Mikroorganismen, Bakterien, Keimzahlen im Gartenteich

Mikroorganismen, Bakterien, Keimzahlen im Gartenteich.
Kleiner Ausflug in die Mikrobiologie für fortgeschrittene Gartenteichliebhaber.

Biologen und vor allem Mikrobiologen mögen mir die sträfliche Simplifizierung dieses Themas verzeihen.

In der Werbung für UV-Geräte wird oft, aber immer nur sehr allgemein von der unbedingt erforderlichen Verringerung der hohen Keimzahlen in Gartenteichen und Aquarien geschrieben. Was diese geheimnisvollen Keimzahlen eigentlich sind, wie sie gemessen werden und was für eine Bedeutung sie haben, wird meistens mit keinem Wort erwähnt, so daß sich sicher der eine oder andere schon gefragt hat: Was sind Keimzahlen, wie hoch sind hohe Keimzahlen, warum und wann sollen sie eigentlich schädlich sein?

Im Prinzip gibt die Keimzahl die Anzahl der vermehrungfähigen Keime eines Teils der Mikroorganismen an, die in einer bestimmten Substratmenge enthalten sind. Sie sagt jedoch noch nichts über die Arten, Nützlichkeit oder Schädlichkeit dieser Organismen aus. Angegeben werden sollte dabei immer, um was für ein Gewässer es sich handelt und mit welcher Methode diese Keimzahlen ermittelt wurden.
Unter Mikroorganismen versteht man in der Biologie Kleinstlebewesen wie Bakterien, Strahlenpilze (Strahlenbakterien), Mikroalgen und Pilze, Organismen die kleiner als ca. 2 µm sind und deshalb nur unter einem Mikroskop sichtbar werden. Sie kommen in der Natur überall vor und ohne sie gäbe es kein Leben. Die Mehrzahl dieser Mikroorganismen ist nicht nur unschädlich, sondern für das Funktionieren des ökologischen Gleichgewichts in einem Biotop unbedingt erforderlich.

verschiedene Bakterien, Stäbchen, Kokken
und lange Fäden von Strahlenbakterien.

Pilze sind im Süßwasser relativ selten und
stammen meistens von Blättern und Blüten,
die ins Wasser gefallen sind. Hier aquatische
Deuteromyceten (Margaritispora aquatica?)

Viele dieser Mikroorganismen, Bakterien und Pilze, die Saprophyten sind Fäulnisbewohner und leben (heterotroph, Gegensatz = autotroph), von abgestorbenen organischen Substanzen, also von tierischen und pflanzlichen Leichen, die sie zu anorganischen Substanzen abbauen und so den biogenen Kreislauf aufrecht erhalten

Diese und andere Mikroorganismen dienen wiederum höher entwickelten ein- oder mehrzelligen Lebewesen, z.B. Ruder- und Blattfußkrebsen als Nahrung.

Etliche parasitisch lebenden Mikroorganismen sind jedoch auch Erreger für ansteckende Infektionskrank- heiten bei Menschen, Tieren und Pflanzen.

Mikroorganismen sind in den verschiedenen Substraten in unterschiedlichsten Mengen vorhanden. Aus der Kenntnis der Anzahl dieser Kleinstlebewesen kann man mitunter auf die Qualität des Substrates schließen.

So kann z.B. die Luft in einer Großstadt bis über 10000, die Seeluft dagegen nur 50 Keime pro Kubikmeter Luft enthalten.

Im Trinkwasser sind normalerweise 0 und
max. 100 Keime pro ccm enhalten.
(1 ccm = 1 ml = 1/1000 l)
In handelsüblicher Milch dürfen bis zu 250 Keime irgendwelcher Mikroorganismen aber nicht mehr als 30 Kolibakterien pro ml enthalten sein.

Die Anzahl der Mikroorganismen in einem Substrat kann mit verschiedenen Methoden ermittelt werden. Eine davon ist das direkte Auszählen unter einem Mikroskop.

Dabei werden normalerweise alle Organismen, Saprophyten, andere Bakterien, Pilze, Cyanobakterien etc. erfaßt und man spricht hier normalerweise von der Gesamtbakterienzahl.

Okular mit eingelegter Rasterplatte

Zählstreifen-Okular

Objekt-Mikrometer

Das erfordert jedoch neben einem entsprechend guten Mikroskop noch einiges spezielles Zubehör, wie Zählkammern dazu einen speziellen Kondensor, oder ein Zählstreifen-Okular, oder eine Raster-Okularplatte, die in ein spezielles Okular eingelegt werden kann, sowie ein Objektmikrometer zum Eichen der Größe des Raster- bzw. Gesichtsfeldes etc etc.

Viele der im freien Süßwasser vorkommenden Bakterien sind in verschiedenen Stadien zu aktiver Bewegung fähig, was das direkte Ausszählen unter dem Mikroskop u.U. erschweren kann. Deshalb empfiehlt sich die Herstellung von gefärbten Bakterienpräparaten, was zwar eine gewisse Übung erfordert, für einen geübten Mikroskopiker aber kein zu großes Problem darstellen dürfte. Wichtig dabei ist, daß sich in den Präparaten keine Schwebepartikel befinden, so daß die winzigen Mikroorganismen auch eindeutig identifiziert werden können.

