gewinnerwartungen damit verbunden sind.
So liegt der Einsatz von Mikroorganismen durch die Schulmedizin zunächst  noch in weiter Ferne.





Mikroorganismen beeinflussen Krebstherapie

Sogenannte Checkpoint Blocker werden in der Krebstherapie schon länger eingesetzt. Die Antikörper machen Tumore sichtbar für die Zellen des körpereigenen Immunsystems und helfen dadurch, die Krebszellen anzugreifen und unschädlich zu machen. Doch nicht bei allen schlägt die Therapie an. Forscher haben jetzt einen Grund dafür gefunden: die Zusammensetzung der Darmflora.



Krebszellen die körpereigene Immunpolizei auf den Hals zu hetzen ist eine Idee, die Forscher schon länger verfolgen. Bei dieser Therapie werden die Krebszellen mit Antikörpern markiert, um sie für die Zellen des Immunsystems als fremd erkennbar zu machen. Doch die meisten Tumoren entziehen sich diesem Angriff, indem sie sich durch bestimmte Oberflächenmerkmale vor dem Immunsystem verstecken. So genannte Checkpoint Blocker, also spezifische Antikörper, können die Krebszellen zwar enttarnen, doch offenbar wirken sie nur, wenn auch die richtigen Mikroorganismen im Körper leben. Das haben Thomas Gajewski und seine Kollegen von der University of Chicago beobachtet, als sie Mäuse behandelten, die an Hautkrebs erkrankt waren.

"Wir haben zwei Gruppen von Mäusen untersucht, die unterschiedliche Bakteriengemeinschaften in ihrem Darm beherbergten. Während die eine Gruppe gut auf die Krebstherapie ansprach, wirkte sie bei der anderen kaum. Wir konnten diese Unterschiede allein auf die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft im Darm zurückführen. Denn als wir die Bakterien der einen Gruppe auf die andere transplantierten, kehrte sich der Effekt um."

Diejenigen Mäuse, bei denen die Therapie zunächst nicht wirkte, sprachen also dank der Darmbakterien ihrer Artgenossen deutlich besser auf die Behandlung an. Später gelang es den Forschern sogar, einen besonders nützlichen Therapiehelfer unter den Mikroorganismen auszumachen: Sogenannte Bifidobakterien.
"Unsere Überlegung war dann, dass wir diese Keime als eine Art Medikament in der Krebstherapie nutzen können. Wir haben die Bifidobakterien daher denjenigen Mäusen verabreicht, die schlecht auf die Immuntherapie ansprachen. Und tatsächlich bewirkten die Mikroorganismen, dass die Tiere eine Immunreaktion gegen den Tumor entwickelten und sich der Krebs bei den meisten Mäusen zurück bildete."

Wie die Bakterien dem Immunsystem dabei helfen, Krebszellen zu bekämpfen, ist weitgehend unklar. Doch Thomas Gajewski und seine Kollegen sind dem Mechanismus bereits auf der Spur.
"Der Gedanke ist fast schon verrückt, dass ein paar Bakterienstämme im Darm das gesamte Immunsystem beeinflussen können. Wir wissen aber, dass so genannte dendritische Zellen durch Darmbakterien aktiviert werden. Diese dendritischen Zellen setzen die Abwehr des Immunsystems gegen Krankheitserreger, aber auch gegen Krebszellen in Gang. Und wir sehen, dass diese Abwehrzellen während der Immuntherapie gegen Krebs besonders aktiv sind."

Ob Bakterien auch das menschliche Immunsystem aktivieren und dabei helfen, Krebszellen unschädlich zu machen, ist bisher nicht bewiesen. Doch es gibt Studien die zeigen, dass menschliche Darmbakterien in Mäusen ganz ähnliche Funktionen übernehmen. Thomas Gajewski vermutet daher, dass die Mikroben auch bei Krebspatienten dabei helfen, das Immunsystem scharf zu stellen.
"Wir hoffen, dass wir in den Bakteriengemeinschaften unserer Krebspatienten ähnliche Unterschiede finden. Dass Patienten, bei denen die Immuntherapie gut funktioniert, andere Mikroorganismen in ihrem Darm haben als Menschen, die nicht auf die Behandlung ansprechen. Langfristig könnten wir den Krebspatienten dann bestimmte Mikroorganismen verabreichen, um die Immuntherapie effektiver zu machen. Das ist unsere Hoffnung."



