Die Bakterien atmen durch zwei Atemprozesse: aerob und anaerob. Diese werden von den meisten dieser einzelligen Organismen aufgrund ihrer frühen Entwicklung verwendet.
Einige Bakterien helfen uns, so zu leben, wie wir Lebensmittel in unserem Verdauungssystem verdauen können. Andere, wie die, die Beulenpest oder Tuberkulose verursacht, können eine Person töten, wenn sie keine angemessene und rechtzeitige medizinische Behandlung erhalten.
Die Vorfahren moderner Bakterien erschienen vor ungefähr 4 Milliarden Jahren auf der Erde. Sie waren die ersten Lebensformen auf dem Planeten. Sie sind so klein, dass ein Gramm Boden normalerweise 40 Millionen Bakterien enthält. Ein Millimeter Wasser könnte durchschnittlich eine Million enthalten.
Bakterien kommen überall auf der Erde vor, außer in solchen, die vom Menschen sterilisiert wurden. Auch an Orten, an denen sie extremen Temperaturen ausgesetzt sind oder an denen eine hohe Konzentration giftiger Substanzen vorliegt.
Bakterienzellen unterscheiden sich stark von denen jeder Pflanze oder jedes Tieres. Diesen Zellen fehlen Kerne und andere Organellen in der Membran, mit Ausnahme von Ribosomen. Organismen, deren Zellen keinen Kern haben, werden Prokaryoten genannt.
Die meisten Menschen assoziieren nur negative Dinge mit Bakterien. Aber denken Sie daran, dass sie überall sind und schon so lange da sind, dass der Mensch ohne sie nicht existieren könnte.
Der Sauerstoff in der Luft, die wir atmen, wurde wahrscheinlich vor Millionen von Jahren durch die Aktivität von Bakterien erzeugt.
Bakterien nehmen Stickstoff aus der Atmosphäre auf und geben ihn an Pflanzen ab, damit sie ihn verwenden können, wenn sie sterben. Pflanzen können der Luft keinen Stickstoff entziehen, sondern dem Boden, und dank Bakterien können sie diesen wichtigen Teil ihres Stoffwechsels vervollständigen.
Die Beziehung zwischen Pflanzen und Bakterien ist in dieser Hinsicht so eng geworden, dass einige Samen ein Behälter für Bakterien sind, die beim Keimen verwendet werden können.
Außerdem enthält der menschliche Körper riesige Mengen an nützlichen Bakterien, die uns in keiner Weise beeinflussen oder helfen.
Die im Verdauungssystem vorkommenden Bakterien sind für die Aufnahme bestimmter Arten von Nährstoffen essentiell. Sie schützen uns auch vor einigen schädlichen Bakterien, die Krankheiten entwickeln können.
Wie atmen Bakterien?
Alle Lebewesen müssen eine konstante Energiequelle haben, um die grundlegendsten lebenswichtigen Funktionen aufrechtzuerhalten. In einigen Fällen kommt diese Energie durch Photosynthese direkt von der Sonne, in anderen durch Verschlingen anderer Lebewesen wie Pflanzen oder Tiere.
Die Energie muss verbraucht und dann in eine geeignete Form wie Adenosintriphosphat (ATP) umgewandelt werden. Es gibt verschiedene Mechanismen, um die ursprüngliche Energiequelle in ATP umzuwandeln.
Der effizienteste Weg ist die aerobe Atmung, die Sauerstoff benötigt. Diese Methode generiert mehr ATP aus der Quelle.
Wenn jedoch kein Sauerstoff verfügbar ist, können Organismen andere Mechanismen verwenden, um Energie umzuwandeln. Prozesse, die keinen Sauerstoff benötigen, werden als anaerob bezeichnet.
Aerobe Atmung
Während der aeroben Atmung wird Glukose in Lebensmitteln durch Oxidation in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt.
Es produziert eine beträchtliche Menge an Energie, die Organismen in ATP-Molekülen speichern. Dieser gesamte Prozess findet in einem Teil der Zellen statt, die als Mitochondrien bezeichnet werden.
Die meisten Lebewesen nutzen die aerobe Atmung, um Energie freizusetzen. Menschen und andere Säugetiere, Reptilien, Vögel, Amphibien, Fische und Insekten nutzen diese Art der Atmung zur Energiegewinnung.
Anaerobe Atmung
Einige Organismen benötigen dank anaerober Atmung keinen Sauerstoff, um zu überleben. Dies tritt bei den primitivsten Arten von Bakterien auf, und Wissenschaftler glauben, dass die ersten Organismen, die auf der Erde auftauchten, anaerob waren.
Diese Wesen vermehrten sich, als die Erdatmosphäre sehr wenig Sauerstoff enthielt und als ihre Zusammensetzung über Millionen von Jahren begann, mehr Sauerstoff aufzunehmen, entwickelten sich neue Organismen, um sich an diesen Zustand anzupassen.
Das Auftreten von Sauerstoff ist das Ergebnis von Pflanzen, die ihn durch Photosynthese aus Kohlendioxid erzeugen.
Anaerobe Bakterien können in vielerlei Hinsicht auch für den Menschen von Vorteil sein. Einige sind während des Fermentationsprozesses aktiv an der Lebensmittelproduktion beteiligt.
Andere anaerobe Bakterien spielen eine Rolle bei der Abwasserbehandlung. Sie leben in Umgebungen, in denen die meisten Kreaturen getötet werden könnten, und zwar nicht nur aufgrund von Sauerstoffmangel. Sie verbrauchen Abfallstoffe und wandeln sie chemisch in einfachere Verbindungen um.
Bei der anaeroben Atmung wandeln Mikroorganismen Glukose aus Lebensmitteln in Ethanol und Kohlendioxid um, um Energie freizusetzen. Diese Energie wird von Organismen für ihr Überleben genutzt. Anaerobe Atmung produziert weniger Energie in Form von ATP als aerobe Atmung.
In Menschen
Menschen erhalten Energie durch aerobe Atmung. Sie können jedoch auch eine anaerobe Atmung in den Muskeln verwenden.
Wenn wir eine anstrengende körperliche Übung machen, wird der durch das Blut gelieferte Sauerstoff von den Muskelzellen viel schneller verbraucht. Die Muskeln müssen dann Glukose verwenden, um sie in Milchsäure umzuwandeln und kleine Energiemengen freizusetzen.
Bei intensiver körperlicher Betätigung oder jeder Art von schwerer körperlicher Aktivität wird der größte Teil der von den Muskeln verbrauchten Energie durch aerobe Atmung erzeugt.
Die anaerobe Muskelatmung liefert nur wenig zusätzliche Energie, die unter anspruchsvollen Bedingungen körperlicher Anstrengung benötigt wird. Die bei diesem anaeroben Prozess freigesetzte Milchsäure reichert sich in den Muskeln an und verursacht Krämpfe.
Muskelkrämpfe können durch ein heißes Bad oder eine Massage gelindert werden. Heißes Wasser oder Massagen verbessern die Durchblutung der Muskeln.
Durch die Erhöhung der Durchblutung der Muskeln erhöht sich die Sauerstoffversorgung. Dieser Sauerstoff wandelt angesammelte Milchsäure in Kohlendioxid und Wasser um und lindert Krämpfe.
Verweise
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