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Anspruchsvoller Organismus

Ein anspruchsvoller Organismus ist jeder Organismus, der komplexe oder besondere Ernährungsbedürfnisse hat. Mit anderen Worten, ein anspruchsvoller Organismus wächst nur, wenn bestimmte Nährstoffe in seinem Medium enthalten sind. Der restriktivere Begriff anspruchsvoller Mikroorganismus wird in der Mikrobiologie verwendet, um Mikroorganismen zu beschreiben, die nur wachsen, wenn spezielle Nährstoffe in ihrem Kulturmedium vorhanden sind. Daher wird Anspruchslosigkeit oft praktisch als schwierig zu kultivieren definiert, mit welcher Methode auch immer. Ein Beispiel für ein anspruchsvolles Bakterium ist Neisseria gonorrhoeae, das Blut oder Hämoglobin und mehrere Aminosäuren und Vitamine benötigt, um zu wachsen. Weitere Beispiele sind Campylobacter spp. und Helicobacter spp., die kapnophil sind – erfordern unter anderem erhöhte CO2-Anforderungen. Anspruchsvolle Organismen sind nicht von Natur aus „schwach“ – sie können in ihrer besonderen ökologischen Nische mit ihren besonderen Nährstoffen, Temperaturen und dem Fehlen von Konkurrenten gedeihen und gedeihen, und sie können ziemlich schwer abzutöten sein. Aber sie sind schwierig zu kultivieren, einfach weil es schwierig ist, ihr natürliches Milieu in einem Kulturmedium genau zu simulieren. Zum Beispiel ist Treponema pallidum nicht leicht zu kultivieren, dennoch ist es in seiner bevorzugten Umgebung widerstandsfähig und schwer aus allen Geweben einer Person mit Syphilis auszurotten.

Ein Beispiel für die praktische Relevanz von Penibilität ist, dass ein negatives Kulturergebnis ein falsch negatives sein könnte; das heißt, nur weil die Kultivierung den interessierenden Organismus nicht hervorgebracht hat, bedeutet dies nicht, dass der Organismus weder in der Probe, noch an dem Ort, von dem die Probe stammt, oder in beiden abwesend war. Dies bedeutet, dass die Empfindlichkeit des Tests weniger als perfekt ist. So kann beispielsweise die Kultur allein nicht ausreichen, um einem Arzt zu helfen, herauszufinden, welche Bakterien bei einem Krankenhauspatienten eine Lungenentzündung oder Sepsis verursachen und welches Antibiotikum verwendet werden soll. Wenn festgestellt werden muss, welche Bakterien oder Pilze vorhanden sind (in der Landwirtschaft, in der Medizin oder in der Biotechnologie), können sich Wissenschaftler neben Kulturen auch anderen Instrumenten zuwenden, z. B. Nukleinsäuretests (die stattdessen die DNA oder RNA dieses Organismus nachweisen, wenn auch nur in Fragmenten oder Sporen im Gegensatz zu ganzen Zellen) oder immunologische Tests (die stattdessen seine Antigene nachweisen, wenn auch nur in Fragmenten oder Sporen im Gegensatz zu ganzen Zellen). Letztere Tests können zusätzlich zu (oder anstelle von) Kultur hilfreich sein, obwohl auch bei der Interpretation ihrer Ergebnisse Vorsicht geboten ist, da die DNA, RNA und Antigene vieler verschiedener Bakterien und Pilze oft viel häufiger vorkommen (in Luft, Boden, Wasser und menschlichen Körpern) als im Volksmund angenommen — zumindest in winzigen Mengen. Daher kann ein positives Ergebnis dieser Tests manchmal ein falsch positives Ergebnis in Bezug auf die wichtige Unterscheidung zwischen Infektion und nur Besiedlung oder ungekeimten Sporen sein. (Das gleiche Problem verursacht auch verwirrende Fehler bei DNA-Tests in der Forensik; winzige Mengen der eigenen DNA können fast überall landen, z. B. bei der Übertragung durch Fomiten, und da moderne Tests solche winzigen Mengen wiederherstellen können, erfordert die Interpretation ihrer Anwesenheit die gebotene Umsicht.) Solche Überlegungen sind der Grund, warum Geschick erforderlich ist, um zu entscheiden, welcher Test in einer bestimmten Situation geeignet ist, und um die Ergebnisse zu interpretieren.

Zu den Lebensbedürfnissen einiger Mikrobenarten gehören nicht nur bestimmte Nährstoffe, sondern auch chemische Signale verschiedener Art, von denen einige sowohl direkt als auch indirekt davon abhängen, dass andere Arten in der Nähe sind. So können nicht nur Nährstoffanforderungen, sondern auch andere chemische Anforderungen der isolierten Kultivierung von Arten im Wege stehen. Lewis Thomas stellte in seinem 1974 erschienenen Buch Lives of a Cell die Genauigkeit und die Herausforderung, Isolate zu kultivieren, in einen logischen Kontext: „Es wurde geschätzt, dass wir wahrscheinlich nur über einen kleinen Teil der Mikroben der Erde echtes Wissen haben, weil die meisten von ihnen nicht allein kultiviert werden können. Sie leben in dichten, voneinander abhängigen Gemeinschaften zusammen, ernähren und unterstützen sich gegenseitig und regulieren das Gleichgewicht der Populationen zwischen verschiedenen Arten durch ein komplexes System chemischer Signale. Mit unserer gegenwärtigen Technologie können wir nicht mehr eine von den anderen isolieren und sie in Ruhe halten, als wir eine einzelne Biene davor bewahren können, wie eine schuppige Zelle auszutrocknen, wenn sie aus ihrem Bienenstock entfernt wird.“ Eine der logischen Folgerungen dieser Passage ist, dass die Untrennbarkeit vieler Arten von ihren ursprünglichen ökologischen Kontexten ganz natürlich ist und nur widerspiegelt, dass Interdependenzen in ökologischen Systemen häufig sind — nicht, dass Schwäche, Gebrechlichkeit oder Sturheit schuld sind.

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