Mehr als drei Jahrhunderte nach ihrer Entdeckung durch Antoni van Leeuwenhoek im Jahr 1676 ist die Welt der Bakterien noch immer ein weitgehend unerschlossener Kosmos. "Nach vorsichtigen Schätzungen", sagt Bo Barker Jørgensen, Direktor am Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen, "kennen wir bislang vielleicht ein Prozent aller Bakterienarten."

Den meisten Menschen sind die Einzeller nur als Krankheitserreger bekannt, denen in der Regel mit Antibiotika beizukommen ist - sie gelten als Randerscheinung des Lebens. Tatsächlich aber sind Bakterien die heimlichen Herrscher der Erde. Sie haben alle Lebensräume besiedelt, von den Tiefen der Ozeane bis zu den höchsten Berggipfeln, vom Polareis bis zu kochendheißen Quellen, von lebenden Pflanzen und Tieren bis zu Lebensresten aller Art. Selbst klares, unverschmutztes Seewasser kann einige Millionen Bakterien pro Milliliter enthalten, ein Gramm fruchtbaren Bodens Milliarden - und ein Gramm Kot noch erheblich mehr.

Bakterien waren die ersten Lebewesen auf der Erde und blieben auch drei Milliarden Jahre lang allein, bis sich aus ihnen Pflanzen und Tiere entwickelten. In dieser langen Zeit haben Bakterien gelernt, zahlreiche Energiequellen zu nutzen. Sie zersetzen organisches Material, selbst Erdöl und Pestizide. Viele Arten beziehen ihre Energie aus der Umwandlung anorganischer Stoffe wie Schwefel-, Stickstoff-, Eisen- und Manganverbindungen. Und sie haben die Photosynthese erfunden, gleich in mehreren Varianten. Diesen fundamentalen Prozeß übernahmen die Pflanzen von ihnen und schufen damit die Lebensgrundlage für Tiere und Menschen. Den Sauerstoff, den wir atmen, haben Bakterien in die Atmosphäre gebracht.

"Der Stoffwechsel bei den Makroorganismen", sagt Rudolf Amann, der im Bremer Institut die Nachwuchsgruppe Molekulare Ökologie leitet, "ist fast überall gleich. Bei Bakterien sind die Unterschiede viel größer." Der geschäftsführende Direktor, Friedrich Widdel, bezeichnet die Mikroben als "die Abbauchemiker in der Umwelt. Nur weil sie die Stoffkreisläufe in Gang halten, kann die Welt so sein, wie sie ist." Sie bauen ab, wandeln um, räumen auf und schaffen so die Voraussetzung für den Fortgang des Lebens im Meer wie an Land.

"Ohne Bakterien", versichert Jørgensen, "würde das Leben im Meer innerhalb von einem Jahr zum größten Teil erlöschen." In den obersten Milli- und Zentimetern des Meeresbodens werden die Stoffe so intensiv umgesetzt wie im tropischen Regenwald, und der Mikrodschungel der Mikroben steht dem Regenwald auch hinsichtlich des Artenreichtums nicht nach.

Aber sie machen es jenen, die ihnen nachspüren, nicht leicht. In der Medizin oder Biotechnik konnten Mikrobiologen mit spektakulären Ergebnissen aufwarten. Weniger erfolgreich waren jedoch Bemühungen, Bakterien in ihrer natürlichen Umgebung zu studieren, die Vielfalt der Arten, deren Funktionen und die Strukturen des Zusammenwirkens zu untersuchen. Genau das ist die Aufgabe des seit 1992 bestehenden Bremer Instituts, das sich überwiegend den Bakterien im Wasser und in Sedimenten widmet. Ein Jahr zuvor war bereits ein Pendant, das Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg, gegründet worden.

In aller Regel ist Bakterien nicht anzusehen, wer sie sind und wie sie leben. Eine Laborantin saugt Meerwasser durch einen Filter, das die Mikroben zurückhält, und im Mikroskop erblickt man Kugeln und Stäbchen, eine gesichtslose Menge, in der zahllose Arten stecken. Kaum anders sieht eine Bakterienprobe aus dem Meeresboden aus. Um die Einzeller identifizieren und auf ihre Eigenarten untersuchen zu können, müßte man sie jeweils einzeln in einer Nährlösung oder auf einem Nährboden so lange kultivieren, bis ihre Menge für eingehende Untersuchungen ausreicht. So konnte man bisher rund 5000 Bakterienarten nachweisen.