mini|Otto Kandler 1983 mit dem Modell von Pseudomurein (Pseudopeptidoglycan)
Otto Kandler (* 23. Oktober 1920 in Deggendorf; † 29. August 2017 in München ) war ein deutscher Botaniker und Mikrobiologe, zuletzt em. Professor für Allgemeine Botanik an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU).
Die wichtigsten Entdeckungen bzw. grundlegenden Arbeiten, die mit Otto Kandlers Namen verbunden sind, stammen aus den Gebieten der Photosynthese, des pflanzlichen Kohlenhydratstoffwechsels, der Strukturaufklärung bakterieller Zellwände (Mureine/Peptidoglykane), der Systematik von Laktobazillen, der Chemotaxonomie von Pflanzen und Mikroorganismen und einer Neukonzeption der Phylogenie der Organismen. Er erbrachte den ersten experimentellen Nachweis einer Photophosphorylierung in vivo. Seine Entdeckung grundlegender Zellwandunterschiede zwischen Bakterien und Archaeen (bis 1990 „Archaebakterien“) führte ihn zu der Erkenntnis, dass diese eine eigenständige Gruppe von Organismen bilden und machte ihn zum Begründer der Archaeenforschung in Deutschland. Gemeinsam mit Carl Woese schlug er einen Stammbaum des Lebens mit den drei Domänen Archaea, Bacteria, Eucarya vor. Die Themen frühe Evolution und Diversifizierung des Lebens auf der Erde haben ihn seit seiner Jugend beschäftigt. In seinen letzten diesbezüglichen Veröffentlichungen stellt er seine Präzellen-Theorie (pre-cell theory) vor, ein Konzept nach dem die drei Entwicklungslinien des Lebens nicht aus einer ursprünglichen „ersten“ Zelle (ancestral cell, last universal common ancestor – LUCA) hervorgingen, sondern aus einer Population von Präzellen.
Themen seiner angewandten Forschung waren z. B. die Mikrobiologie von Milch, Milchprodukten oder Abwässern, die Produktion von Biogas und die Erforschung von Waldschäden. Eigene Untersuchungen führten zu seiner entschiedenen Kritik am sogenannten Waldsterben.
Leben Otto Kandler wurde am 23. Oktober 1920 in Deggendorf in Niederbayern als sechstes Kind einer Gärtnerfamilie geboren und interessierte sich früh für Pflanzen bzw. für die Natur ganz allgemein. Als er mit 12 Jahren dem Pfarrer davon berichtete, dass er über Charles Darwin gelesen habe, bekam er dafür Stockhiebe; doch sein Interesse für evolutionsbiologische Fragestellungen begleitete ihn sein Leben lang. Er besuchte acht Jahre die Volksschule in Schaching/Deggendorf und sollte anschließend eine Lehre machen, da seine Eltern das damals erforderliche Schulgeld für das Gymnasium nicht aufbringen konnten. Seine Lehrer ermunterten die Eltern jedoch, ihren Sohn weiter studieren zu lassen. So besuchte er von 1935 bis 1938 die „Deutsche Aufbauschule“ in Straubing, eine Lehrerbildungsanstalt für begabte Kinder aus nicht vermögendem Hause (mittlerweile Anton-Bruckner-Gymnasium Straubing). Seine Studienpläne wurden jedoch vom Zweiten Weltkrieg durchkreuzt, er wurde zum Reichsarbeitsdienst eingezogen und war später bis Kriegsende als Funker der Wehrmacht an der Ostfront eingesetzt. Zum Kriegsende wurde seine Einheit nach Österreich verlegt. Um nicht in russische Gefangenschaft zu geraten, fuhr er mit dem Fahrrad in bereits amerikanisch besetztes Gebiet, wurde amerikanischer Kriegsgefangener, aber nach kurzer Zeit entlassen. 1945–1946 baute er die elterliche Gärtnerei in Deggendorf wieder auf; vor allem Weißkraut und Chrysanthemen brachten etwas Geld, mit dem er später auch sein Studium finanzierte. mini|Wand-Mosaik in der Eingangshalle des historischen Gebäudes des Botanischen Instituts der LMU in München, Menzingerstr. 67; Einweihung im Jahr 1914. Kandler war sehr an den Naturwissenschaften interessiert, aber erst 1946 konnte er sich an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) einschreiben, und zwar für Botanik, Zoologie, Chemie, Geologie und Physik; zusätzlich besuchte er Philosophie-Vorlesungen. Die Institute lagen in Trümmern, daher musste er für die Zulassung zum Studium, wie damals üblich, Schutträum- und Aufbauarbeiten nachkommen. Nach drei Semestern suchte er sich selbst ein Thema für seine Doktorarbeit in Botanik und kultivierte als Erster in Deutschland ab 1947 isoliertes Pflanzengewebe zur Untersuchung von Stoffwechsel und Wachstum unter definierten in vitro Bedingungen. 1949 schloss er seine Dissertation ab (summa cum laude) und wurde wissenschaftlicher Assistent am Botanischen Institut der LMU; nach seiner Habilitation 1953 war er weiterhin als Privatdozent bis 1957 an der LMU tätig. Im Jahr 1953 heiratete er Gertraud Schäfer, damals Doktorandin der Mikrobiologie. Sie haben drei Töchter und vier Enkelkinder. Für seine Arbeiten zur Photophosphorylierung erhielt er von der Rockefeller Foundation ein großzügiges Forschungsstipendium für ein Jahr in den USA, das er 1956–1957 wahrnahm.
