Stoffwechseltypen
Es gibt Lebewesen, deren Stoffwechsel Sauerstoff benötigt. Man spricht dann von der aeroben Atmung. Als aerobe Atmung werden Stoffwechselprozesse in Zellen von Lebewesen bezeichnet, bei denen die durch verschiedene oxidative Stoffwechselvorgänge anfallenden und an speziellen Überträgern gebundenen Wasserstoffatome oxidiert werden. Hierbei dient molekularer, elementarer Sauerstoff als Oxidationsmittel, welches dabei zu Wasser reduziert wird. Der Zweck der aeroben Atmung ist die Erzeugung von Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP), das im inneren von Zellen gespeichert werden kann.
Lebewesen, die nicht auf Sauerstoff für ihren Stoffwechsel angewiesen sind oder sogar durch ihn gehemmt werden, werden als Anaerobier bezeichnet. Man spricht hier von unterschiedlichen anaeroben Atmungstypen, je nach dem welche Stoffe aufgenommen werden und welche Stoffe wieder abgegeben werden. Dies gilt natürlich auch für Einzeller.
- Bei der Methanogenese wird Kohlenstoffdioxid aufgenommen und Methan ausgeschieden.
- Bei der Carbonatmung wird Kohlenstoffdioxid aufgenommen und Acetat ausgeschieden.
- Bei der Eisenatmung wird Eisen III aufgenommen und Eisen II ausgeschieden.
- Bei der Manganreduktion wird Mangan IV aufgenommen und Mangan II ausgeschieden.
- Bei der Cobaltreduktion wird Kobalt III aufgenommen und Kobalt II ausgeschieden.
- Bei der Uranreduktion wird Uran VI aufgenommen und Uran IV ausgeschieden.
- Bei der Sulfatatmung wird Sulfat aufgenommen und Sulfid ausgeschieden.
- Bei der Schwefelatmung wird Schwefel aufgenommen und Sulfid ausgeschieden.
- Bei der TCA-Reduktion wird Trichloressigsäure aufgenommen und Dichloressigsäure ausgeschieden.
- Bei der Acetogenese wird Kohlenstoffdioxid aufgenommen und Acetat ausgeschieden.
Methanfressende Bakterien benötigen Sauerstoff und scheiden Wasser und Kohlenstoffdioxid aus.
Die Milchsäuregärung wird weder zur aeroben noch zur anaeroben Atmung gezählt. Bakterien, die Milchsäure als einziges oder hauptsächliches Gärungsprodukt aus Milchzucker erzeugen, werden als Milchsäurebakterien bezeichnet.
Ähnlich ist die alkoholische Gärung einzuordnen. Die alkoholische Gärung wird vorwiegend von verschiedenen Hefearten (einzellige Pilze) zur Energiegewinnung genutzt. Steht ihnen Sauerstoff zur Verfügung, bauen sie Zucker durch Zellatmung ab und gewinnen so die zum Leben benötigte Energie. Die Zucker werden dabei durch eine lange Reihe enzymatischer Umsetzungen (Glykolyse – Oxidative Decarboxylierung – Citratzyklus – Atmungskette) unter Sauerstoffverbrauch vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser oxidiert. Steht kein Sauerstoff zur Verfügung, so haben die Hefen in der alkoholischen Gärung eine alternative Möglichkeit zur Energiegewinnung.
