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Kultivierte Mikroorganismen wie Lactobacillus- oder Acetobacter Species oder Reinzuchthefen (Saccharomyces cerevisiae) finden ihren gezielten Einsatz in der Lebens- und Futtermittelbe- und -verarbeitung und in der Getränkeherstellung. Weitere Einsatzgebiete von Mikkroorganismen sind der Pflanzenschutz, die Tiergesundheit und die Bodenverbesserung. Daneben existieren noch weitreichende technologische Einsatzgebiete, wie die Luft- und Abgasreinigung oder die Rohstoff- und Energiegewinnung, sowie pharmakologische Anwendungen. Vielfach werden die für diese Zwecke eingesetzten Mikroorganismen als Starterkulturen von der Industrie angeboten.

Direkt in der menschlichen Ernährung genutzte Mikroorganismen

Die Fruchtkörper vieler Pilzarten sind essbar und tragen direkt als wohlschmeckende, kalorienarme, eiweiß-, mineralstoff- und ballaststoffreiche Kost zur menschlichen Ernährung bei. Die meisten essbaren Pilze gehören zu der Klasse der Ständerpilze (Basidiomyceten). Wilde Pilze werden direkt aus der Natur gesammelt, was ein hohes Maß an Arten- und Ökosystemkenntnissen erfordert. Daneben spielt die Zucht von Speisepilzen wie z.B. von Zuchtchampignon, Austernseitling, Kräuterseitling, Shiitake, Stockschwämmchen und Judasohr ("Mu-Err" bzw. "Chinamorchel") in der Lebensmittelproduktion eine Rolle. Mikroalgen wie Spirulina oder Chlorella werden aufgrund ihres hohen Gehaltes an essentiellen Aminosäuren und an Mineralien als Nahrungsergänzungsmittel eingesetzt.

Mikroorganismen für Forschungszwecke

Unter den Mikroorganismen finden sich Schaderreger, die teilweise erhebliche wirtschaftliche Einbußen verursachen. Sie sind verantwortlich für Ernteschäden, die beispielweise durch Rostpilze oder Mehltau verursacht werden, oder für Tierseuchen, wie die Erreger von Schweinepest und Blauzungenkrankheit. Zur Entwicklung von Pflanzenschutz- und Konservierungsstrategien oder Tiermedikamenten und Impfstoffen werden diese Erregerorganismen in Sammlungen vorgehalten.
Die BMELV-Ressortforschung verfügt in den einschlägigen Anstalten und Instituten über z. T. umfangreiche Sammlungen von Mikroorganismen, die für die Agrar- und Ernährungswirtschaft von Bedeutung sind (> 10.000 Sammlungsmuster). Darüber hinaus hält die Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) ca. 13.000 Sammlungsmuster an Bakterien, Pilzen und Viren bereit, die vorrangig für medizinische und industrielle Anwendungen, teilweise aber auch für den Agrar- und Ernährungsbereich relevant sind. Es ist davon auszugehen, dass daneben an zahlreichen öffentlichen Einrichtungen, v. a. aber auch im privatwirtschaftlichen Bereich umfangreiche Sammlungen existieren, über die aber bisher kein Überblick besteht.

Mikroorganismen mit nutzungsrelevanten Funktionen in Agrarökosystemen

Für die nicht direkt genutzten Mikroorganismen, jedoch in den Nutzökosystemen, wie Böden, vorhandenen und wichtigen Mikroorganismen, existieren bislang nur geringe Kenntnisse über die Verbreitung der Arten und ihre Funktionen in den Nutzökosystemen. Oftmals werden nur Gesamtstoffwechselleistungen wie die Stickstoffixierung als Summe der Einzelleistung verschiedenartiger Organismen bilanziert.