Theoretisch wäre es auch denkbar, die Darmbakterien von Krebspatienten, bei denen die Immuntherapie gut funktioniert, auf andere zu übertragen. Solche Fäkaltransplantationen werden  bereits bei Menschen durchgeführt, die unter chronischem Durchfall leiden. Thomas Gajewski hält eine solche Therapie zwar für möglich, doch so lange nicht klar sei, welche Mikroorganismen bestimmte Funktionen im Körper übernehmen,  warnt er vor solchen Methoden.


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Gülle, das Produkt einer folgenschweren Fehlentwicklung in der Landwirtschaft.



In meinem letzten Artikel habe ich angekündigt, mich mit dem Thema Gülle in einem meiner nächsten Artikel zu befassen.
Dass es schwierig sein wird, in einem Kurzartikel wie ich sie verfasse, dieses Thema zu bearbeiten, war mir klar. Bei meinen Recherchen und dem Versuch der Zusammenfassung meiner angesammelten Literatur, die sich mit der Thematik befasst, wurde mir dies erst richtig klar.
Was mir auch schnell klar wurde und was inzwischen viele Wissenschaftler, aber auch einige Landwirte und Konsumenten von landwirtschaftlichen Produkten erkannt haben, ist, dass es sich bei der Gülle um ein Problemprodukt handelt, mit dem wir unsere Umwelt und unsere Böden in furchterregender Weise schädigen.
In Deutschland werden mindestens zweimal im Jahr riesige landwirtschaftliche Flächen mit übel riechender Gülle getränkt.
Fäulnisbakterien werden vom Wind verweht und Ammoniak entweicht in die Luft. Mikroorganismen und Kleinstlebewesen, unverzichtbare Bestandteile für gesunde Humusböden werden abgetötet.
Teilweise sickern Gülle-Bestandteile wie Ammonium, Nitrat und andere in tiefere Bodenschichten ein und verseuchen das Trinkwasser.
In Obst- und Gemüseanbaugebieten können gefährliche Krankheitserreger in die Erde gelangen, was gesundheitliche Schäden bei Verbrauchern erzeugen kann.
Krankheitskeime wie u.a. Clostridien und Salmonellen, die besonders die Landwirte infizieren und zu schweren Erkrankungen (Botulismus,Salmonellose) führen, vermehren sich und weisen auf eine gestörte und aus dem Gleichgewicht geratene Mikrobiologie hin.
Außerdem gehen Nährstoffe bei der Ausbringung verloren (tausende Euro Wert an Nährstoffen in jedem Güllebehälter).
Etwa 27 Millionen Schweine und fast 13 Millionen Rinder produzieren mehr als 200 Millionen Tonnen Gülle in Deutschland.



