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Methylococcaceae

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

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Veraltete systematische Gruppe

Das hier behandelte Taxon ist nicht Teil der in der deutschsprachigen Wikipedia dargestellten Systematik. Näheres hierzu findet sich im Artikeltext.

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Zeitliches Auftreten

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Fundorte

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Systematik
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Methylococcaceae bilden eine Familie der Gammaproteobacteria und sind neben den Crenotrichaceae (bzw. Methylomonadaceae in der GTDB) ein Mitglied der Ordnung Methylococcales. Sie zählen zu den methanotrophen Bakterien, sie sind in der Lage mit Methan als einzige Kohlenstoffquelle für den Aufbau der Zellsubstanz (Assimilation) und zum Energiegewinn zu wachsen. Durch die Verwertung des Treibhausgases Methan sind sie ökologisch sehr wichtig. Der Entzug von Methan aus der Atmosphäre durch den Stoffwechsel dieser Bakterien hat einen mildernden Effekt auf die Klimaerwärmung.<ref name="Hakobyan" />

Diese Ordnung bzw. Familie von methanotrophen Bakterien ist zu unterscheiden von den Methanococcales respektive Methanococcaceae, Methanbildner unter den Archaeen (Phylum Methanobacteriota, früher „Euryarchaeota“).

Merkmale

Die Zellen der Arten der Methylococcaceae sind stäbchen- oder kokkenförmig. Teilweise treten Zellketten auf. Einige Arten bilden cystenförmige Körperchen als Ruhestadien.

Stoffwechsel

Die Methylococcaceae zählen zu den methanotrophen Bakterien, eine Untergruppe der methylotrophen Bakterien. Methylotrophe sind in der Lage, Verbindungen, die keine C–C-Bindungen aufweisen, zu verwerten. In diesen Molekülen ist entweder nur ein Kohlenstoffatom (wie z. B. Methanol, und Formiat) enthalten oder kein Kohlenstoffatom direkt mit einem anderen verbunden. Zu diesen Verbindungen zählen z. B. Trimethylamin, Methylamin und Dimethylamin.<ref name="Böden" /><ref name="Hanson" /> Die methanotrophen Bakterien können außerdem noch Methan nutzen. Hierzu dient das Enzym Methan-Monooxygenase (MMO), welches bei den Methylotrophen nicht vorhanden ist. Mit Hilfe des Enzyms MMO wird Methan zu Methanol oxidiert. Methanol wird dann weiter genutzt und die dabei gewonnene Energie auf die Atmungskette übertragen und ATP erzeugt. Einige Bakterienarten, wie z. B. Arten der Gattungen Methylobacter, Methylococcus und Methylosphaera sind zusätzlich in der Lage Stickstoff zu fixieren.

Stellung innerhalb der Methylotrophen

Die methanotrophen Bakterien werden aufgrund von verschiedenen Merkmalen, wie Zellaufbau und Stoffwechsel in drei Gruppen, Gruppe I, II und X unterteilt. Die Methylococcaceae zählen zu der Gruppe I. Sie nutzen Einkohlenstoffverbindungen im Stoffwechsel mit Hilfe des Ribulosemonophosphatweg. Im Stoffwechsel der Gruppe II wird Kohlenstoff über den Serinweg fixiert. Arten der Familie Methylocystaceae zählen z. B. zu dieser Gruppe. Weiteres Unterscheidungsmerkmal ist die Form der inneren Membranen. In der Gruppe I sind sie in Stapeln angeordnet, in Typ II verlaufen sie hingegen parallel zur äußeren Zellmembran. Die Gruppe X ist wiederum eine Untergruppe der Gruppe I. Die Besonderheit bei diesen Bakterien ist die Fähigkeit neben Methan auch CO2 zu fixieren. Hierzu zählen die Gattungen Methylococcus und Methylocaldum.

Methylococcus capsulatus ist ein ungewöhnlicher Methanotropher vom Typ I, da es Formaldehyd über den Ribulosemonophosphatweg bildet, aber auch einige Enzyme des Serinweg besitzt, welcher typisch für Arten der Familie Methylocystaceae ist. Die DNA dieser Art hat einen relativ hohen GC-Gehalt, der eher für Methanotrophe vom Typ II charakteristisch ist.<ref name="Baxter" /> Fakultativ methylotrophe Bakterien sind nicht auf Einkohlenstoffverbindungen angewiesen, können sie aber zusätzlich nutzen, wie z. B. verschiedene Arten von Arthrobacter, Pseudomonas, Micrococcus und Bacillus.

