MicrobeThingsMacro - Mikroben ganz groß!

Bakterien, die sich am Erdmagnetfeld orientieren? Ja, die gibt es wirklich. In der heutigen Folge von MicrobeThingsMacro beschäftigen wir uns mit Magnetospirillum gryphiswaldense. Hört gerne rein und lernt, wie das Bakterium entdeckt wurde, warum es magnetisch ist und was das alles mit Leben auf dem Mars und der Medizintechnologie der Zukunft zu tun hat.

Dieser Beitrag nimmt am Wettbewerb Fast Forward Science 2026 teil. #AudioAward #BestesDebutAudio

Kapitel

00:00 – Intro

01:27 – Erste Beschreibungen von Magnetospirillum

03:56 – Die Entdeckung von M. gryphiswaldense

05:00 – Magnetosomen – Wie der Magnetsinn in Bakterien funktioniert

08:07 – Magnetosomen als Zeichen von Leben im All?

09:26 – Magnetospirillum in der aktuellen Forschung

11:02 – Fazit & Verabschiedung

Was ihr in dieser Folge lernen konntet…

M. gryphiswaldense ist ein Bakterium, dass sich entlang des Erdmagnetfelds ausrichtet. Die korkenzieherförmige Mikrobe nutzt dafür eisenhaltige Magnetitkristalle, die in sogenannten Magnetosomen zu Stabmagneten werden.

Entlang der Feldlinien kann sich Magnetospirillum in Gewässern in weniger sauerstoffhaltige Schichten bewegen. Hier findet es ideale Wachstumsbedingungen.

Magnetosomen finden vielseitige Anwendung in der medizinischen Forschung - ob als Kontrastmittel, zur Steuerung von Mikrorobotern, oder in der Tumortherapie. Sogar im Gestein eines Marsmeteoriten wurden schon Magnetosomen-ähnliche Strukturen gefunden.

Die Folge zum Nachlesen findet ihr hier.

Links & weitere Infos

Mikrobe des Jahres 2019 / VAAM - Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie e.V.

Video von Magnetospirillen unter dem Mikroskop

Entdeckung und Erstbeschreibung von Magnetospirillum

Bellini, S. (2009), Chinese J. Oceanol. Limnol., 27(1), pp. 3–5.

Blakemore, R. (1975), Science, 190(4212), pp. 377–379.

Maratea, D. and Blakemore, R.P. (1981), Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 31(4), pp. 452–455.

Schleifer, K.H. et al. (1991), Syst. Appl. Microbiol., 14(4), pp. 379–385.

Bildung und Funktionsweise der Magnetosomen

Schüler, D. (1999), J. Mol. Microb. Biotech., 1(1), pp. 79–86.

Blakemore, R.P. and Frankel, R.B. (1981), Sci. Am., 245(6), pp. 58–65.

Magnetosomen in Marsgestein

Friedmann, E.I. et al. (2001), Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 98(5), pp. 2176–2181.

Magnetospirillum in der Bioremediation

Krawczyk-Bärsch, E. et al. (2022), J. Hazard. Mater., 437, p. 129376.

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Am 14. April 1912 um 23.40 Uhr kollidiert die RMS Titanic mit einem Eisberg. Wenige Stunden später wird das als unsinkbar geltende Schiff untergehen. Fast 75 Jahre liegt das Wrack am Grunde des Meeres und verwittert. In Folge seiner Entdeckung wird deutlich: eisenfressende Mikroben setzten dem Wrack stark zu. Halomonas titanicae könnte dafür verantwortlich sein, dass von der sagenumwobenen RMS Titanic bald nichts mehr übrig ist. In dieser Folge von MicrobeThingsMacro – Mikroben ganz groß! tauchen wir in die Geschichte der Titanic ein und erkunden, wie H. titanicae auch die robustesten Stahlstrukturen dem Meeresgrund gleichmacht.

