Die wasserstoffoxydierenden Bakterien

Abstract

Als wasserstoffoxydierende Bakterien fassen wir eine Reihe physiologisch definierter Formen zusammen, die molekularen 'Wasserstoff aktivieren, als H-Donator verwerten und die Oxydationsenergie zur 002-Assimilation benutzen können. Zu dieser autotrophen Lebensweise sind sowohl aerobe als auch anaerobe Bakterien befähigt. Bei den Knallgasbakterien fungiert Luftsauerstoff als H-Acceptor (Kapitell); die Desulfurikanten reduzieren Sulfat (KapitelII); J.11icJ'Ococcus denit1'ijicans reduziert Nitrat (Kapitel III), und einige andere Anaerobe vermögen den aktivierten Wasserstoff anscheinend direkt auf Kohlendioxyd zu übertragen (Kapitel IV). Dabei werden die Elemente 0, S, N und 0 von ihrer höchsten Oxydationsstufe in die extremste Reduktionsstufe überführt. Bei Verschiedenheit des H-Acceptors ist allen diesen Formen die Fähigkeit zur Aktivierung des molekularen vVasserstoffs gemeinsam. Ihre autotrophe Lebensweise ist durchaus fakultativ, wenn auch einigen Stämmen durch fortgesetzte Kultivierung unter autotrophen Bedingungen die Befähigung zum vVachstum auf organischen Substraten verlorengehen kann. Zur Aktivierung des molekularen Wasserstoffs sind diese Organismen durch den Besitz eines eigenen Fermentes befähigt, der Hydrogenase (Kapitel VIII). Über seine Natur und Funktion ist noch sehr wenig bekannt. Es wurde zwar angereichert, konnte aber noch nicht isoliert werden. Es ist auch nicht bekannt, ob es sich bei allen Organismen um ein und dasselbe Ferment handelt, das den molekularen Wasserstoff aktiviert. Das Vorkommen von Hydrogenase und die Möglichkeit der H2-Aktivierung ist nicht auf diese fakultativ autotrophen Bakterien beschränkt. Diese Eigenschaften finden sich auch bei einer großen Anzahl kohlenwasserstoffoxydierender und phototropher Bakterien (Kapitel VI), ferner bei vielen rein heterotrophen Formen. Einige von ihnen vermögen die bei der Oxydation von H2freiwerdende Energie zu synthetischen Leistungen zu nutzen. Bei den Heterotrophen scheint es sich bei dieser H2-Oxydation aber um eine "Leerlaufreaktion" zu handeln, ohne daß die zwangsläufig freigesetzte Energie verwertet werden kann. Doch stehen dahingehende Untersuchungen noch aus. Eine Abgrenzung der hier zu behandelnden Organismen ist nicht ohne Kompromisse möglich. Die Kriterien, die WINOGRADSKY (1922) für die "Anorgoxydanten" herausstellte, als Maßstab für die Auswahl der Ohemoautotrophen anzulegen, verbietet sich von selbst. Auch die autotrophe Lebensweise als die "Fähigkeit, sich in unendlicher Subkultur in einem l\1ilieu, das 002 als einzige 0- Quelle enthält, zu leben und zu vermehren" (WOODS und LAsoELLEs 1954), zu definieren, würde den Kreis der zur physiologischen Gruppe der wasserstoffoxydierenden Bakterien gehörigen Formen zu eng ziehen lassen, da einige von ihnen in (cont in article)