Original paper

Die Vielfalt mikrobieller Morphotypen im Grundwasserbereich des Segeberger Forstes

[Diversity of Microbial Morphotypes in the Groundwater Environment of the Segeberg Forest]

Hirsch, Peter; Rades-Rohkohl, Ellen

Kurzfassung

Mikroorganismen-Morphotypen ("MT") sind mikroskopisch sicher erkennbare Formen, für die die Größe, Gestalt, Pigmentierung, Speichergranula, Kapseln etc. typische Merkmale sind. Die Art der Untersuchungsmethodik bestimmt dabei die Erkennbarkeit der MT. Nährstoffmangel, niedere Grundwasser-Temperaturen und lange Lagerung der Wasserproben ergaben hohe MT-Zahlen. Spezifische Anreicherungsbedingungen förderten das Auftreten seltenerer Formen. Auch die Art der mikroskopischen Beobachtung bestimmte, wieviele MT erkannt wurden. So erlaubte die Anwendung der Agar-Objektträger-Methode von PFENNIG & WAGENER (1986) oder die Negativfärbung und Elektronenmikroskopie ein optimales Erkennen besonderer MT mit speziellen Oberflächenstrukturen oder Anhängseln. Im wassergesättigten Untergrund gab es eine Vielzahl verschiedener Mikrostandorte, die auch von sehr unterschiedlichen Populationen besiedelt wurden. Einen Tiefbrunnen mußte man als einen besonderen Standort ansehen; hier lebten an der inneren Oberfläche des Rohres -- meist angeheftet -- mehr MT und andere Formen als im Aquiferwasser. Der morphologischen Vielfalt im Grundwasserbereich entsprach auch eine hohe physiologische Diversität. Im Segeberger Forst wurden unter anderem die folgenden MT im Untergrund gefunden: Stäbchen- oder Kokkenbakterien mit oder ohne Fimbrien, einzeln oder in Gruppen, und Kokken mit langen, festen "Stacheln". Viele ungewöhnliche Bakteriengattungen konnten bestimmt werden: Prosthecomicrobium, Caulobacter, Hyphomicrobium, Prosthecobacter, Seliberia, Planctomyces, Leptothrix, Gallionella, Siderocapsa, und Bdellovibrio. Ferner gab es dort Spirochaeten, Hefen, Flagellaten, Ciliaten und fädige Pilze. Die morphologische Vielfalt wird mit einigen Abbildungen belegt.

Abstract

A morphotype ("MT") of a microorganism is a form which is recognizeable microscopically with certainty, and for which size, shape, pigmentation, storage granules, capsula etc. are typical characteristics. The ability to recognize the MT depends strongly on the method of investigation. Lack of nutrients and low incubation temperatures (as those occurring in situ, as well as simply storing the water samples for a long time all resulted in high MT diversity. Special enrichment conditions favoured the appearance of unusual or rare MT's. The method of microscopic observation determined also the number of MT's recognized. Employing the agar slide method of PFENNIG & WAGENER (1986) and the electron microscope after negative staining allowed optimal observation of special MT's with surface structures or appendages. In the watersaturated subsurface environment there were a multitude of different habitats which were, indeed, colonized by very different populations. A deeper well has to be considered as a very special habitat: the inner surface of the well pipe was occupied by more and other MT's than could be found in the aquifer water. A high physiological diversity corresponded to the high morphological diversity. The groundwater environment of the Segeberg Forest test area contained, for example, the following MT's: rod- or coccal-shaped bacteria with or without fimbria, single or clustered, as well as cocci with long, rigid spines. Many genera of unusual bacteria could be determined: Prosthecomicrobium, Caulobacter, Hyphomicrobium, Prosthecobacter, Seliberia, Planctomyces, Leptothrix, Gallionella, Siderocapsa, Bdellovibrio. Also found were spirochetes, yeasts, flagellates, ciliates and filamentous fungi. The morphological diversity of groundwater microorganisms is demonstrated with some micrographs.

Keywords

Aquiferwater wellsgroundwatercommunitiesmicroorganismsbacteriaspirochetesyeastsflagellatesciliatesfilamentous fungi Northwest German Lowlands (Bad Segeberg)Schleswig-Holstein TK 25: Nr. 2027