Bakterien machen Blasen zu ihren Schleudern - wissenschaft.de
Anzeige
Anzeige

Astronomie+Physik

Bakterien machen Blasen zu ihren Schleudern

Eine Blase im Fokus. (Credit: Image courtesy of the researchers)

Blasen auf Wasseroberflächen sind bekanntlich ausgesprochen vergängliche Gebilde – irgendwann reißt ihre Membran und sie platzen. In diesem Zusammenhang zeigt nun eine Studie: Blasen, die Bakterien enthalten, können zehnmal länger existieren. Dies führt wiederum zu einem weiteren Effekt: Wenn diese „alten“ Blasen schließlich doch zerspringen, versprühen sie die enthaltenen Bakterien besonders effektiv. Auf diese Weise tragen sie zur Verbreitung der Mikroben bei – das gilt auch für potenzielle Krankheitserreger, sagen die Forscher.

Ursprünglich stand der Effekt von Bakterien gar nicht im Fokus von Lydia Bourouiba vom Massachusetts Institute of Technology und ihren Kollegen. Schon seit einiger Zeit beschäftigen sie sich mit den physikalischen Vorgängen beim Zerplatzen von Blasen, die sich auf reinem Wasser bilden. Wie sie berichten, rückten die Bakterien durch einen Zufall in ihr Interesse. Eines der Versuchsgefäße, in dem sie ihre Blasen-Versuche durchführen, lieferte plötzlich seltsame Ergebnisse: Die Blasen überlebte darin ungewöhnlich lange. Wie sich herausstellte, war dieses Gefäß versehentlich unsterilen Bedingungen ausgesetzt gewesen. So stellten sich die Forscher die Frage, ob möglicherweise Bakterien, die aus der Umwelt in das Wasser gelangt waren, zu dem Effekt geführt haben.

Hartnäckigen Blasen auf der Spur

Zunächst bestätigten die Analysen, dass das Wasser tatsächlich Bakterien enthielt, die natürlicherweise in den Laborräumen vorkommen. So entschieden sich die Forscher, dem interessanten Zusammenhang genauer nachzugehen. Sie versetzen dazu Wasser mit dem mikrobiellen „Haustierchen“ der Wissenschaft – dem Bakterium Escherichia coli. In diesen Suspensionen erzeugten sie dann Blasen unter definierten Bedingungen. Durch Hochgeschwindigkeitsaufnahmen und weitere optische Techniken untersuchten sie das Verhalten und die Lebensdauer dieser Gebilde und verglichen die Ergebnisse mit denen von Blasen aus sterilem Wasser.

Es zeigte sich: Die kontaminierten Blasen überdauerten tatsächlich mehr als zehnmal länger auf der Oberfläche als die nicht kontaminierten Versionen. Zum Platzen führt letztlich bei beiden die zunehmende Ausdünnug der Membran durch den fortlaufenden Wasserverlust, erklären die Wissenschaftler. Im Fall der bakterienhaltigen Blasen reißen die Häutchen allerdings erst in einem weit dünneren Zustand als bei den reinen Wasserblasen, zeigten die Untersuchungen.

Anzeige

Anschließend untersuchten die Wissenschaftler, ob die Bakterien selbst oder aber ihre Ausscheidungen zu dem Effekt führen. „Bakterien sind lebendig und wie alles Lebende geben sie Stoffe ab, und diese Ausscheidungen können Effekte haben“, erklärt Bourouiba. „Also haben wir die Organismen von ihrem ‚Saft‘ getrennt und die Effekte beider Teile separat von einander untersucht“. So zeigte sich, dass tatsächlich die Sekrete für die längere Lebensdauer der Blasen verantwortlich sind. Weitere Experimente offenbarten zudem, dass diese Substanzen eine Wirkung hervorrufen, wie sie auch andere bekannte Stoffe besitzen, welche die Lebensdauer von Blasen verlängern. Ähnlich wie Seife senken die Ausscheidungen demnach die Oberflächenspannung wodurch die Membranen elastischer werden und somit widerstandsfähiger gegenüber dem Zerplatzen.

Bombige Bakterien-Schleudern

Die Forscher konnten außerdem dokumentieren, welche wichtige Rolle die Dicke der Membran einer Blase beim Zerplatzen spielt: Je dünner sie ist, desto kleiner, schneller und zahlreicher sind die Tröpfchen, die in die Luft geschleudert werden. Konkret heißt das: Eine mit Bakterien beladene Blase kann zehnmal mehr Tröpfchen erzeugen, die zehnmal kleiner sind und auch zehnmal schneller ausgestoßen werden als eine saubere Blase. Dies entspricht Hunderten von Tröpfchen, die nur wenige Dutzend Mikrometer messen und mit Geschwindigkeiten von zehn Metern pro Sekunde versprüht werden.

Aus der Sicht der Bakterien ist dies natürlich günstig: Die platzenden Blasen können ihnen in idealer Weise als Verbreitungswerkzeuge dienen. Ein einzelnes Tröpfchen kann Tausende von Mikroorganismen transportieren, und jede Blase kann Hunderte von Tröpfchen abgeben, sagen die Forscher. Entsprechend wichtig können Blasen für die Verbreitung von Mikroben sein. Viele Bakterien, die im Wasser Leben sind zwar harmlos, ddoch es gibt bekanntlich auch einige potenzielle Krankheitserreger, geben die Forscher abschließend zu bedenken.

Quelle: Massachusetts Institute of Technology

Anzeige

bild der wissenschaft | Aktuelles Heft

Liken und keine News mehr verpassen!

Anzeige

Wissenschaftslexikon

Edel|mar|der  〈m. 3; Zool.〉 gelb– bis dunkelbraun gefärbter Marder mit gelbem Kehlfleck, von 55 cm Körperlänge mit 30 cm langem, buschigem Schwanz: Martes martes; Sy Baummarder ... mehr

Kunst|buch  〈n. 12u; umg.〉 Buch über ein Gebiet der Kunst mit zahlreichen u. sehr guten Abbildungen

b–Moll–Ton|lei|ter  〈[be–] f. 21; Mus.〉 Tonleiter in b–Moll

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige