Mibi 10: MO Wachstum 1

Wachstum von Mikroorganismen

• Hefen sind einzellige Organismen.
• Filamentöse Pilze umfassen Hyphen und Myzel, wobei Hyphen multizelluläre, filamentöse Strukturen aus tubulären Zellen sind.
• Dimorphismus bezeichnet den Wechsel zwischen verschiedenen Wuchsformen, wie bei Candida albicans, wobei Hefe bei etwa 30° C wächst und filamentöses Wachstum bei etwa 37° C plus einem Stimulus auftritt.
• Mikroorganismen sind lebende Maschinen, die studiert werden können, um bessere Maschinen zu bauen und zu verstehen.
• Lebende Zellen besitzen spezifische Eigenschaften, die sie von nicht-lebenden Objekten unterscheiden.
• Metabolismus beinhaltet die Aufnahme von Nährstoffen durch eine Zelle, deren Umwandlung in zelluläre Stoffwechselprodukte und die Generierung von Abfallstoffen sowie Reparaturfunktionen.
• Wachstum und Proliferation beschreiben den Prozess, bei dem eine Zelle wächst und sich verdoppelt, um Nachkommen zu erzeugen.
• Differenzierung beinhaltet die Bildung neuer Strukturen durch eine Zelle, z. B. Sporen als Teil des Lebenszyklus.
• Kommunikation beschreibt die Interaktion von Zellen untereinander und mit ihrer Umgebung.
• Bewegung kann die Fähigkeit mancher Zellen umfassen sich zu bewegen oder auch den intrazellulären Transport innerhalb der Zelle.
• Evolution beschreibt die Fähigkeit von Zellen, neue Eigenschaften zu entwickeln, was zur Bildung neuer Arten führen kann.
• Der Lebenszyklus einer Zelle endet mit dem Tod.

Koloniemorphologie

• Die Koloniemorphologie von Hefen und Saccharomyces cerevisiae kann in Abhängigkeit von Zeit und Glukosekonzentration variieren.
• Niedrigere Dextrosekonzentrationen können die Reaktion der Koloniemorphologie verstärken.
• Die Koloniemorphologie kann als Funktion von Zeit und Glukosekonzentration variieren.

Reinkulturen

• Reinkulturen lassen sich durch Ausstrichverfahren mit einer Impföse herstellen.
• Durch die Herstellung von Verdünnungen und das Ausplattieren dieser Verdünnungsstufen können Reinkulturen gewonnen werden.
• Das Ausplattieren einer fallenden Reihe mithilfe eines Drigalski-Spatels ist eine weitere Methode zur Herstellung von Reinkulturen.
• Der Drigalski-Spatel ist nach seinem Erfinder Wilhelm von Drigalski benannt und wird verwendet, um Mikroorganismen auf Petrischalen auszuplattieren.
• Der Spatel besteht aus Glas oder Metall.

Schimmelpilze

• Hyphen sind tubuläre, fadenförmige Strukturen von Schimmelpilzen, die aus linear aneinandergereihten Pilzzellen bestehen und sich verzweigen können; sie stellen die Hauptform des vegetativen Wachstums dar.
• Das Myzel ist die Masse an Hyphen einer Kolonie, die 3D-Strukturen bilden kann.
• Konidien oder Sporen sind asexuelle Sporen, die direkt von Hyphen gebildet werden oder von Konidiophoren stammen.
• Beispiele für Schimmelpilze sind Aspergillus, Penicillium und Rhizopus.

Zasmidium cellare

• Zasmidium cellare, auch bekannt als Kellerschimmel, Kellertuch oder Kellerkatze, bildet tuchartige, weiche Matten von 1–2 cm Dicke und wächst bei einer Luftfeuchtigkeit von über 85 %.
• Dieser Pilz zeigt keinen bekannten sexuellen Zyklus, lebt oft in extremen Nischen und kann volatile organische Substanzen verstoffwechseln.
• Er stammt von Penicillium und Aspergillus ab.
• Zasmidium cellare kommt in dunklen, Ethanol-angereicherten Umgebungen vor, besonders in Wein- und Brandykellern Mittel- und Südeuropas, wobei die Farbe des Mycels von braun bis schwarz variiert.
• Der Pilz wurde erstmals 1696 dokumentiert.
• Das Vorkommen von Z. cellare ist vollständig abhängig von der Aktivität des Menschen.
• Es liegen keine Berichte über pathologische Effekte bei gesunden Menschen vor.
• Der Pilz wurde von europäischen Winzern als förderlich beschrieben, da er andere Schimmelpilze und deren Gerüche im Keller verdrängt.