Kapitel

00:00 – Intro

01:38 – Die RMS Titanic

04:40 – Die Entdeckung des Wracks

06:25 – Der Wrackfresser H. titanicae

07:51 – Wie H. titanicae das Wrack der Titanic verschwinden lässt

09:37 – Was wir von H. titanicae lernen können

11:02 – Fazit & Verabschiedung

Was ihr in dieser Folge lernen konntet…

Am 14. April 1912 stieß die RMS Titanic im Nordatlantik mit einem Eisberg zusammen, was zu ihrem Untergang in den frühen Morgenstunden des 15. April 1912 führte. Fast 75 Jahre lang lag das Wrack dann unentdeckt am Meeresgrund.

An den Rostbärten der Titanic wurde das Bakterium Halomonas titanicae gefunden. Es nutzt das Eisen aus dem Stahl der Titanic zur Energiegewinnung und sorgt somit dafür, dass der Stahlkoloss Stück für Stück verschwindet.

Durch seine Fähigkeit, solide Stahlstrukturen abzubauen, könnte Halomonas titanicae auch genutzt werden, um den Rückbau mariner Altlasten zu beschleunigen. Erkenntnisse über den Prozess der Biokorrosion helfen, Materialien der Zukunft widerstandsfähiger zu machen.

Die Folge zum Nachlesen findet ihr hier.

Links & weitere Infos

Allgemeines zur Titanic

Datenblatt Titanic, Deutscher Titanic-Verein von 1997 e.V. (Aufgerufen: 13 April 2026).

‘History of RMS Titanic - Woods Hole Oceanographic Institution’ (Aufgerufen: 13 April 2026).

Ballard, R.D. and Archbold, R. (1988) The discovery of the Titanic.

Entdeckung von H. titanicae

Sánchez-Porro, C. et al. (2010), Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 60(12), pp. 2768–2774.

Salazar, M. and Little, B. (2017), J. Marit. Archaeol., 12(1), pp. 25–32.

Biokorrosion der Titanic

Johnston, R.C.& L. (2003) ‘Biodeterioration of the RMS Titanic’, Encyclopedia Titanica (Aufgerufen: 13 April 2026).

Lu, S. et al. (2025), J. Mater. Sci. Technol., 224, pp. 257–266.

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Was seht ihr vor eurem inneren Auge, wenn ihr an Mikroben denkt? Wahrscheinlich etwas kugeliges, rundes oder bohnenförmiges. Umso überraschter waren Forschende im Jahre 1980, als sie in einer Wasserprobe aus einem Salzwasserbecken auf ein kleines, lebendiges Quadrat trafen. 25 Jahre sollte es dauern bis Walsby’s square bacterium im Labor kultiviert werden konnte. In der heutigen Folge von MicrobeThingsMacro – Mikroben ganz groß! finden wir heraus, warum Haloquadratum walsbyi eigentlich gar kein Bakterium ist, wie es sich vor Austrocknung in extrem salzhaltigen Wasserbecken schützt und wie ihm seine quadratische Form und winzige Gasbläschen bei der Energiegewinnung helfen.

Kapitel

00:00 – Intro

01:17 – Die Entdeckung von Hqr. walsbyi

03:17 – Kultivierungserfolg nach 25 Jahren

04:02 – Die Domänen des Lebens

05:12 – Wie Hqr. walsbyi hohen Salzkonzentrationen widersteht

06:48 – Warum das Quadrat praktisch und gut ist

09:20 – Fazit & Verabschiedung

Was ihr in dieser Folge lernen konntet…

Mit seiner ungewöhnlichen quadratischen Form überraschte Haloquadratum walsbyi Forschende in den 1980er. Dieser Mikrobe lebt in sehr salzhaltigen Gewässern und gehört zur Domäne der Archaeen, die erst in den 1990er Jahren neben den Eukaryoten (zu denen auch Menschen gehören) und den Bakterien anerkannt wurde.

