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Hyperthermophile Einzeller : Die heiße Jagd nach kleinen Extremisten

Heiße Quellen in der Tiefsee, die Heimat von Pyrolobus fumarii und „Strain 121“
          5 Min.

          Für viele Lebewesen interessiert sich der Mensch, weil er mit ihnen auskommen muß, sie essen will oder von ihnen krank wird. Doch es gibt welche, die unsere Neugier gerade deswegen auf sich ziehen, weil sie für all das viel zu fremdartig sind. Es sind Einzeller, die Eisen oder Salpeter atmen und andere absonderliche Ernährungsgewohnheiten pflegen - und das an Orten, die man früher für steril gehalten hatte: ätzende Säure, ewiges Eis oder kochendes Wasser.

          Ulf von Rauchhaupt
          Redakteur im Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.

          Die Hitzefans unter diesen Mikroorganismen, die sogenannten "hyperthermophilen", belegen die Anpassungsfähigkeit des Lebens vielleicht am eindrucksvollsten - und eignen sich zugleich besonders gut für wissenschaftliche Rekordjagden. "Wer isoliert die hitzebeständigste Mikrobe?" ist heute ein ähnlich spannender Sport wie "Wer macht den schwersten Atomkern?" oder "Wer findet den ältesten Vormenschenknochen?" Dabei hat auch die Öffentlichkeit ihren Spaß, wenn sie wichtige Forschungen im Sportschau-Format serviert bekommt. Im Falle der Hitzebazillen begann die Jagd in den frühen Achtzigern - nach den spektakulären Entdeckungen von Thermalquellen in der Tiefsee. Da deren Wasser durch den hohen Druck noch jenseits von 100 °C flüssig bleibt, findet man dort Lebewesen, denen selbst kochendes Wasser zu kalt ist.

          „Strain 121“ teilt sich noch bei 121 Grad Celsius

          Heute hat man Dutzende von hyperthermophilen Arten identifiziert, viele davon im Labor des Regensburger Mikrobiologen Karl Stetter, der 1997 auch den bisherigen Rekordhalter entdeckte: Pyrolobus fumarii fühlt sich bei 106 °C besonders wohl - dann teilen sich seine Zellen am schnellsten. Doch Zellteilung ist noch bei 113 °C nachweisbar. Ein neuer Spitzenreiter wurde nun vergangene Woche im amerikanischen Wissenschaftsmagazin Science vorgestellt. Er stammt von einer Thermalquelle im Nordostpazifik und wird nun als die Mikrobe gefeiert, die noch "bei einer Rekordtemperatur von 121 °C gedeiht" - so etwa die BBC.

          Einen ordentlichen lateinischen Namen hat der neue Champion noch nicht. Zwar haben sich seine Entdecker, Kazem Kashefi und Derek Lovley von der University of Massachusetts in Amherst, schon einen ausgedacht, wollen ihn aber erst in einer zweiten Veröffentlichung verraten. Bis dahin heißt der Hitzeweltmeister "Strain 121" und trägt mit seiner Rekordmarke einen Wert im Namen, der ihm in den mikrobiologischen Labors rund um die Welt besondere Aufmerksamkeit verschaffen dürfte. Denn 121 °C ist just die Temperatur, bei der eine genormte Standardprozedur zur Sterilisation in einem sogenannten Autoklav (einer Art Dampfkochtopf) abläuft.

          Wo wir uns verbrühen, fallen sie in Kältestarre

          Das ist kein Zufall. Denn 121 °C ist nicht etwa die Temperatur, bei der sich "Strain 121" am schnellsten teilt. Die liegt bei etwa 106 °C und damit genauso hoch wie bei Pyrolobus fumarii. Das kann man in Science allerdings nur einer kleinen Graphik entnehmen. Im Text reden Kashefi und Lovley nur von den rekordverdächtigen 121 °C. Das aber ist lediglich die höchste Temperatur, bei der die Forscher noch auf eine Verdoppelung der Zellenzahl gewartet haben. Sie warteten 24 Stunden - mehr als zehnmal so lang wie bei 106°C. Da in der Natur nichts sprunghaft vor sich geht, hätte sich auch jenseits der 121 °C noch die eine oder andere Zelle von "Strain 121" geteilt. Die 121 °C sind also weniger eine Kennzahl des neuentdeckten Organismus als ein Signal an den Science-Leser: Mit "Strain 121" existiert ein Keim, der das normale Sterilisationsverfahren übersteht.

          Gefährlich ist er deswegen nicht. Denn wie alle Hyperthermophilen ist auch "Strain 121" höheren Organismen viel zu fremd, um Schaden anzurichten. Vor allem aber stellt er unterhalb von 85 °C seine Aktivität ein - er fällt in einen Kälteschlaf bei einer Temperatur, bei der wir uns Brandblasen holen würden.

          Hyperthermophile leben eben in einer völlig anderen Welt. Kein Vielzeller erträgt auf die Dauer Temperaturen von mehr als 50 °C. Auch alle bisher bekannten einzelligen Eukarya - das sind alle Lebewesen, deren Zellen über Kerne verfügen - gehen zugrunde, wenn man sie längere Zeit über 60 °C erhitzt. Dann beginnen die Enzyme, die das biochemische Geschehen in den Zellen kontrollieren, zu Suche | eArchiv 5.2 https://earchiv.faz.de/faz-thwred/xsearch.htm 1 von 3 14.05.2022, 10:45 stocken wie das Eiklar im Frühstücksei.

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