Unglaublich ist, dass zusätzlich ein grenzüberschreitender Güllehandel mit Gülle aus den Niederlanden und Belgien erfolgt.
Überwiegend wird diese furchterregende Gülleproblematik jedoch von Politikern, Landwirtschaftsberatern und Landwirten bis heute ignoriert.
Ich habe mich bemüht, nachzuvollziehen, wie es überhaupt dazu kam, dass es zu dieser Gülleproblematik, wie wir sie in allen Ländern in denen Massentierhaltung (dieser Begriff wird vom Deutschen Bauernverbund als „politische Kampfparole“ eingestuft und abgelehnt) kommen konnte.
Als Tierarzt, der sich mit den Verhaltensweisen von Tieren auskennen sollte, möchte ich vorausschicken, dass die Vermischung von Kot und Harn ein unnatürlicher Vorgang ist.
Noch heute können wir bei allen Säugern feststellen, dass der Kot-und der Harnabsatz i.d.R. nicht zum gleichen Zeitpunkt stattfindet und die entsprechenden dafür vorgesehenen Organsysteme so angelegt sind, dass Kot und Harn nicht an die gleiche Stelle abgesondert werden.(Der Kot nach hinten, der Harn nach vorn).
Wie alle Vorgänge in der Natur, die sich in Millionen von Jahren entwickelt haben, gibt es hierfür einen Sinn.
Pflanzenfresser benötigen Pflanzen als Nahrung, und für das Wachstum dieser Pflanzen sind gesunde Böden  die Voraussetzung. Es muß dem Boden jedoch alles, was entnommen wurde zurückgegeben werden. Dies erfolgt dadurch, daß die Tiere dem Boden ihre Ausscheidungen in verwertbarer Form hinterlassen. Diese Symbiose zwischen Tier und Boden wird im Idealfall zu einer optimalen humushaltigen Bodenqualität führen und sie erhalten oder sogar verbessern.
Aus Teilen der nordamerikanischen Prärie, haben sich auf Basis ausgedehnter Grasflächen mit riesigen Büffelherden so die größten Kornkammern der Erde entwickelt.
Umgekehrt wurden und werden mit dem gleichen Material, Harn und Kot von Rindern und Schweinen, ein Großteil der landwirtschaftlichen Flächen, die ehemals beste Humusqualität aufwiesen, in Europa und weltweit geschädigt.
Statt den Humusschwund, der ohnehin durch Klimawandel, nicht angepasste Bodenbearbeitung, Eingriffe in den Wasserhaushalt, nicht bedarfsgerechte Düngung,
Anbau von humuszehrenden Produkten, die nicht der Ernährung dienen, auszugleichen,
wird er durch den Einsatz von Gülle noch verstärkt.
Was macht Gülle so schädlich für den Boden, obwohl das Ausgangsmaterial das selbe ist,
welches für ihn, in anderer Form zugeführt, äußerst nützlich ist.?
Die Erklärung hierfür ist einfach.
Kot von Tieren enthält eine Vielzahl von Mikroorganismen und organischem Material, während Harn keine Bakterien enthalten sollte, aber andere für Pflanzen wichtige Stoffe.
Kot und Harn über getrennte Wege ergeben mit kohlenstoffhaltigem Material ( Stroh, Pflanzenreste, „Unkraut“, Laub, etc.) ein optimales symbiotisches Verhältnis zwischen Tier, Pflanze und Boden.

Im Zuge der Industrialisierung im 19. und 20.Jahrhundert gab es in der Landwirtschaft einen erheblichen Produktionsanstieg und weniger Arbeitskräfte, die unter den gegebenen Bedingungen bereit waren, in der Landwirtschaft zu arbeiten.
Die Rinder- und Schweinezucht wurde optimiert und führte zu einer besseren Versorgung der Bevölkerung mit Fleisch und Tierprodukten.
Die industrielle Landwirtschaft begann.
Die Tiere wurden, wie es bis heute geschieht, auf Spaltenböden gehalten, in ihren eigenen Fäkalien ruhend und in der Regel ohne bis zu ihrer Schlachtung einmal Stroh gesehen zu haben.
Bei diesem tiefgreifenden Strukturwandel wurden eine Vielzahl von Folgeproblemen geschaffen, die bis in die heutige Zeit hineinreichen.
Die ethische Bewertung  der Massentierhaltung will ich bewußt in meinem Artikel nur andeuten und nicht zum Thema machen.