Nach seiner Rückkehr übernahm er (zermürbt über die desolate Laborausstattung des Botanischen Instituts in München) 1957 die Leitung des Bakteriologischen Instituts der Süddeutschen Versuchs- und Forschungsanstalt für Milchwirtschaft in Weihenstephan, die er bis 1965 weiterführte, nicht zuletzt um die dortigen sehr guten Laborbedingungen weiter nutzen zu können. 1960 wurde er auf den Lehrstuhl für Angewandte Botanik der Technischen Hochschule München berufen, wo er die notwendigen Forschungslabore erst modernisieren musste. 1968 erhielt er den Ruf auf den Lehrstuhl für Allgemeine Botanik an der Ludwig-Maximilians-Universität München, den er bis zu seiner Emeritierung 1986 innehatte. Sein breites wissenschaftliches Interesse geht aus den Titeln seiner über 400 Publikationen hervor. Sein wissenschaftlicher Nachlass wurde dem Universitätsarchiv der Ludwig-Maximilians-Universität München übergeben.
Kandler hätte am 23. Oktober 2020 seinen 100. Geburtstag gefeiert. Aus diesem Anlass schenkte seine Familie seine Sammlung botanischer Werke vom Beginn der Frühen Neuzeit bis ins 20. Jahrhundert an die Regensburgische Botanische Gesellschaft, deren Bibliothek von der Universitätsbibliothek Regensburg betreut wird. Die bereits begonnene Digitalisierung der Werke, u. a. Kräuterbücher aus dem 16. und 17. Jahrhundert, wird dazu beitragen, diese wertvollen Quellen allgemein zugänglich zu machen.
Pflanzenphysiologie Von Anfang an galt sein besonderes Interesse den Stoffwechsel- und Wachstumsvorgängen von Pflanzen und den dafür verantwortlichen Faktoren, insbesondere der damals noch nicht verstandenen Photosynthese und dem pflanzlichen Kohlenhydratstoffwechsel. Für seine Doktorarbeit (1949) stellte er – wie oben beschrieben – erstmals in Deutschland pflanzliche Gewebekulturen her und machte mit ihnen stoffwechselphysiologische Experimente unter definierten in vitro Bedingungen.
In seinem Beitrag „Historical perspectives on queries concerning photophosphorylation“ beschreibt Kandler die Anfänge der Photophosphorylierungsforschung und die seines eigenen Interesses daran: Im Jahr 1948 inspirierte ihn ein Vortrag von Feodor Lynen (Nobelpreis für Physiologie oder Medizin, 1964) über den Phosphatstoffwechsel der Hefe. In diesen Nachkriegsjahren lag das ursprüngliche Chemische Institut der Ludwig-Maximilians-Universität München noch in Trümmern, so dass Feodor Lynen und sein Assistent Helmut Holzer vorübergehend als Gäste im unzerstörten Botanischen Institut arbeiteten, zufällig Tür an Tür neben dem Labor, in dem Kandler mit seiner Doktorarbeit beschäftigt war. Kandler war beeindruckt von den experimentellen Methoden im Lynen-Labor, die er aus nächster Nähe verfolgte; er und der gleichaltrige Holzer wurden gute Freunde. Damals gelang Holzer der erste Nachweis einer ATP-Bildung bei Hefe bei der Oxydation von Buttersäure zu Hydroxybuttersäure. Die dabei verwendete Technik der Messung der Phosphorylierungsrate in vivo übertrug Kandler dann auf Photosynthese-Experimente mit Chlorella.
