Beijerinckiaceae

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Die Beijerinckiaceae sind eine Familie von Bakterien. Der Name bezieht sich auf den holländischen Mikrobiologen Martinus Willem Beijerinck (1851–1931). Die Beijerinckiaceae zählen zu der Gruppe der Pseudomonadota (früher Proteobacteria genannt). Viele Arten der Familie sind methanotroph, d. h. sie können für den Stoffwechsel und das Wachstum Methan nutzen. Dies stellt in Böden eine wichtige biologische Senke für atmosphärisches Methan dar. Sie fixieren Methan, bilden daraus andere chemische Verbindungen und entziehen somit das Methan der Atmosphäre.<ref name="Candidatus" /> Der Entzug von Methan aus der Atmosphäre durch den Stoffwechsel dieser Bakterien hat einen mildernden Effekt auf die Klimaerwärmung.<ref name="Hakobyan" />

Erscheinungsbild

Die Zellen der verschiedenen Arten der Beijerinckiaceae sind entweder Kokken oder stäbchenförmig. Methylocapsa aurea zeigt gekrümmte Stäbchen. Methyloferula und Methylorosula bilden stäbchenförmige Zellen, bei Methylovirgula handelt es sich um dünne Stäbchen, die Zellen können in Rosetten auftreten oder Anhäufungen (Cluster) bilden. Die Zellen von Beijerinckia sind gerade oder leicht gekrümmte Stäbchen mit abgerundeten Enden.<ref name="The Prokaryotes" />

Der Gramtest fällt, wie für die Proteobakterien typisch, negativ aus. Das Genom von Methylocella silvestris wurde vollständig sequenziert.

Stoffwechsel und Wachstum

Alle Vertreter der Beijerinckiaceae sind chemo-organotroph oder methanotroph und aerob.

In dieser Gruppe sind, was den Stoffwechsel angeht, sehr verschiedene Arten zusammengefasst. So sind Beijerinckia und Methylocella Stickstofffixierer, sie besitzen die Fähigkeit, elementaren, molekularen Stickstoff (N₂) zu binden, indem sie ihn zu Ammoniak (NH₃) bzw. Ammonium (NH₄⁺) reduzieren und damit dem biologischen Stoffwechsel verfügbar machen. Man spricht hierbei von der Stickstofffixierung.

Es sind auch methylotrophe und methanotrophe Bakterien in der Gruppe enthalten. Methanotrophe Bakterien können Methan und Methanol als einzige Kohlenstoffquelle für den Aufbau der Zellsubstanz (Assimilation) und zum Energiegewinn zu nutzen.<ref name="Böden" /><ref name="Hanson" /> Methylotrophe Bakterien könne auch Verbindungen mit mehreren Kohlenstoffatomen nutzen, bei denen kein Kohlenstoffatom direkt mit einem anderen verbunden ist. So ist z. B. die Gattung Methylocella fakultativ methanotroph, bei Methylocapsa sind fakultativ und obligat methanotrophe Arten vorhanden. Die Gattung Methylorosula ist fakultativ methylotroph.<ref name="The Prokaryotes" />

Charakteristisch für die meisten Mitglieder der Familie sind große Einschlusskörper von Poly-β-Hydroxybuttersäure. Oft sind an beiden Enden der meist stäbchen- bis birnenförmigen Zellen jeweils einer dieser Einschlüsse vorhanden.

Ökologie

Die Gattung Beijerinckia gedeiht gut in sauren Böden, wurde aber auch in neutralen und leicht alkalischen Böden gefunden. Sie kommt vor allem in tropischen Böden vor. Andere Funde stammen z. B. aus Idaho (Snake River Plain, 44° nördlicher Breite), in British Columbia (Kanada, 50° nördlicher Breite) und ein Fund stammt von permanent kalten arktischen Böden in der Arktis (75° nördlicher Breite).<ref name="The Prokaryotes" /> "Candidatus Methylaffinis lahnbergensis" kommt oft in unterirdischen und auch vulkanischen Biofilmen vor. Dies weist auf eine möglicherweise wichtige Rolle dieser Umgebungen als biologische Senke für Methan hin.<ref name="Candidatus" /> Der Begriff Candidatus steht für eine noch nicht im Labor kultivierte Art.

Systematik

Die Familie Beijerinckiaceae wird der Ordnung Hyphomicrobiales zugeordnet. Sie zählt zu der Abteilung der Pseudomonadota.

Es folgt eine Liste einiger Gattungen der Beijerinckiaceae (Stand Februar 2023):<ref name="Euzéby" />

Beijerinckia <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Derx 1950{{#if:| {{{5}}}|}}
"Candidatus Methylaffinis lahnbergensis" <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}corrig. Pratscher et al. 2018{{#if:| {{{5}}}|}}
Methylocapsa <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Dedysh et al. 2002{{#if:| {{{5}}}|}}
Methylocella <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Dedysh et al. 2000{{#if:| {{{5}}}|}}
Methyloferula <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Vorobev et al. 2011{{#if:| {{{5}}}|}}
Methylorosula <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Berestovskaya et al. 2012{{#if:| {{{5}}}|}}
Methylovirgula <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Vorob'ev et al. 2009{{#if:| {{{5}}}|}}
Pseudochelatococcus <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Kämpfer et al. 2015{{#if:| {{{5}}}|}}
Qingshengfania <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Zhang et al. 2015{{#if:| {{{5}}}|}}

Die früher hier geführten Gattungen Camelimonas <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Kämpfer et al. 2010 {{#if:| {{{5}}}|}} und Chelatococcus <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Auling et al. 1993{{#if:| {{{5}}}|}} wurden zu der im Jahre 2016 neu aufgestellten Familie Chelatococcaceae gestellt.

Weblinks

Vorlage:Wikispecies

Quellen

<references> <ref name="Böden"> Johannes C. G. Ottow: Mikrobiologie von Böden: Biodiversität, Ökophysiologie und Metagenomik, Springer Verlag, Heidelberg New York 2011, ISBN 3-642-00823-2. </ref>

<ref name="Hakobyan">Anna Hakobyan and Werner Liesack: Unexpected metabolic versatility among type II methanotrophs in the Alphaproteobacteria In: Biological Chemistry, 2020; Band 401, Ausgabe, S. 1469–1477. {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}</ref>

<ref name="Hanson"> Hanson RS, Hanson TE (1996) Methanotrophic bacteria. Microbiol Rev 60: 439–471 </ref>

<ref name="Euzéby"> J.P. Euzéby: List of Prokaryotic Names with Standing in Nomenclature Beijerinckiaceae. Stand 23. Februar 2023. </ref>

<ref name="The Prokaryotes"> Eugene Rosenberg, Edward F. DeLong, Stephen Lory, Erko Stackebrandt und Fabiano Thompson: The Prokaryotes. Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria ISBN 978-3-642-30197-1 </ref>

<ref name="Candidatus"> Unravelling the Identity, Metabolic Potential and Global Biogeography of the Atmospheric Methane-Oxidizing Upland Soil Cluster alpha. In: Environmental Microbiology (2018), Band 20, S. 1016–1029 </ref> </references>

Literatur

George M. Garrity (Hrsg.): Bergey's manual of systematic bacteriology. Band 2: The Proteobacteria. Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria. 2. Auflage. Springer, New York NY u. a. 2005, ISBN 0-387-24145-0.
Eugene Rosenberg, Edward F. DeLong, Stephen Lory, Erko Stackebrandt und Fabiano Thompson: The Prokaryotes. Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria ISBN 978-3-642-30197-1