In der Tierethik  wird tierisches Wohlbefinden als „größtmögliche biologische Funktion, Freiheit von Leid im Sinne von anhaltender Angst oder Schmerz sowie positive Erlebnisse wie Komfort und Zufriedenheit“  definiert.
Ob es ethisch  vertretbar ist,  in Tierschutzgesetzen nur Haustiere zu berücksichtigen und  Ausnahmen für Nutztiere zu machen, sei dahingestellt.
Zusammenfügung von Kot und Harn erweisen sich bei näherer Betrachtung als folgenschwere Fehlentwicklung.
Die ursprüngliche Haltung von Nutztieren erfolgte auf Stroh oder im Freien, wo sie ihre Ausscheidungen absetzten.
Das Stroh-Kotgemisch wurde auf einem Misthaufen gelagert und später auf die Felder ausgebracht. Die im Boden befindlichen Mikroorganismen bauten dann aus der Luft entnommenen Stickstoff (ca.78% der Luft bestehen aus Stickstoff) in das vorhandene organische Material (Kot-Stroh-Gemisch) ein.
Das entstehende Produkt war durch den Stickstoffeinbau energiereicher als das Ausgangsmaterial. Dem Boden wurden wertvolle Stoffe, die ihm durch Ernten und Auswaschung entzogen worden waren zurückgegeben. Mikroorganismen und Kleinstlebewesen die eine immense Bedeutung bei der Aufrechterhaltung von Humus haben, blieben erhalten.
Der Harn der Tiere lief über Rinnen in Jauche-Gruben (Jauche:Bezeichnung für den gesammelten Harn der Tiere).
Er enthält neben Harnstoff, Harnsäure und Kreatinin, Phosphate, Kalium- und Calciumsalze u.a. und dient Pflanzen als Nährstoff wenn er etwa 10-fach mit Wasser verdünnt wird.
Beide Komponenten ergeben insofern einen äußerst nützlicher Dünger.
Mit Einführung der Spaltenböden in der intensiven Landwirtschaft wurde statt der Trennung von Kot und Harn der Tiere ein Kot-Harn-Gemisch erzeugt, dass als Gülle bezeichnet wurde.

Auch bei Gülle laufen durch Mikroorganismen bewirkte Prozesse ab. Diese entstehen durch Fäulnisbakterien.
Das Grundprinzip der Fäulnis besteht darin, Stickstoff ( meist in Form von Ammoniak) aus dem vorhandenen Material abzuspalten und freizusetzen. Das bedeutet, dass Stickstoff in die Luft abgegeben wird, die ohnehin schon überwiegend stickstoffhaltig ist und dies besonders in Form von Ammoniak, dass ein wesentlich schädlicherer Klimakiller als CO2 ist.
Sattler u. Wistinghausen  (Der landwirtschaftliche Betrieb, 1989) fassen die ungünstigen Nebenwirkungen von Gülle folgendermaßen zusammen:

      -Geruchsbelästigungen in den Ställen und auf dem Gelände

      -Schäden an den Extremitäten durch Roste und Spaltenböden

      -Stallstress: psychische Probleme durch Tierkonzentration und
        Strohmangel

      -enorme Nährstoffverluste beim Ausbringen, vor allem in der
        vegetationslosen Zeit

      -allgemein bekannte Strukturschäden der Böden

      -Verätzungen der grünen Pflanzen

      -Schäden an den Wurzeln durch giftige Umsetzprodukte

      -immer mehr verunkrautete Wiesen und Weiden durch Verdrängung
        wertvoller Futtergräser, Kräuter und Kleearten

Dr.Manfred Kriegl und Heidi Rudolph weisen zudem auf die Folgen für die Mikroflora und -fauna der behandelten Flächen hin. Zitat ( Humus und Bodenleben ) : „Nehmen Sie sich die Mühe und beobachten Sie nach einer solchen Prozedur, wie viele tausende Regenwürmer durch die eingedrungene Jauche fluchtartig den Boden verlassen, danach sich krümmend dahin vegetieren, um nach Stunden zu sterben.“
Ich möchte hinzufügen: Statt mit ihrer Aktivität den herrlichsten Humus zu bereiten.





Mikroorganismen ernähren unsere Böden,
Kunstdünger und Gülle zerstören sie !



Stickstoff bildet mit fast 80% den Hauptanteil unserer Luft.
Leider können Pflanzen diesen gasförmigen Stickstoff aus der Luft nicht verwerten.(Zumindest nach traditionellem Lehrbuchwissen)
Sie müssen sich dieses lebenswichtige Element aus der Umgebung von Pflanzenwurzeln beschaffen. Tiere dagegen durch das Fressen von Pflanzen oder von anderen Tieren.
Von allen Elementen, die Pflanzen für ihr Wachstum benötigen, ist Stickstoff das am schwierigsten zugängliche.
Ein Mangel limitiert das Wachstum. 


Diese Wichtigkeit von Stickstoff für das Pflanzenwachstum ist der Wissenschaft bereits seit mehr als hundert Jahren bekannt.
Und so war es dem Nobelpreiskomitee 1918 und 1931 wert, den Chemikern Fritz Haber und Carl Bosch den Nobelpreis für ein Verfahren zu verleihen, mit dem Stickstoff aus der Luft industriell hergestellt werden kann.


