Adaptation

(adaptation) Grundsätzlich: Anpassung an Umweltbedingungen.

Im Bereich Abwasser wird Adaptation zumeist verwendet als Anpassung einer Mischpopulation von Bakterien an besondere spezifische Milieubedingungen. Diese werden insbesondere durch die Zusammensetzung des zugeführten Abwassers beeinflusst. Sie können auch physikalisch bedingt sein (Temperatur, Licht). Da bestimmte Adaptationsvorgänge mehrere Wochen benötigen, bedürfen derartige biologische Anlagen ggf. entsprechend lange Anfahrzeiten (Adaptationsphasen).

Biologische Systeme funktionieren dann, wenn die Organismen das vorliegende Nährstoffangebot schnell verwerten können. Bei Zufuhr eines neuen Nährstoffs von außen ist das nicht immer der Fall; es ist eine Adaptation erforderlich.

Diese lässt sich in die Kategorien:

unterteilen.

Bei der biozönotischen Adaptation sind die zum Abbau erforderlichen Organismen in der Lebensgemeinschaft nicht oder nicht in entsprechender Menge vorhanden. Sie müssen erst in das System eingebracht werden, was meistens durch Zufall geschieht. Finden sie dort nun die geeigneten Nährstoffbedingungen vor, vermehren sie sich. Das Ergebnis ist eine biozönotische Umschichtung, die so lange anhält, bis ein der neuen Situation angepasster Gleichgewichtszustand erreicht ist. Die Biozönose in ihrer Zusammensetzung und Leistungsfähigkeit ist immer eine Antwort auf die Zusammensetzung der Nährstoffe.

Bei der enzymatischen Adaptation sind zwar die zum Abbau befähigten Organismen vorhanden, sie müssen sich jedoch erst in ihrer inneren enzymatischen Organisation auf die neuen Verhältnisse einstellen. Dabei kann es zu einer Hemmung durch Substratüberschuss kommen. Ein Beispiel dafür ist der Abbau von Phenolen durch Belebtschlamm. Das Substrat kann gut abgebaut werden, so lange die Anfangskonzentration gering gehalten wird. Höhere Konzentrationen aber verursachen eine Hemmung. Bei längerer Exposition der Bakterienbiozönose gegen die erhöhten Substratkonzentrationen wird die Hemmung durch Enzymsynthese überwunden. Eine Wegnahme des Phenols führt wieder zu einem schnellen Verlust der Fähigkeit, diese Substanz abzubauen.

Die Adaptationsfähigkeit einer Bakterienbiozönose an Xenobiotik kann u.U. durch Zugabe bestimmter Tenside verbessert werden. Wasserlösliche organische Substanzen mit aliphatischer, aromatischer oder heterozyklischer Struktur wurden unter Tensidzugabe schneller abgebaut.

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