Über 25 Jahre vergingen zwischen der ersten Beschreibung und der erfolgreichen Isolation und Kultivierung der kleinen Quadrate. Heute wissen wir, wie sie es schaffen, die salzigen Bedingungen zu überleben und wie ihnen dabei auch ihre quadratische Form hilft.

Halomucin, ein archaeles Protein schützt vor Austrocknung und Phagen. Die flache Form mit großer Oberfläche erlaubt eine effiziente Nährstoffaufnahme und Lichtabsorption. Gleichzeitig helfen gasgefüllte Vakuolen den Zellen bei der idealen Positionierung im Wasser.

Die Folge zum Nachlesen findet ihr hier.

Links & weitere Infos

Übersichtsseite zu Haloquadratum walsbyi inkl. Bildern

Erstbeschreibung von Hqr. walsbyi

Walsby, A.E. (1980), Nature, 283(5742), pp. 69–71.

Erste Erfolgreiche Kultivierung von Hqr. walsbyi

Bolhuis, H., Poele, E.M.T. and Rodriguez-Valera, F. (2004), Environmental Microbiology, 6(12), pp. 1287–1291.

Genomanalyse, formale Beschreibung und Details zur Lebensweise

Bolhuis, H. et al. (2006), BMC Genomics, 7, p. 169

Burns, D.G. et al. (2007), Int J Syst Evol Microbiol, 57(2), pp. 387–392.

Funktionsweise von Halomucin

Zenke, R. et al. (2015), Front Microbiol, 6, p. 249.

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In den kristallklaren Wassern vor Hawaii lauert eine tödliche Gefahr – zumindest, wenn man eine Garnele ist. Der Hawaiianische Zwergtintenfisch Euprymna scolopes ist ein nachtaktiver Jäger, der sich auf sehr ungewöhnliche Weise vor seinen eigenen Fressfeinden verbirgt: in dem er leuchtet. Diese sogenannte Gegenillumination zur Tarnung erreicht der kleine Tintenfisch allerdings nicht allein, sondern durch eine ungewöhnliche Symbiose mit dem lumineszenten Bakterium Aliivibrio fischeri. Wie diese beiden Meeresbewohner zusammenarbeiten und wie Aliivibrio fischeri dazu beigetragen hat, dass wir in Bakterien nicht nur als einsam herumschwimmende Lebewesen wahrnehmen, erfahrt ihr in der heutigen Folge von MicrobeThingsMacro – Mikroben ganz groß!

Kapitel

00:00 – Intro

01:32 – Der Hawaiianische Zwergtintenfisch E. scolopes

02:25 – Tarnung durch Leuchten: Die Symbiose von A. fischeri und E. scolopes

05:04 – Wie das Leuchten von A. fischeri reguliert wird (Quorum Sensing)

08:36 – Erstbeschreibung von A. fischeri

09:20 – A. fischeri als Staatsmikrobe und Wassertester

10:23 – Fazit & Verabschiedung

Was ihr in dieser Folge lernen konntet…

Der Hawaiianische Zwergtintenfisch nutzt Gegenillumination, um sich vor Fressfeinden zu verbergen. Durch das Leuchten von Aliivibrio fischeri, die in seinem Leuchtorgan leben, imitiert er die Reflektionen von Mondlicht auf dem Wasser und wird dadurch nahezu unsichtbar.

Das Leuchten von A. fischeri ist streng reguliert und an den circadianen Rhythmus des Tintenfisches angepasst. Die Bakterien stimmen sich untereinander durch einen Prozess ab, der sich Quorum Sensing nennt. Nur wenn genug von ihnen am selben Ort sind, beginnen sie zu leuchten.

Die Folge zum Nachlesen findet ihr hier.

Links & weitere Infos

Bilder, Videos und weitere Infos zu E. scolopes

Symbiose mit E. scolopes

Nyholm, S.V. and McFall-Ngai, M.J. (2021), Nat. rev. Microbiol., 19(10), pp. 666–679.