Dieses Verfahren wird noch heute für die Produktion von Mineraldünger angewandt.
Es ist sehr energieaufwendig. (Der Energiebedarf für eine Tonne Stickstoff einschließlich Herstellung, Transport und Ausbringung entspricht dem Energiegehalt von zwei Tonnen Erdöl!)
Stickstoff muss, ehe es von Pflanzen genutzt werden kann, als Salz, das sich im Wasser löst, fixiert werden.





Zusammen mit Phosphat und Kalium wird es als Volldünger oder auch als reiner Stickstoffdünger


weltweit in der Landwirtschaft eingesetzt.
Zusätzlich enthalten viele Volldünger daneben noch Schwefel, Calcium, Magnesium sowie Spurenelemente.
Diese Mineraldünger haben in der Landwirtschaft einen großen Produktivitätsfortschritt ermöglicht.
Leider ist nicht nur der hohe Energieaufwand problematisch, sondern auch die Bedrohung der mikrobiellen Aktivität des Bodens, da synthetische Düngemittel in der Regel die Arbeit von Mikroorganismen übernehmen.


Ein weiteres Problem ist die Gefahr des Überdüngens, das vor allem in Gebieten intensiver landwirtschaftlicher Nutzung mit hohem Viehbesatz besteht, ( z.B. im Münsterland und in Südwestniedersachsen ) wo neben Düngemitteleinsatz Exkremente aus der Massentierhaltung auf Felder ausgebracht werden.
Hier liegt der Zweck der Ausbringung meist nicht in der Steigerung der Erträge, sondern allein in der preisgünstigen Entsorgung. (


Ich werde mich in einem gesonderten Artikel noch näher mit dieser Problematik beschäftigen).


Mikroorganismen und Kleinstlebewesen fallen diesem Verfahren zum Opfer.
Da Mikroorganismen jedoch für die landwirtschaftliche Qualität eines Bodens  entscheidend sind, führt dies zu erheblichen Problemen.
Der weltweite Verbrauch an Düngemitteln betrug 1999 141,4 Mio. Tonnen und erhöht sich besonders in China permanent (2012 36,7 Mio. Tonnen). Dennoch sind stickstofffixierende Bakterien nach wie vor viel wichtiger als die von Menschen hergestellten Kunstdünger.
Die Fruchtbarkeit des Bodens beruht in der Natur fast ausschließlich auf diesen Mikroorganismen.
Die Menge des von ihnen produzierten aus der Luft fixierten Stickstoffs liegt bei 150 bis 200 Mio. Tonnen pro Jahr, was ca. das Vierfache der Produktion durch das Haber-Bosch-Verfahren ausmacht.
Dieses und andere Verfahren zur Herstellung von Kunstdünger frisst nicht nur Energie, es ist auch teuer. Zudem ist es mit großen Umweltverschmutzungsproblemen behaftet, die u.a. durch Auswaschen von Nitrat in die Gewässer entstehen.


Neben dem hohen Energieaufwand bei der Herstellung und die damit verbundenen CO2-Emissionen treten noch weitere Probleme auf.
Die Kombination von Kunstdünger und schweren landwirtschaftlichen Maschinen hat bereits in vielen Teilen der Welt zu irreversibler Zerstörung der organischen Struktur der Böden geführt.
Ein weltweites Umdenken in der Landwirtschaft ist daher dringend erforderlich, um die natürlichen, von Mikroorganismen ausgehenden Prozesse bei der Produktion von landwirtschaftlichen Produkten wieder stärker in den Vordergrund zu rücken.
Es gibt genügend Beispiele an denen klar wird, dass die Fruchtbarkeit des Bodens in der Natur fast ausschließlich von Mikroorganismen ausgeht. 





Besonders wichtig für die Verfügbarkeit von Stickstoff für Reis in den Reisfeldern Asiens sind Cyanobakterien wie Anabaena und Nostoc. Obwohl für ein Drittel der Menschheit Reis als wichtigstes Grundnahrungsmittel gilt, brauchen dennoch ein großer Teil der Reisfelder nicht gedüngt werden.
Die Cyanobakterien leben innerhalb der Blätter des winzigen Wasserfarnes Azolla.
Sie kommen aber in vielen tropischen Böden auch frei vor und erreichen während einiger Wochen eine Syntheseleistung, die auf ein Jahr hochgerechnet 750kg Stickstoff pro Hektar ergibt.
Diese Mikroorganismen liefern damit den größten Einzelbeitrag zur weltweiten Stickstoffproduktion.