Systematik

Datei:41467 2024 49602 Fig5bc.jpg
Phylogenetischer Baum der Gamma-MOB (Me­than-oxidierenden Gammaproteobakterien, d. h. Me­thylo­coccales), sowie Häufigkeit dieser Bakterien und der NC10-MOB (Methylo­mirabilota) im ge­schich­teten Zugersee, abhängig von der Tiefe (nach Sina Schorn et al., 2024).

Die Familie Methylococcaceae zählt zu der Ordnung Methylococcales der Gammaproteobacteria. Das Bakterium Crenothrix polyspora (auch unter dem Namen Brunnenfaden bekannt) ist ebenfalls in der Lage Methan zu oxidieren. Analysen seiner 16S rRNA-Sequenz zeigen die hohe Verwandtschaft mit der Art Methylobacter psychrophilus.<ref name="Stoecker" /> Die Gattung Crenothrix wird daher in der ebenfalls zu der Ordnung Methylococcales zählenden Familie Crenotrichaceae geführt.<ref name="LPSN_Crenotrichaceae"/>

Innere Systematik

Es folgt eine Liste von Gattungen der Methylococcaceae nach der {{#invoke:Vorlage:lang|flat}} (Stand 28. August 2024):<ref name="LPSN"/>

Familie Methylococcaceae <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Whittenbury & Krieg{{#if:| {{{5}}}|}} 1984

  • Gattung „Candidatus Methanofishera“ <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Russell{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2020
  • Gattung Methylicorpusculum <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Saidi-Mehrabad{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2020
  • Gattung Methylobacter <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Bowman{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 1993
  • Gattung Methylocaldum <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Bodrossy{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 1998
  • Gattung „Candidatus Methylocalor“ <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Liu{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2024
  • Gattung Methylococcus <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Foster & Davis{{#if:| {{{5}}}|}} 1966
  • Gattung Methylocucumis <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Pandit & Rahalkar{{#if:| {{{5}}}|}} 2019 [„Ca. Methylocucumis“ <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Pandit{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2018]
  • Gattung Methylogaea <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Geymonat{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2011
  • Gattung Methyloglobulus <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Deutzmann{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2015
  • Gattung „Methylolobus<templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Rahalkar{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2020 [„Methylotetracoccus<templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Ghashghavi{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2019]
  • Gattung Methylomagnum <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Khalifa{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2015
  • Gattung Methylomarinum <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Hirayama{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2013
  • Gattung Methylomicrobium <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Bowman{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 1995
  • Gattung Methylomonas (ex <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Leadbetter{{#if:| {{{5}}}|}} 1974) <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Whittenbury & Krieg{{#if:| {{{5}}}|}} 1984
  • Gattung Methyloparacoccus <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Hoefman{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2014<ref name="Osburn2023"/>
  • Gattung Methyloprofundus <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Tavormina{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2015
  • Gattung Methylosarcina <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Wise{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2001
  • Gattung Methylosoma <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Rahalkar{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2007
  • Gattung Methylosphaera <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Bowman{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 1998
  • Gattung „Candidatus Methylospira“ <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Danilova{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2016
  • Gattung Methyloterricola <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Frindte{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2017
  • Gattung „Methylovarius<templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Romanovskaya{{#if:| {{{5}}}|}} 1984
  • Gattung Methylovulum <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Iguchi{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2011

Äußere Systematik

Systematik der Ordnung Methylococcales nach der {{#invoke:Vorlage:lang|flat}} (Stand 28. August 2024):<ref name="LPSN_ord"/>

Ordnung Methylococcales <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Bowman{{#if:| {{{5}}}|}} 2005

  • Familie Crenotrichaceae <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Hansgirg{{#if:| {{{5}}}|}} 1888 (Approved Lists 1980) mit Crenothrix polyspora
  • Familie Methylococcaceae <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Whittenbury & Krieg{{#if:| {{{5}}}|}} 1984
  • Familie Methylothermaceae <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Hirayama{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2019
    • Gattung Methylohalobius <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Heyer{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2005
    • Gattung Methylomarinovum <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Hirayama{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2014
    • Gattung Methylothermus <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Hirayama{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2019 [„Methylothermus<templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Tsubota{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2005]
  • ohne Familienzuordnung
    • Gattung Methylotuvimicrobium <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Orata{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2019
    • Gattung „Candidatus Methylumidiphilus“ corrig. <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Rissanen{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2018 [„Ca. Methyloumidiphilus“ <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Rissanen{{#if:| {{{5}}}|}} et al. 2018]