So gelang ihm 1950 als Erstem der experimentelle Nachweis einer lichtabhängigen ATP-Bildung (Photophosphorylierung) in vivo bei intakten Chlorella Zellen, Befunde, denen Daniel I. Arnon, der die Photophosphorylierung später bei isolierten Chloroplasten nachwies, vollen Kredit zollte. Auf Grund dieser Veröffentlichungen wurde ihm ein Rockefeller-Stipendium angeboten, welches ihm 1956/57 ermöglichte, in den USA jeweils sechs Monate in den Laboratorien von Martin Gibbs (Brookhaven National Laboratory, Long Island, New York) und Melvin Calvin (Chemistry Department, University of California, Berkeley, 1961 Nobelpreis für Chemie) weiter an zentralen Fragen der Photosynthese zu arbeiten (z. B. dem heute als Calvin-Benson-Bassham-Zyklus bekannten biochemischen Weg des Kohlenstoffs in der Photosynthese). Von dort brachte er die Methode der radioaktiven Markierung bzw. der Arbeit mit radioaktiven Isotopen nach Deutschland mit.
Zusammen mit seinen Mitarbeitern hat Kandler später das Vorkommen von ADP-Glucose, den Glucose-Donor der Stärkebiosynthese, zum ersten Mal in Pflanzen nachgewiesen. Er hat wesentlich zur Aufklärung der komplizierten Biosynthese verzweigt-kettiger Monosaccharide (Hamamelose, Apiose) beigetragen und schließlich die Biosynthese der in Pflanzen häufigsten Oligosaccharide, der Zucker der Raffinose-Familie, aufgeklärt. Im Zusammenhang mit dem zuletzt genannten Befund wurde die Funktion des Galaktinols, eines Galaktosids des Inositols, als Galaktosyl-Donor und somit jene des Inositols als Cofaktor von Zuckertransfer-Reaktionen in Pflanzen entdeckt.
Mikrobiologie Ein Schwerpunkt von Otto Kandlers Forschung lag auf dem Stoffwechsel und der Chemotaxonomie von Pflanzen und Mikroorganismen, besonders der Chemie der Zellwände von Bakterien. Neben seinen pflanzenphysiologischen Kerninteressen hat sich Kandler schon früh für Bakterien und auf der Suche nach „Urbakterien“ vor allem für das Vorhandensein bzw. Fehlen ihrer Zellwände interessiert. Zusammen mit seiner Ehefrau Gertraud publizierte er heute noch zitierte Arbeiten über die sog. PPLOs, zellwandlose, Penicillin-resistente Bakterien (jetzt Mycoplasmen) und L-Formen von Bakterien (Bakterien, die ihre Zellwände verloren haben). In diesen Arbeiten wurde gezeigt, dass PPLOs (Mycoplasmen) und L-Form Bakterien sich nicht durch Zweiteilung (binary fission), sondern durch Knospung vermehren.
Während seiner Zeit als Leiter des Bakteriologischen Instituts der Süddeutschen Versuchs- und Forschungsanstalt für Milchwirtschaft in Freising-Weihenstephan befasste er sich intensiv mit der Milchbakteriologie, insbesondere mit der Physiologie und der Systematik der Milchsäurebakterien (Laktobazillen), über die er auch das einschlägige Kapitel in „Bergey’s Manual“, der „Bibel“ der Mikrobiologen, verfasste. Darüber hinaus verfasste er zahlreiche Arbeiten über die Isolierung, Beschreibung und Taxonomie von anderen Bakterien.
Kandler war einer der ersten, der – zusammen mit seiner Arbeitsgruppe – die Chemie und Struktur der Zellwände der Bakterien untersuchte. Die Primärstruktur des Peptidoglykans (Mureins), der typischen Komponente der Zellwände der Bakterien, wurde aufgeklärt. Kandler erkannte den Wert der Aminosäure-Sequenzen von Peptidoglycan als chemotaxonomischen Marker. Die verschiedenen Peptidoglykan-Typen und ihre taxonomische Bedeutung (als Marker für die tiefsten Verzweigungen im Stammbaum der Bakterien) wurden ausführlich beschrieben (Schleifer und Kandler 1972). Kandlers Zellwandanalysen umfassten auch „Methanbakterien“ (Methanbildner, bzw. Methanogene) und „Halobakterien“ (Halophile).
Im Oktober 1976 entdeckte Kandler, dass zwei Stämme von Methanosarcina barkeri kein Peptidoglykan enthalten (Kandler und Hippe 1977). Dies führte ihn zu der Erkenntnis, dass Methanogene (wie z. B. Methanosarcina) eine eigenständige, von den Bakterien verschiedene Gruppe darstellen.