Zwei andere Kategorien von Stickstofffixieren sind weltweit verbreitet.
Die eine lebt in symbiotischer Gemeinschaft mit einer Pflanze. Die Mitglieder der anderen Gruppe leben frei im Boden.
Der klassische Vertreter für die erste Kategorie ist Rhizobium, ein Bakterium, das in Knöllchen an den Wurzeln von Leguminosen (Erbsen, Bohnen, Klee und anderen Schmetterlingsblütlern) vorkommt.
Der Grund für die althergebrachten Fruchtwechsel, die heute leider immer weniger durchgeführt werden, liegt in der Existenz dieser Mikroorganismen.
Wird jedes Jahr die gleiche Pflanze gesät, egal ob Gras, Gerste, Weizen oder gar Mais, nimmt die Bodenfruchtbarkeit dagegen rapide ab.
Über die Leguminosen erhält der Boden seine Fruchtbarkeit zurück, indem die Rhizobien in den symbiotischen Knöllchen Stickstoff fixieren.
Die Mikroorganismen fangen so viel von diesem Element ein, wie sie für sich und für die Bedürfnisse der Pflanze benötigen.
Rhizobien haben spezifische Partner.
So würden beispielsweise die Symbionten der Erbsen keine Knöllchen an Lupinen bilden. Einige Stämme bilden effektivere Knöllchen als andere. Deshalb wird das von Landwirten eingesetzte Saatgut inzwischen mit speziell ausgewählten Stämmen versetzt.
Durch genetische Manipulationen werden heute bereits besonders effektive Rhizobienstämme erzeugt.


Der zweite wichtige Stickstofffixierer in der Natur ist Frankia. Er ist ein Vertreter aus der Gruppe der Actinomyceten, die auch als „höhere“ Bakterien bezeichnet werden.
Frankia tritt in Gemeinschaft mit der Erle (Almus) auf, die dadurch auf trockenen Böden und im Gebirge wachsen kann. (Das dabei noch andere von Mikroorganismen ausgehende Mechanismen eine Rolle spielen können, ist aktuell die Hypothese von einer Gruppe von Forschern. Einer von meinen nächsten Artikeln wird sich hiermit befassen.)

Eine verwandte Mikrobe von Frankia bildet Symbiosen mit der Sumpfbeere (Myrica) und der Büffelbeere (Shepherdia), zwei winterharten Pflanzen, die mit der Hilfe dieser Symbionten in nährstoffarmen Böden, wie Steppen und Sümpfen wachsen. Eine weitere Mikrobe  der Gattung Azospirillium ist mit bestimmten Gräsern und gelegentlich mit Mais vergesellschaftet.  Sie fixiert in einigen Teilen der Welt ebenfalls Stickstoff.


Des Weiteren existieren eine Vielzahl von nicht symbiotischen, freilebenden Stickstofffixierern wie Azotobacter, die gut belüftete und neutrale bis schwach alkalische Umgebungen bevorzugen. Sie tragen jedoch eher im geringen Umfang zur Stickstofffixierung bei.
Außerdem leisten andere Bakterien aus unterschiedlichen Gruppen einen wichtigen Anteil an der Produktion von Stickstoff. Hierzu gehört unter anderem Beijerinckia, verschiedene Clostridien-Arten und Bacillus polymyxa.
Bei der jährlich fixierten Stickstoffmenge liegt Rhizobium mit deutlichem Vorsprung vorn. Luzerne mit Rhizobium kann bis zu 282 kg Stickstoff pro Hektar jährlich binden.
Cyanobakterien schaffen immerhin 10 kg und Azotobacter 113 g.