Visick, K.L., Stabb, E.V. and Ruby, E.G. (2021), Nat. rev. Microbiol., 19(10), p. 654.

Quorum Sensing in A. fischeri

Mandel, M.J. et al. (2012), Appl. Env. Microbiol., 78(13), pp. 4620–4626.

Septer, A.N. and Visick, K.L. (2024), J. Bacteriol. 206(5), pp. e00035-24.

Geschichte und Namensgebung

Urbanczyk, H. et al. (2007), Int. J. Syst. and Evol. Microbiol., 57(12), pp. 2823–2829.

Anwendung in Wasserqualitätstests

Backhaus, T. et al. (1997), Chemosphere, 35(12), pp. 2925–2938.

Erzinger, G.S. et al. (2018), Bioassays. Elsevier, pp. 241–262.

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Biologisch abbaubare Kabel, die unsere elektronischen Geräte mit Strom versorgen und dabei ganz aus Bakterien bestehen? Das klingt wie aus einem Science-Fiction Roman, ist aber näher an der Realität als man vielleicht denkt. In der heutigen Folge von MicrobeThingsMacro – Mikroben ganz groß! beschäftigen wir uns mit Candidatus Electronema, einer Gattung von Kabelbakterien. Diese haben die Fähigkeit Elektronen aus sauerstoffarmen in sauerstoffreiche Sedimentschichten zu übertragen. Damit haben sie sich eine einzigartige ökologische Nische erarbeitet. Wenn ihr wissen wollt, wie das funktioniert und wie dieser Prozess genutzt werden kann, hört gerne rein!

Kapitel

00:00 – Intro

01:32 – Die Entdeckung von Candidatus Electronema

03:52 – Strom leiten als Überlebensstrategie

07:03 – Electronema als echtes Kabel

07:54 – Einsatz zur Bioremediation und Reduktion von Treibhausgasemissionen

09:44 – Fazit & Verabschiedung

Was ihr in dieser Folge lernen konntet…

Candidatus Electronema ist in der Lage Elektronen, also Strom, zu leiten. Dazu schließen sich zehntausende Bakterien zu einem mehrere Zentimeter langen, kabelartigen Filamenten zusammen.

Ihre einzigartige Fähig erlaubt es Candidatus Electronema, im tiefen Sediment von Flüssen, Seen und Meeren zu überleben. Dort können sie auch in sauerstoffarmen Schichten Sulfide zur Energiegewinnung nutzen. Die anfallenden Elektronen werden dann entlang der Filamente in sauerstoffreiche Regionen transportiert, wo sie dann abgegeben werden können.

In Zukunft könnte Candidatus Electronema in der Bioremediation zur Reinigung belasteter Gewässer, zur Reduktion von Treibhausgasemissionen im Reisanbau und eventuell als Basis für biobasierte elektronische Materialien eingesetzt werden.

Die Folge zum Nachlesen findet ihr hier.

Links & weitere Infos

Entdeckung von Candidatus Electronema

Nielsen, L.P. et al. (2010), Nature, 463(7284), pp. 1071–1074.

Pfeffer, C. et al. (2012), Nature, 491(7423), pp. 218–221.

Nickel-haltige Proteinfasern leiten Elektronen

Boschker, H.T.S. et al. (2021), Nature Communications, 12(1), p. 3996.

Kabelbakterien in der Bioremediation

Dong, M. et al. (2024), Trends in Microbiology, 32(7), pp. 697–706.

Scholz, V.V. et al. (2020), Nature Communications,11(1), p. 1878.

Entdeckung weiterer Kabelbakterien-Arten

Hiralal, A. et al. (2025), Geomicrobiology, 91(5), pp. e02502-24.



Pressemeldung VAAM zur Mikrobe des Jahres 2024, inkl. Bildern

Kunstinstallation von Anna Pasco Bolta

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