Die meisten Blütenpflanzen sind auf die Bestäubung, d.h. Übertragung des Pollens von den Staubbeuteln einer Pflanze auf die Narbe einer anderen Pflanze, durch Insekten angewiesen. Darunter befinden sich auch viele Kulturpflanzen. Diese würden ohne die Bestäubung keine Früchte bzw. nur mangelhaften Fruchtansatz liefern. Somit sind sehr viele wirbellose Arten als Bestäuber ganz essentiell an der Entstehung der Ernteerträge in der Landwirtschaft und dem Gartenbau beteiligt. Die Vielfalt der Bestäuber muss daher erhalten und gefördert werden, um so mehr als längst nicht jeder Bestäuber jede Blüte bestäuben kann, sondern es oft hoch spezialisierte Pärchen aus einer Bestäuberart und einer bis wenigen Pflanzenarten gibt. Unter den Bestäuberinsekten sind vor allem die Bienen (Apiformes) zu nennen. In Deutschland gibt es neben der Honigbienen über 500 weitere heimische Bienenarten, die z. T sehr spezialisierten Blütenbesuch aufweisen aber auch mit einer langen Liste an Arten vom Aussterben bedroht sind. Viele Bestäuberarten finden sich auch unter den Schmetterlingen (Lepidoptera) und den Zweiflüglern (Diptera).

Nützlinge

Eine nutzenorientierte Sicht auf ein Nutzökosystem macht einen Unterschied zwischen nützlichen und schädlichen Organismen. Eine Sichtweise, die für nätürliche Ökosystem und die Biologie der Organismen natürlich nicht gilt. Mit dem Begriff "Nützlinge" werden in der Landwirtschaft einschließlich Gartenbau und der Forstwirtschaft vor allem solche Organismen bezeichnet, die "Schädlinge" dezimieren aber auch andere nützliche, ertragssteigernde bzw. -stabilisiernde Funktionen innehaben. Somit wird der Begriff der "Nützlinge" im engeren Sinn mit dem Biologischen Pflanzenschutz verknüpft und beinhaltet räuberische und parasitoide Wirbellose sowie pathogene und antogonistische Mikroorganismen, die pflanzenschädigende Organismen verringern.

"Nützlinge", die "Schädlinge" der Nutzpflanzen dezimieren, finden sich vor allem unter den folgenden wirbellosen Organismengruppen: Bei den Räubern sind manchmal nur die Larvenstadien als "Nützling" relevant, während die erwachsenen Tiere teilweise andere Nahrung, wie Nektar und Pollen, aufnehmen. Beispiele für räuberische "Nützlingsarten" sind: Marienkäfer (Coccinellidae), Raubwanzen (Heteroptera), Raubmilben (Stigmaeidae), Webspinnen (Araneae) oder Schwebfliegen (Syrphidae).
Bei den Parasitoiden entwickeln sich die Larven in einem Wirtstier und töten es damit ab. Beispiele sind: Schlupfwespen (Ichneumonoidea) oder parasitische Nematoden (Nematoda).

Unter den "Nützlingen" finden sich auch pathogene Mikroorganismen, wie Pilze, Bakterien oder Viren, die "Schädlinge" befallen und diese abtöten. Beispiele sind Granulosevirus oder Bacillus thuringiensis.

Bodenorganismen

Bodenbildung und Bodenentwicklung sind vom Vorhandensein und der Aktivität einer Vielfalt von Bodenorganismen abhängig. Neben den oben genannten Mikroorganismen sind Mikroalgen und eine Vielzahl an Bodentieren beteiligt. Beteiligte Gruppen häufiger wirbelloser Bodentiere sind u. a.: Regenwürmer (Lumbricidae), Enchyträen (Enchytraeidae), Fadenwürmer (Nematoda), Schnecken (Gastropoda), Milben (Acari), Asseln (Isopoda), Tausendfüßer (Myriapoda), Springschwänze (Collembola), Käfer (Coleptera), Zweiflügler (Diptera).

Die Bodenorganismen sind an der Durchmischung des Bodens und dem Abbau bzw. der Umwandlung der abgestorbenen organischen Substanz beteiligt. Mineralien und Nährstoffe werden dadurch für die Pflanzen verfügbar, und der Boden durch sogenannte "stabile Humusverbindungen" im Gefüge verbessert, was wiederum der Bodenfruchbarkeit dient und dem Bodenabtrag (Erosion) entgegenwirkt. Schlagworte dieser Prozesse sind u. a. : Biologische Verwitterung, Krümelbildung, Lebendverbauung, Mineralisation, Humifikation und Nitrifikation sowie Denitrifikation.

Fazit

Das BMELV prüft derzeit, ob ein nationales Fachprogramm zur Erhaltung und nachhaltigen Nutzung der genetischen Ressourcen von Mikroorganismen und Wirbellose entwickelt werden soll.