Aerob

Als aerob (von lat. aer, Luft) bezeichnet man Vorgänge oder Lebewesen, die Sauerstoff benötigen.

Im Gegensatz dazu bezeichnet der Begriff anaerob Vorgänge, die unter Sauerstoffabschluss ablaufen sowie Lebewesen, die keinen Sauerstoff benötigen oder sogar an ihm sterben.

Aerobe Vorgänge sind z.B.

• Kompostierung
• Atmung

Chemisch betrachtet stellen aerobe Vorgänge Oxidationen dar. Wird die Sauerstoffzufuhr unterbrochen, so verlaufen häufig andere, anaerobe biochemische Reaktionen ab, insbesondere Gärungsvorgänge.

Ein Beispiel dafür ist der Stoffwechsel von Muskeln, auch beim Menschen. Normalerweise erfolgt die Energiegewinnung aerob durch Zellatmung. Wird der Muskel so stark beansprucht, dass die Sauerstoffversorgung nicht mehr ausreicht, dann schalten die Muskelzellen auf die Milchsäuregärung um, die allerdings weniger Energie liefert. Daher kommt es nach längerer starker Belastung zu einem Leistungsabfall. Lange Zeit glaubte man, dass die sich dabei ansammelnde Milchsäure für den Muskelkater verantwortlich sei. Diese Meinung ist allerdings durch elektronenmikroskopische Untersuchungen widerlegt. Sie zeigten, dass Mikrorisse in den Muskelfasern die Ursache des Muskelkaters sind.

Ein überbelasteter Muskel weist also feine Risse (Mikrorupturen) in den Muskelfasern auf. Durch diese Risse dringt langsam Wasser ein, so dass sich nach einiger Zeit (24-36 Stunden) kleine Oedeme bilden. Die Muskelfaser schwillt durch das eindringende Wasser an und wird gedehnt. Der wahrgenommene Dehnungsschmerz ist der Muskelkater.

Wegen seiner Bedeutung für viele Lebensvorgänge ist Sauerstoff ein wichtiger abiotischer Faktor in der Ökologie. Man spricht daher in Biotopen, deren Sauerstoffgehalt unterschiedlich ist, von aeroben und anaeroben Zonen.

Beispielsweise ist im Schlickwatt des Wattenmeers die obere Zone hell und relativ gut mit Sauerstoff versorgt. Sie stellt eine aerobe Zone dar. Das Redoxpotential liegt oberhalb von +100 Millivolt. Sauerstoff kann chemisch nachgewiesen werden. Dieser Teil des Schlickwatts ist extrem dicht besiedelt. In wenigen Zentimetern Tiefe ändert sich das Erscheinungsbild: das Watt sieht schwarz aus; die Färbung entsteht durch Sulfide von Schwermetallen. Es tritt ein typischer Geruch nach Schwefelwasserstoff auf. Messungen zeigen, dass das Redoxpotential unter -200 mV liegt. Molekularer Sauerstoff ist allenfalls noch in Spuren nachweisbar. In dieser anaeroben Zone können nur solche Lebewesen existieren, die entweder ohne Sauerstoff auskommen (anaerobe Bakterien) oder durch besondere Atmungsorgane (Sipho bei Muscheln) bzw. ihr Verhalten (Wattwurm) Sauerstoff von der Oberfläche holen.