Für Mikroskopiker und alle, die mehr über Mikroorganismen erfahren möchten ist die umfangreiche, sehr interessante und informative Seite von Professor Heribert Cypionka (Universität Oldenburg) sehr zu empfehlen: Mikrobiologischer Garten

Ermitteln der Keimzahlen durch Anlegen von Kulturen

Beimpft wurde diese Agarplatte mit 1 ml des
100 fach verdünnten Wassers von der Oberfläche
eines naturnahen Gartenteiches nach starkem Polleneintrag, einer längeren Wärmeperiode und längerer Regenpause.
Deutlich entwickelt haben sich 26 Bakterien- Kolonien (rot eingekreist). Multipliziert mit 100 ergibt das eine Keimzahl von 2600/ml, die allerdings um etliche hundert mehr, vielleicht auch weniger schwanken kann.

Unter Keimen versteht man immer lebende, vermehrungsfähige Organismen, auch wenn diese sich gerade in einer Ruhephase befinden. Aus jedem Keim können sich größere Populationen entwickeln. Bestimmt werden deshalb solche Keimkonzentrationen durch Anlegen von Kulturen auf Agarplatten.
Da jedoch die verschiedenen Mikroorganismen in Gewässern unterschiedliche Nahrungsansprüche haben, können auch niemals alle Arten gleich gut erfaßt werden. Für die Bestimmung von ungefähren Keimzahlen im Wasser von Gartenteichen spielt das jedoch keine sehr große Rolle, da ja keine speziellen Bakterienkulturen gezüchtet werden sollen, sondern lediglich die ungefähre Anzahl der vorhandenen Keime anhand der sich entwik- kelnden Kolonien bestimmt werden soll.
In den gebräuchlichen Kulturböden entwickeln sich hauptsächlich Kolonien aus Saprophyten.
Deshalb sagt die Keimzahl auch nur relativ wenig über die tatsächlich vorhandene Anzahl an Mikroorganismen aus, die je nach Trophiegrad des Wassers sehr stark schwanken kann.

Großes Bild rechts:
Wasser von der Oberfläche desselben naturnahen Gartenteiches nach einer längeren Kälte- und anschliessenden Regenperiode.

Keimzahl ermittelt nach einer Auftropfmethode nach Miles und Misra, die stark vereinfacht und speziell für Gelatineplatten modifiziert wurde.

0,1 ml einer 10-fach verdünnten Wasserprobe wurden in 15 Tropfen auf das Kulturmedium getropft.
Daraus entwickelten sich 7 Bakterien- und
1 Schimmelpilzkolonie (blau).
Aus den 7 anderen Tropfen entwickelten sich keine Kolonien. Es waren also demnach in ihnen keine Keime enthalten.

Keimzahl / ml = (7+1) : 0,1 : 0,1 = 800

Mit einer Messung der Konzentrationen von
Ammonium =    0,2 mg/l
Nitrat           = 10 mg/l
Nitrit           =    0 mg/l
Phosphat     =    0,15 mg/l
ergibt das zu diesem Zeitpunkt ein Wasser der Güteklasse I.


Bakterienkolonie	Deuteromyceten (Pilze)

Wenn Teichwasser ausschließlich durch Bakterien getrübt wird, was selten der Fall ist, dann sind mehr als 10 Millionen Bakterien pro 1 ml darin enthalten.

Der Sinn solcher Messungen, die man wohl besser relativ genaue Schätzungen nennen sollte, ist die Abschätzung, inwieweit ein Teichwasser in einem naturnahen Gartenteich möglicherweise belastet, oder aber völlig normal ist.
Da sich auch nicht alle Saprophyten in Kulturen züchten lassen, ist die Anzahl der vorhandenen Keime natürlich immer höher anzusetzen.
Zu beachten ist jedoch, daß alle Bakterien Nahrung für höher entwickelte Lebewesen sind.
In keimfreiem Wasser gäbe es ohne Bakterien keine Nahrungskette, die in einem Kleingewässer normalerweise bei den Larven von Insekten (Libellen), Käfern, Frosch- und Schwanzlurchen (Molchen) endet.

In einem künstlichen, naturnahen (also fischlosen) Gartenteich dürfte es normalerweise nie zu einem bedenklichen Ansteigen der Keime kommen, sodass eine mehr oder weniger aufwendige Keimzahlbestimmung eigentlich nie notwendig ist, es sei denn, es ist ein Tier (Vogel, Ratte oder Igel) ins Wasser gefallen und ertrunken.
Wenn man diese Tierleiche nicht rechtzeitig entfernt, dann geht sie langsam in Verwesung über. Zuerst trübt eine Bakterienwolke rund um den Kadaver das Wasser. Bald setzt jedoch eine starke Vermehrung von Zooflagellaten, Rädertieren u.a.Bakterienfressern ein, die sich von diesen Bakterien ernähren und die durch die enorme Anzahl das Wasser ebenfalls trüben. Diese Ein- und Mehrzeller sind meistens relativ groß und bewegen sich sehr schnell, so daß man sie mit einer starken Lupe in einem Glasgefäß mindestens als Punkte erkennen kann.
Wenn das ertrunkene Tier nicht zu groß und das Wasservolumen dagegen groß genug ist, wird sich nach einiger Zeit wieder ein Gleichgewicht einstellen, ohne daß ein Eingreifen notwendig ist.

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