Crenarchaeota

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Crenarchaeota
Sulfolobus, infiziert mit dem Sulfolobus-Virus STSV1. Maßstab = 1 μm.

Sulfolobus, infiziert mit dem Sulfolobus-Virus STSV1. Maßstab = 1 μm.

Systematik
Klassifikation: Lebewesen
Domäne: Archaeen (Archaea)
Abteilung: Crenarchaeota
Wissenschaftlicher Name
Crenarchaeota
George M. Garrit & John G. Holt, 2002

Die Crenarchaeota (vom griechischen crenos, Ursprung oder Quelle, veraltet: Eozyten, wissenschaftlich: Eocyta) sind einzellige Lebewesen und gehören zu der Domäne der Archaea. Früher wurden die Crenarchaeota ausschließlich für Extremophile gehalten (d. h. entweder (extrem) thermophil bzw. thermoacidophil oder psychrophil), jedoch zeigten weitere Untersuchungen, dass die Crenarchaeota zu den häufigsten Archaea im Meer gehören.[1] Diese Gruppe wird als mesophile, marine Gruppe I Crenarchaeota bezeichnet.

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Innerhalb der Crenarchaeota findet man Organismen, die an extreme Umweltbedingungen angepasst und in Bereichen mit sehr hoher oder sehr niedriger Temperatur zu finden sind. Viele Vertreter leben im arktischen Plankton, wo sie bei Temperaturen oft unter 0 °C überleben. Diese Psychrophilen sind jedoch erst vereinzelt unter Laborbedingungen kultiviert worden (siehe auch Psychrophilie und Kryophile). Eine andere Gruppe innerhalb der Crenarchaeota lebt unter hyperthermischen Bedingungen, also bei Temperaturen von 80–110 °C, Pyrolobus fumarii lebt sogar bei 113 °C und überlebt auch einstündiges Autoklavieren. Viele der Crenarchaeota wie z. B. Sulfolobus acidocaldarius tolerieren auch hohe Säurekonzentrationen (pH-Werte von 1–2) und sind damit thermoacidophil.

Einer der bestcharakterisierten Organismen der Crenarchaeota ist Sulfolobus solfataricus. Ursprünglich wurde dieser Organismus aus schwefelhaltigen heißen Quellen in Italien isoliert und wächst bei 80 °C und einem pH Wert von 2–4.[2]

Da in ihrem Lebensraum oft kein organisches Substrat vorhanden ist, leben viele von der Fixierung von Schwefel, Kohlenstoffdioxid oder Wasserstoff. Andere können jedoch auch organisches Material verstoffwechseln. Bei der Kohlenstoffdioxidassimilation verwenden sie entweder den 3-Hydroxypropionat/4-Hydroxybutyratzyklus (z. B. Sulfolobus) oder den Dicarboxylat/4-Hydroxybutyratzyklus (z. B. Desulfurococcales oder Thermoproteales).[3]

Die Vertreter der Crenarchaeota dienen den zwei Virusfamilien der Ligamenvirales als Wirt, den Rudiviridae und Lipothrixviridae.

Systematik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Innere Systematik:

Verwandte Gruppen neu entdeckter Organismen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Äußere Systematik: In den letzten Jahren (Stand 2017) wurden Organismen anhand gefundener Genome nachgewiesen, die mit den Crenarchaeota verwandt sind. Zunächst wurden gefunden:

Sie wurden zusammen mit den Crenarchaeota vorläufig in eine sogenannte TACK-Supergruppe eingeordnet (nach den ersten Buchstaben der Thaum-, Aig-, Cren- und Korarchaeota). Nach diesem Vorschlag wurden noch weitere Archaeen aus dem Umfeld der Crenarchaeota entdeckt:

Auch diese wurden die TACK-Supergruppe gestellt. Für die folgenden Taxa wurde eine eigene Supergruppe Asgard vorgeschlagen:

Für die damals bekannten Vertreter dieser beiden Supergruppen[5] wurde als umfassende taxonomische Einheit der Name Proteoarchaeota (auch Proteoarchaea)[6] vorgeschlagen. Damit umfassen die Proteoarchaeota die gesamten Supergruppen TACK und Asgard (implizit auch deren obige neue Mitglieder).

Eozyten-Hypothese[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nach der Eozyten-Hypothese sollen die Eukaryoten (Zellen mit komplexem Aufbau und Vielzeller wie Pflanzen, Pilze und Tiere, insbesondere auch der Mensch) aus den Crenarchaeota (alter Name Eozyten) hervorgegangen sein. Neuere Versionen dieser Annahme schlugen stattdessen zunächst andere Vertreter von TACK vor. Seit der Entdeckung von Vertretern von Asgard scheinen es diese zu sein, denen die Eukaryoten am nächsten stehen, wenn sie nicht gar aus diesen hervorgegangen sind.[7]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Brock: Biology of Microorganisms. 11. Edition. Prentice Hall, 2005, ISBN 0-13-144329-1.
  2. W. Zillig u. a.: The Sulfolobus-„Caldariellard“ group: Taxonomy on the basis of the structure of DNA-dependent RNA polymerases. In: Arch. Microbiol. 125(3) 1980, S. 259–269, doi:10.1007/BF00446886.
  3. I.A. Berg u. a.: Autotrophic carbon fixation in archaea. In: Nat Rev Microbiol. 8, 2010, PMID 20453874, S. 447–460, doi:10.1038/nrmicro2365.
  4. Céline Brochier-Armanet, Bastien Boussau, Simonetta Gribaldo, Patrick Forterre: Mesophilic crenarchaeota: Proposal for a third archaeal phylum, the Thaumarchaeota. In: Nature Reviews Microbiology. Band 6, Nr. 3, 2008, S. 245–252, doi:10.1038/nrmicro1852, PMID 18274537.
  5. NCBI taxonomy page on Archaea
  6. Petitjean, C., Deschamps, P., López-García, P., and Moreira, D.: Rooting the Domain archaea by phylogenomic analysis supports the foundation of the new kingdom proteoarchaeota.. In: Genome Biol. Evol.. 7, 2014, S. 191–204. doi:10.1093/gbe/evu274.
  7. Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka et al.: Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity, in: Nature 541, S. 353–358 vom 19. Januar 2017, doi:10.1038/nature21031.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]