Abweichende Taxonomien:

Auch mit Stand 28. August 2024 ist die Taxonomie der Ordnung noch in Diskussion. Die Systematik der {{#invoke:Vorlage:lang|flat}} weicht von der obigen in folgenden Punkten ab:<ref name="GTDB">GTDB: Methylococcales.</ref>

  • Die Gattung Methylumidiphilus gehört dort zur Familie Methylococcaceae
  • Die Gattungen Methylomonas, Methylicorpusculum, Methylobacter, Methyloglobulus, Methylomarinum, Methylomicrobium, Methyloprofundus, Methylosarcina und Methylovulum – nach der LPSN alle den Methylococcaceae zugehörig – bilden zusammen mit Crenothrix und Methylotuvimicrobium eine Familie Methylomonadaceae (die offenbar die Crenotrichaceae einschließt).
  • Zur Ordnung Methylococcales gehört dort noch die Familie Cycloclasticaceae mit der Gattung Cycloclasticus (in der LPSN zur Familie Piscirickettsiaceae der Ordnung Beggiatoales).

{{#invoke:Vorlage:Anker|f |errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Anker |errHide=1}}Einzelnachweise

<references> <ref name="LPSN_ord"> LPSN: Order Methylococcales Bowman 2005. </ref> <ref name="LPSN"> LPSN: Family Methylococcaceae Whittenbury and Krieg 1984. </ref> <ref name="LPSN_Crenotrichaceae"> LPSN: Family Crenotrichaceae Hansgirg 1888 (Approved Lists 1980). </ref> <ref name="Baxter"> {{#invoke:Vorlage:Literatur|f}} </ref> <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; doi:10.1007/978-3-642-00824-5. </ref> <ref name="Hakobyan"> Anna Hakobyan, Werner Liesack: Unexpected metabolic versatility among type II methanotrophs in the Alphaproteobacteria In: Biological Chemistry, 2020; Band 401, 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}} ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}). </ref> <ref name="Hanson"> R. S. H. Hanson, Thomas E. Hanson: Methanotrophic bacteria. In: Microbiol Rev, Band 60, Nr. 2, Juni 1996, S. 439–471; doi:10.1128/mr.60.2.439-471.1996, }} PMC 239451 (freier Volltext{{#if:|, PDF}}), PMID 8801441, ResearchGate:14402740 ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}). </ref> <ref name="Osburn2023"> Magdalena R. Osburn, Matthew J. Selensky, Patricia A. Beddows, Andrew Jacobson, Karyn DeFranco, Gonzalo Merediz-Alonso: Microbial biogeography of the eastern Yucatán carbonate aquifer. In: Applied and Environmental Microbiology., Band 89, Nr. 11, 2. November 2023; doi:10.1128/aem.01682-23 ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}). Dazu:

</ref> <ref name="Stoecker"> K. Stoecker et al (2006): Cohn’s Crenothrix is a filamentous methane oxidizer with an unusual methane monooxygenase In: Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS), Band 103, Nr. 7, S. 2363–2367; PMID 16452171, }} PMC 1413686 (freier Volltext{{#if:|, PDF}}) ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}) </ref> </references>

Literatur

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  • George M. Garrity: Bergey's manual of systematic bacteriology. 2. Auflage. Springer, New York, 2005, Volume 2: The Proteobacteria, Part B: The Gammaproteobacteria ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}).
  • Martin Dworkin, Stanley Falkow, Eugene Rosenberg, Karl-Heinz Schleifer, Erko Stackebrandt (Hrsg.) The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria. 7 Bände, 3. Auflage, Springer-Verlag, New York u. a. O., 2006, ISBN 0-387-30740-0. Band 2: Ecophysiology and Biochemistry, ISBN 0-387-25492-7 ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}).
  • Yongcui Deng, Chulin Liang, Xiaomeng Zhu, Xinshu Zhu, Lei Chen, Hongan Pan, Fan Xun, Ye Tao, Peng Xing: &x200B;Methylomonadaceae was the active and dominant methanotroph in Tibet lake sediments. In: Oxford Academic: ISME Communications, Band 4, Nr. 1, 4. März 2024, ycae032; doi:10.1093/ismeco/ycae032, Epub 3. Januar 2024 ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}).

Weblinks