Het is misschien leuk om je voor te stellen dat een anaërobe omgeving een plek is waar niemand oefent. Maar nee, dat is het niet!
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Een anaërobe omgeving heeft geen zuurstof.
Anaëroob betekent 'zonder zuurstof' en het is het tegenovergestelde van aëroob. Dus een omgeving met anaërobe omstandigheden is precies dat - een plek zonder zuurstof die mensen, giraffen, vissen en veel ander leven op aarde nodig hebben om te overleven.
Deze organismen gebruiken zuurstof als een belangrijk molecuul om elektronen op te nemen in cellulaire ademhaling, de reeks chemische reacties waarmee voedsel wordt omgezet in energie. Bij afwezigheid van zuurstof gebruikt cellulaire ademhaling alternatieve moleculen, zoals nitraat, sulfaat, zwavel en fumaraat. Of een organisme kan een heel ander proces van energieopwekking gebruiken: fermentatie. Fermentatie is echter veel minder efficiënt dan cellulaire ademhaling.
Voorbeelden van anaërobe omgevingen zijn bodem en modder, de ingewanden van bepaalde dieren en hydrothermale bronnen diep onder de zee. Deze plaatsen zijn in feite niet verstoken van leven. Maar het leven dat daar typisch bestaat is klein, vaak eencellig en winterhard.
Soorten anaërobe bacteriën
Sommige bacteriën zijn veelzijdig; ze kunnen zuurstof gebruiken om energie te maken wanneer het beschikbaar is, maar ze kunnen overschakelen naar een andere methode van cellulaire ademhaling onder anaërobe omstandigheden. Deze heten facultatief bacteriën. Voor sommige van deze bacteriën vertraagt de groei aanzienlijk wanneer de omgeving dicteert dat ze moeten overschakelen om te vertrouwen op minder efficiënte anaërobe cellulaire ademhaling.
In tegenstelling tot, schuin anaëroob bacteriën kunnen niet overleven als er überhaupt zuurstof in de buurt is. Verplichte anaëroben worden vaak aangetroffen in het menselijk lichaam, ook in de mond en het maagdarmkanaal, en ze kunnen ziekte of infectie veroorzaken. Bijvoorbeeld, Porphyromonas kan leiden tot een soort longontsteking of parodontitis (een tandvleesontsteking). Ondertussen kunnen de Clostridium-soorten, onder strikt anaërobe omstandigheden, gangreen veroorzaken (een infectie van spierweefsel geassocieerd met open wonden).
Andere anaërobe bacteriën zitten daar ergens tussenin - ze kunnen wat zuurstof verdragen, maar alleen in bepaalde concentraties. Soms genoemd aerotolerantie bacteriën, deze bacteriën sterven niet onmiddellijk in aanwezigheid van zuurstof, maar kunnen het ook niet gebruiken bij cellulaire ademhaling. In plaats daarvan gebruiken ze fermentatie om energie op te wekken.
Tardigrades
Niet al het leven in anaërobe omstandigheden is een bacterie. De tardigrade, ook wel waterbeer genoemd, is een organisme van één millimeter groot dat niet alleen bestand is tegen een gebrek aan zuurstof, maar ook tegen een gebrek aan water, extreme temperaturen (honderden graden boven of onder nul), onderdompeling in kokende alcohol, blootstelling aan straling en zelfs een vakantie in ruimte. Een deel van hoe het deze prestaties kan leveren, is door zijn vitale functies tijdelijk uit te schakelen om te rusten in een toestand van opgeschorte animatie, vergelijkbaar met hoe andere dieren in de winter overwinteren. De tardigrade kan echter tientallen jaren zo blijven totdat de omstandigheden gunstiger worden.
Anaërobe compostering
Anaërobe bacteriën worden vaak aangetroffen in de bodem en kunnen bijzonder nuttig zijn voor anaërobe compostering – waar voedselresten en andere organische materialen worden in een afgesloten omgeving achtergelaten om af te breken tot voedselrijk kunstmest. Iemand die de bedorven geuren van verse compost in zijn tuin wil vermijden, kan deze methode gebruiken om anaërobe bacteriën hun voedselafval te laten afbreken. Anaërobe compostering creëert een zeer zure omgeving die lijkt op een menselijke maag in welke bak of zak de compost ook bevat.
Anaërobe nitrificatie
Een andere belangrijke taak die door gespecialiseerde bacteriën in anaërobe omgevingen wordt uitgevoerd, is nitrificatie. Dit is het proces waarbij stikstofgas wordt opgenomen in vaste stof. Omdat planten stikstof uit hun wortels nodig hebben om te groeien, presteren anaërobe bacteriën in de bodem soil een belangrijke rol bij het maken van effectieve meststoffen en het laten circuleren van stikstof door de milieu.