Aufgrund der durch die Herstellung und Anwendung von Kunstdüngern bereits aufgetretenen Probleme suchen Wissenschaftler zunehmend nach Möglichkeiten, die mikrobiellen Prozesse, durch die Mikroorganismen den Pflanzen Stickstoff zugänglich  machen, besser auszunutzen.
Eine Schlüsselrolle bei dem Vorgang spielt das Enzym Nitrogenase. Es bewerkstelligt den überwiegenden Teil der weltweiten Stickstofffixierung ohne den hohen Energieaufwand des Haber-Bosch-Verfahrens.


Andere Mikroorganismen sind für weitere Umwandlungen des Elements Stickstoff verantwortlich. Ein Teil baut tierische und pflanzliche Abfälle ab, während ein anderer Teil den Stickstoffkreislauf vervollständigt, indem er elementaren Stickstoff in die Atmosphäre freisetzt.
Am ersten dieser Prozesse nehmen verschiedene Typen von Mikroorganismen teil, die die großen und komplexen Gewebe und Moleküle in einfachere Grundbausteine zerlegen.
Aus Proteinen und anderen nitrathaltigen Stoffen entsteht dabei Ammonium. Dann setzt die Arbeit von zwei anderen Mikroorganismengruppen ein.
Nitrosomas und Nitrocystis oxidieren Ammonium zu Nitrit, Nitrobacter wandelt Nitrit in Nitrat um. Durch diese Tätigkeit, der Denitrifizierer, zu denen auch Pseudomonas denitrificans gehört, gelangt ebenfalls  Stickstoff in die Atmosphäre zurück.

Bei einer 21 jährigen Studie wurde zusammenfassend festgestellt (s.auch nachfolgenden Literaturnachweis): Um die Effektivität landwirtschaftlicher Anbausysteme zu beurteilen, bedarf es eines Verständnisses der Agrarökosysteme. Eine 21-jährige Studie ergab lediglich 20 Prozent geringere Erträge bei ökologischen Anbausystemen gegenüber konventionellen, obwohl der Einsatz von Düngemitteln und Energie um 34 bis 53 Prozent und der von Pestiziden um 97 Prozent geringer war.
Wahrscheinlich führen die erhöhte Bodenfruchtbarkeit und die größere biologische Vielfalt in den ökologischen Versuchsparzellen dazu, dass diese Systeme weniger auf Zufuhr von außen angewiesen sind.


Ich bin sicher, dass sich diese 20 Prozent geringerer Erträge noch kompensieren lassen, wenn vermehrt Geld für die Entwicklung effektiverer biologischer Verfahren investiert wird. Nur so  ist die weitere Zerstörung landwirtschaftlicher Flächen zu stoppen.
(Paul Mäder, Andreas Fließbach, David Dubois, Lucie Gunst, Padruout Fried und Urs Niggli: Bodenfruchtbarkeit und biologische Vielfalt im ökologischen Landbau, ÖKOLOGIE & LANDBAU 124, 4/2002 (I) (http://orgprints.org/302/1/maeder-et-al-2002-oel-dok-science.pdf)



Düngerverbrauch
(
Nachfolgende Texte und Bilder aus der Wikipedia)
(Zur Quellseite)



Der weltweite Verbrauch an Düngemitteln betrug 1999 141,4 Mio. Tonnen.

Die größten Verbraucher-Länder waren (2012 in Mio. Tonnen):

China 36,7
Vereinigte Staaten: 19,9
Indien: 18,4
Brasilien: 5,9
Frankreich: 4,8
Deutschland: 3,0
Pakistan: 2,8
Indonesien: 2,7
Kanada: 2,6
Spanien: 2,3
Australien: 2,3
Türkei: 2,2
England: 2,0
Vietnam: 1,9
Mexiko: 1,8
Niederlande: 1,4



Diese Zahlen geben keinen Aufschluss über den Pro-Kopf- bzw. Pro-Hektar-Verbrauch. Dieser kann jedoch für ausgewählte Staaten und Regionen aus der Grafik abgelesen werden.

Eine weitere Bedeutung der Zahlen ergibt sich aus dem Umstand, dass die Herstellung von Stickstoffdünger sehr energieintensiv ist: Der gesamte Energiebedarf für die Düngung mit 1 Tonne Stickstoff einschließlich Herstellung, Transport und Ausbringung entspricht dem Energiegehalt von etwa 2 Tonnen Erdöl.


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