Die unbekannte Welt der Mikrobiome

Hoch divers und unverzichtbar: Mikroorganismen sind tragende Säulen des Lebens auf der Erde. Im Laufe von Milliarden von Jahren sind sie in jede nur erreichbare Nische unseres Planeten eingedrungen und beeinflussten Ozeane und Atmosphäre, sodass mehrzelliges Leben möglich wurde. Erst in den letzten Jahrzehnten ist es mithilfe moderner Techniken gelungen, tiefer in den Mikrokosmos einzudringen und die Diversität mikrobieller Gemeinschaften (z.B. von Bakterien, Archaeen, Pilzen und Protozoen) unterschiedlicher Habitate (Wasser, Boden, Pflanze, Tier, Mensch) zu analysieren. Dabei kristallisiert sich nach und nach die fundamentale Bedeutung der Mikrobiome für das jeweilige Ökosystem bzw. den jeweiligen Wirt heraus. Bei Vertebraten spielen Mikrobiome beispielsweise eine tragende Rolle beim Aufschluss der Nahrung, beim Wachstum oder bei der Entwicklung von Organen, bei der Reifung des Immunsystems und bei der Abwehr pathogener Mikroorganismen. In dem vorliegenden Buch geben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Einblick in ihre Forschungsarbeiten und bringen uns so die spannende Welt mikrobieller Lebensgemeinschaften nahe. Sie stellen die immens hohe mikrobielle Diversität vor und richten dabei den Fokus auch auf deren funktionale Bedeutung im jeweiligen Habitat bzw. Wirt sowie auf ihre Rolle bei wichtigen ökologischen oder medizinischen Themen. Die Freisetzung von CO2 durch Meeresmikroben, die sich von Algen ernähren, oder von anderen klimawirksamen Gasen aus dem Pansen von Wiederkäuern wird ebenso angesprochen wie die Bedeutung des Mikrobioms beim Abbau von Schadstofffahnen in Grundwasserleitern und im Boden; das Mikrobiom, das die Pflanzengesundheit stärkt, ebenso wie das künstliche Minimal-Mikrobiom, das uns Menschen vor Infektionen schützen soll, oder das Umweltmikrobiom, das eine Rolle bei der Entstehung von Asthma und Allergien spielt. Der vorliegende Band enthält die überarbeiteten Vorträge und Diskussionen der Fachtagung »Unbekannte Welt der Mikrobiome« im April 2018, ergänzt mit einer Zusammenfassung und zwei Registern. Unser Dank gilt allen, die zum Gelingen des Buches beigetragen haben. Besonders danken wir den Referentinnen und Referenten des Rundgesprächs für ihre Vorträge und die anschließende Ausarbeitung der schriftlichen Beiträge, der wissenschaftlichen Mitarbeiterin des Forums Ökologie, Frau Claudia Deigele, für die Erstellung der Transkripte und die umfangreichen Redaktionsarbeiten und Herrn Hubert Hilpert, der den Band im Verlag Dr. Friedrich Pfeil fachkundig betreut hat. München, im Dezember 2018 Johann Bauer, Erika von Mutius (Organisatoren des Rundgesprächs) Susanne S. Renner (Vorsitzende des Forums Ökologie)

Inhalt
Vorwort 5 Begrüßung durch den Präsidenten der Bayerischen Akademie der Wissenschaften 7 Begrüßung durch die Vorsitzende des Forums Ökologie 9 Johann Bauer: Die unbekannte Welt der Mikrobiome. Einführung in das Rundgespräch 11 Michael Wagner: Mikrobiome Wissensstand und Perspektiven 17 Diskussion 28 Rudolf Amann: Das Frühjahrsmikrobiom der südlichen Nordsee: Bacterioplankton-Sukzessionen und bakterielle Polysaccharidverwertung in einem Küstenmeer 31 Diskussion 42 Tillmann Lüders: Aquatische Mikrobiome und ihre Bedeutung für die Wasserqualität 45 Diskussion 56 Michael Schloter: Mikrobiome als Katalysatoren von Ökosystemdienstleistungen des Bodens 57 Diskussion 69 Gabriele Berg: Pflanzenmikrobiome: verborgene Netzwerke für die Gesundheit 71 Diskussion 79 Thomas Clavel: Das Darmmikrobiom von Tieren: Warum Mäuse und Schweine sich um ihr Mikrobiom Sorgen machen sollten 81 Diskussion 89 Charles James Newbold and Eva Ramos-Morales: Microbiome of the rumen 91 Diskussion 100 Dirk Haller: Mikrobiom-Signaturen und ihre funktionale Bedeutung in der Medizin 101 Diskussion 109 Simone Herp und Bärbel Stecher-Letsch: Minimalismus: Wie uns einfache Modellsysteme helfen, Funktionen des Darmmikrobioms zu verstehen 111 Diskussion 119 Erika von Mutius: Die Rolle des Umweltmikrobioms in der Asthma- und Allergieentstehung 121 Diskussion 129 Zusammenfassung des Rundgesprächs 131 Verzeichnis der Organismen (gruppen) 135 Schlagwortverzeichnis 138 Verzeichnis der Vortragenden und Diskussionsteilnehmer am Rundgespräch 143