Sporulation bei Aspergillus nidulans

• Im Wildtyp entsteht zuerst eine Lufthyphe (Stiel).
• Am Ende der Lufthyphe schwillt diese an und formt ein kugelförmiges Vesikel.
• Metulae, die erste Zellgeneration, werden durch Knospung erzeugt und sind einkernig.
• Aus den Metulae entsteht eine zweite Zellgeneration, die Phialiden.
• Von den Phialiden werden Sporenketten abgesondert, die Konidien.

Pilze und verursachte Krankheiten

• Aspergillose ist eine Infektion, die durch Arten von Aspergillus verursacht wird.
• Die meisten Menschen atmen täglich Aspergillus-Sporen ein, ohne zu erkranken.
• Menschen mit einem geschwächtem Immunsystem oder einer Lungenkrankheit haben ein erhöhtes Risiko, wegen Aspergillus-Befall Gesundheitsprobleme zu entwickeln.
• Allergische Reaktionen, Lungeninfekte oder Infektionen anderer innerer Organe können auftreten.
• Bekannte Arten sind A. fumigatus, A. flavus, A. niger und A. terreus.
• Humane Pilzkrankheiten sind erst im 20. Jahrhundert zu einem ernsten Problem geworden.
• Die Gründe dafür sind die gestiegene Effizienz bei der Behandlung bakterieller Infektionen, die Zunahme immunodefizienter Patienten und die wachsende Anzahl medizinischer Geräte, die in den Körper eingebracht werden.
• Fungal infections führen zu mehr als 1,3 Millionen Todesfällen jährlich.
• Die häufigsten humanpathogenen Pilze sind Candida albicans, Cryptococcus neoformans und Aspergillus fumigatus.
• Pilze können oberflächliche Infektionen der Haut und Nägel, allergische Reaktionen und invasive Infektionen mit systemischem Befall innerer Organe verursachen.
• Nur die wenigsten Pilze sind humanpathogen.
• Um beim Menschen Mykosen zu verursachen, müssen Pilze thermotolerant sein, die Fähigkeit besitzen, auf und in Geweben zu überleben und zu wachsen, und der wirtsspezifischen Abwehr widerstehen können.

Tag danach

• Während einer kurzen Zeitspanne nach dem Ereignis müssen Pilze und andere Saprophyten, die auf toten Organismen leben, die dominierende Lebensform auf der Erde gewesen sein.
• Atmosphärischer Staub blockierte das Sonnenlicht und führte zum Absterben von Pflanzen, die auf Photosynthese angewiesen sind.
• Auf die Schicht aus fossilen Pilzen folgt ein 60 cm dicker Abschnitt mit der sich relativ schnell wieder etablierenden Erholungsflora, zunächst Bodenfarne, gefolgt von einer vielfältigeren Gehölzvegetation nach Jahrzehnten bis Hunderten von Jahren.
• Eine ähnliche Pilz- und Algenschicht ist von einer früheren Katastrophe bekannt, die sich vor 251 Millionen Jahren an der Grenze zwischen Perm und Trias ereignete, was ein noch größeres Massensterben darstellte, bei dem etwa 90 % der vorhandenen Arten verschwanden.
• Es wird spekuliert, dass es nach dem Einschlag einige Jahre lang eine von Pilzen dominierte Welt gegeben hat.
• Diese Zeit dürfte von intensivem Pilzwachstum und Anpassung geprägt gewesen sein.
• Mikrobielle Abbauprozesse setzten große Mengen Kohlendioxid frei, was zu ähnlichen Effekten wie die globale Erwärmung führte.
• Die Zeit des intensiven Pilzwachstums den großen Raubtieren die Nahrung weggenommen haben und zusammen mit der Verringerung des Pflanzenlebens für das Verschwinden der großen Dinosaurier verantwortlich sein könnte.
• Es wird auch spekuliert, dass zu dieser Zeit pilzliche Pflanzenpathogene entstanden sind, die die Entwicklung vieler unserer modernen Pflanzen vorangetrieben haben.
• Es ist wahrscheinlich, dass frühe Säugetiere im Gegensatz zu ihren kaltblütigen Reptiliennachbarn äußerst resistent gegen Pilzbefall waren, da Säugetiere eine hohe Körpertemperatur haben, die für das Wachstum von Pilzen ungünstig ist.