Fäulnis und Verwesung

Der Zerfall geht am schnellsten in Anwesenheit von Sauerstoff vor sich. Wenn die Sauerstoffzufuhr beschränkt ist, beispielsweise in den Sedimenten nährstoffreicher Seen oder mit Wasser vollgesogenen Böden, verlangsamt sich der Prozess der Zersetzung. Es gibt auch Mikroorganismen, die unter Abwesenheit von Sauerstoff aktiv sind (Anaerobier) und – falls organische Materie vorhanden ist – zum Prozess der Zersetzung beitragen können. Nitrat abbauende (Denitrifizierer), Sulfat abbauende und Methan bildende (methanogene) Bakterien nutzen Nitrat beziehungsweise Sulfat oder Kohlendioxid zur Energiegewinnung, ganz ähnlich, wie aerobe Mikroben Sauerstoff nutzen. Andere anaerobe Bakterien (Bakterien mit Gärungsstoffwechsel) gewinnen die Energie für ihren Stoffwechselprozess durch die Umwandlung organischer Verbindungen.

Unter bestimmten Bedingungen kann bei dauernd niedriger Sauerstoffzufuhr der Prozess der Zersetzung so langsam verlaufen, dass sich organische Stoffe in großem Ausmaß ansammeln. Das auffallendste Beispiel dafür sind Torfmoore, in denen feuchtes organisches Material mehrere Meter Tiefe erreichen kann. Im Verlauf geologischer Zeiträume bildete sich durch das Zusammenpressen von Torfablagerungen (die sich im Karbon gebildet hatten) unter bestimmten chemischen und physikalischen Bedingungen Kohle. Methanogene Bakterien bilden Methan (Methanogenese); die geringe Aktivität der Organismen in alten Torflagern ist vermutlich für den Methananteil in den ausgedehnten Erdgaslagerstätten verantwortlich, die in der Regel bei Kohlenflözen vorkommen. In den letzten Jahrzehnten ist Erdgas in großem Umfang als Brennstoff erschlossen worden. Es ist auch wahrscheinlich, dass die Lagerstätten für Erdöl durch die begrenzte Aktivität anaerober Bakterien in organischen Stoffen in sehr alter Zeit entstanden sind, jedoch ist diese Theorie bisher noch nicht unter kontrollierten Bedingungen bestätigt worden.

Die Zersetzung durch Mikroorganismen hat auch wirtschaftliche Aspekte. Zur Herstellung von Nahrungsmitteln wie Käse und Joghurt ist die Aktivität bestimmter Mikroorganismen erforderlich; werden deren Kulturen jedoch mit anderen Mikroorganismen kontaminiert, entartet dieser Prozess sehr schnell. In vergleichbarer Weise können Nahrungsmittel, die mit Mikroorganismen durchsetzt sind, Veränderungen in Konsistenz, Geruch oder Geschmack erfahren.

Das Wachstum einer bestimmten Gruppe von Organismen während der Zubereitung oder Aufbewahrung von Nahrungsmitteln kann zur Lebensmittelvergiftung führen. Die Zersetzung von Nahrungsmitteln durch Mikroorganismen kann man durch Einlegen in Lösungen mit hoher Konzentration von Salz oder Zucker oder in schwach sauren Flüssigkeiten hinauszögern, ebenso auch durch Trocknen, Kühlen (Einfrieren) oder durch Abtöten der Mikroorganismen mittels Hitze (Konservieren und Pasteurisieren) oder Bestrahlung.

Wenn gefrorene Nahrungsmittel aufgetaut, getrocknete Nahrungsmittel gewässert oder konservierte Nahrungsmittel der Luft ausgesetzt werden, können sie leicht verderben, da Saprophyten, die sich in der Luft finden, die Nahrungsmittel zu kontaminieren beginnen. Die Geschwindigkeit der Mikrobenaktivität hängt von der Umgebungstemperatur ab. Je geringer die Temperatur ist, desto geringer ist ihre Aktivität – jedoch verdirbt auf lange Sicht auch Tiefkühlkost, wenn auch langsam. Nur die chemische Hemmung der Mikrobenaktivität kann die Nahrung noch schützen, wenn sie erst einmal der Luft ausgesetzt ist. Jedoch gibt es auch Mikroorganismen, besonders Pilze, die auch unter hohen Salz- oder Zuckerkonzentrationen noch wachsen. Allerdings kann man das in der Regel deutlich sehen, etwa den Schimmel auf der Marmelade.

Zersetzung kann sich auch auf viele andere Lebensbereiche auswirken. Baumaterialien aus Holz müssen trocken gehalten oder mit Holzschutzmitteln behandelt werden, damit sie nicht faulen. Aus Öltanks muss regelmäßig das Wasser entfernt werden, da andernfalls die Kohlenwasserstoff-Bestandteile selektiv abgebaut werden. Auch Bestandteile von Kunststoffen oder Farben können zersetzt werden und dadurch bestimmte Eigenschaften oder ihre Färbung verlieren. Eisenrohre können durch Säuren korrodieren, die beim Stoffwechsel der Mikroben entstehen, Stein- und Betongebäude können durch diese Säuren beeinträchtigt werden.

Der Mensch hat sich die zersetzenden Kräfte der Mikroben in vieler Hinsicht dienstbar gemacht. Die Klärung von Abwässern ist ein wichtiges Beispiel, weiter dienen Mikroorganismen auch der Verringerung der Umweltverschmutzung nach Ölunfällen, der Entgiftung von Schwermetallen und der Zersetzung auf Mülldeponien.