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2022-09-20T21:09:16Z

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[[Datei:Verrucaria01.jpg|mini|280px|Endolithische [[Flechte]] der Gattung ''[[Verrucaria]]'']]
Als '''endolithisch''' wird die Lebensweise von Organismen im Inneren von [[Gestein]]en bezeichnet (von {{grcS|ἔνδον|''endon''|de=innen}} und {{lang|grc|λίθος|''lithos''|de=Stein}}). Die endolithische Lebensweise findet man nur bei [[Mikroorganismus|Mikroorganismen]], also [[Bakterien]], [[Archaeen]] und einigen [[Flechte]]n, wobei Letztere eine [[Symbiose]] zwischen [[Pilz]]en und [[Alge]]n darstellen.

== Beschreibung ==
Endolithen leben meist [[lithotroph]], das heißt, sie gewinnen ihre zum Leben notwendige [[Energie]] aus der Umwandlung [[Anorganische Chemie|anorganischer Verbindungen]] des besiedelten Gesteines, wie zum Beispiel [[Schwefel]]-, [[Eisen]]- und [[Mangan]]verbindungen, in einzelnen Fällen aber auch [[Mineral]]e von [[Uran]], [[Arsen]] und anderen.

Daneben existieren [[phototroph]]e, also [[Photosynthese]] betreibende Endolithen. Dies ist kein Widerspruch, denn [[Sonnenstrahlung|Sonnenlicht]] kann in bestimmte Gesteine bis zu mehrere Millimeter tief eindringen. Besonders [[Quarzit|Quarzkristalle]] wie etwa im [[Granit]] oder Sandstein ermöglichen eine Photosynthese im Inneren von Gesteinen. Die häufigsten phototrophen Endolithen sind einige Flechten, aber auch [[Cyanobakterien]] wie ''[[Chroococcidiopsis]]''.

Große Bedeutung haben eisen- und schwefeloxidierende Bakterien, denn Eisen und Schwefel sind häufige Elemente der Erdkruste. Außerdem liegen viele Minerale als Schwefelverbindungen vor. Verbreitete Eisen-Schwefel-Minerale sind beispielsweise [[Pyrit]] und [[Markasit]]. Bakterien wie ''[[Acidithiobacillus|Acidithiobacillus ferrooxidans]]'' und ''[[Leptospirillum ferrooxidans]]'' können Eisen und Schwefel unter [[aerob]]en Bedingungen [[Oxidation|oxidieren]]. Die Mikroorganismen konkurrieren dabei immer mit der spontan ablaufenden [[Chemische Reaktion|chemischen Reaktion]]. Sie verfügen jedoch über [[Enzyme]], die diese Reaktion in der [[Zelle (Biologie)|Zelle]] durch Herabsetzung der [[Aktivierungsenergie]] erheblich beschleunigen. Endolithen sind deshalb für schnellere [[Verwitterung]] und [[Korrosion]] verantwortlich.

Die [[Summenformel]] für die chemische Oxidation von Eisen-Schwefel-Mineralien lautet

FeS2 + 6 Fe(H2O)63+ + 3 H2O → Fe2+ + S2O32− + 6 Fe(H2O)62+ + 6 H+

Diese Reaktion wird durch dreiwertiges Eisen katalysiert. Das gebildete [[Thiosulfat]] ist in sauren Lösungen nicht stabil, sondern hydrolysiert zu [[Sulfat]] und anderen Schwefelverbindungen. Zweiwertiges Eisen und reduzierte Schwefelverbindungen bilden dann potentielle Energiequellen für chemolithotrophe Mikroorganismen. Diese regenerieren das [[Oxidationsmittel]] Fe3+ und beschleunigen damit die Reaktion. Innerhalb kurzer Zeit können durch diesen Prozess erhebliche Mengen Pyrit oxidiert werden.
Die gebildete [[Schweflige Säure]] und [[Schwefelsäure]] bewirkt eine Absenkung des [[pH-Wert]]es und löst wiederum andere Mineralien aus dem Gestein. [[Sickerwasser|Sickerwässer]] aus Bergbau[[halde]]n oder geflutete [[Tagebau]]e sind aus diesem Grunde mit pH-Werten von 2 bis 3 oft stark versauert und mit gelösten [[Schwermetalle]]n belastet. Diesen Effekt macht man sich beim [[Bioleaching]], einem speziellen [[Bergbau]]verfahren für geringwertige [[Erz]]e zu Nutze. Endolithen dienen hierbei als [[Biokatalysator]]en.

Man hat aus den tiefsten [[Bergwerk|Minen]] der Welt neuartige Bakterien und Archaeen isoliert. Heute geht man davon aus, dass die [[tiefe Biosphäre]] ein weitgehend unerforschter Lebensraum der Erde ist und einen beträchtlichen Teil der Biomasse unseres Planeten in Form von Mikroorganismen enthält. Diese Mikroorganismen dürften in der Regel aber nur langsam wachsen, weil die zugrunde liegenden [[Redoxreaktion|Redoxprozesse]] wenig Energie liefern. Das ungewöhnlichste an der lithotrophen Lebensweise endolithischer Organismen ist aber, dass sie als einzige Organismen vollkommen ohne Sonnenenergie auskommen. Viele sind in der Lage, autotroph zu wachsen, also [[Kohlendioxid]] aus ihrer Umgebung zu binden und organische Substanz nur mit Hilfe chemischer Energie aus rein anorganischen Verbindungen aufzubauen. Theoretisch könnten derartige Organismen auch auf anderen [[Astronomisches Objekt|Himmelskörpern]] existieren.

Der Übergang von endolithisch lebenden Organismen zu [[Bodenorganismen]] ist oft fließend. Die [[Isolation (Biologie)|Isolation]] und Charakterisierung von Endolithen ist oft schwierig, weil diese nur in geringen Zelldichten vorkommen, langsam wachsen und ganz bestimmte Anforderungen an ihre Umgebung haben, etwa hinsichtlich [[Temperatur]], pH-Wert, Mineralzusammensetzung und [[Sauerstoff]]konzentration.

== Siehe auch ==
* [[Extremophile]]

== Weblinks ==
* [https://www.wissenschaft.de/astronomie-physik/das-geheime-leben-der-erdkrustenmikroben/ Das geheime Leben der Erdkrustenmikroben] – Hintergrundartikel zum Thema in Wissenschaft.de
* [http://www.lifegen.de/newsip/shownews.php4?getnews=2007-06-28-2309 Endolithe - Wundersames Leben im Stein] – Aktueller Beitrag in Lifegen.de
* [https://www.astro.umd.edu/~veilleux/ASTR380/fall14/lecture10.pdf Life at the Extreme] (abgerufen am 5. September 2019)
* [https://oceanrep.geomar.de/32041/1/Schmidt.pdf Rezente gesteinsbohrende Kleinorganismen des norwegischen Schelfs] (abgerufen am 5. September 2019)
* [http://horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/divers17-09/010057097.pdf Bioerosion by euendoliths decreases in phosphate-enriched skeletons of living corals] (abgerufen am 5. September 2019)

[[Kategorie:Mikrobiologie]]
[[Kategorie:Ökologische Eigenschaft]]
[[Kategorie:Verwitterung]]

Endolithe - Versionsgeschichte

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