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2025-10-03T16:19:36Z

neue Taxonomie der Archaeen

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{{Taxobox
| Taxon_WissName = ''Methylococcaceae''
| Taxon_Rang = Familie
| Taxon_Autor = [[Roger Whittenbury|Whittenbury]] & [[Noel R. Krieg|Krieg]] 1984
| Taxon2_WissName = Methylococcales
| Taxon2_Rang = Ordnung
| Taxon3_WissName = Gammaproteobacteria
| Taxon3_Rang = Klasse
| Taxon4_WissName = Proteobacteria
| Taxon4_Rang = Abteilung
| Taxon5_Name = Bakterien
| Taxon5_WissName = Bacteria
| Taxon5_Rang = Domäne
| Bild = Methylococcus capsulatus.png
| Bildbeschreibung = Mikroskopische Aufnahme von ''Methylococcus capsulatus''
}}

'''Methylococcaceae''' bilden eine Familie der [[Gammaproteobacteria]] und sind neben den [[Crenotrichaceae]] (bzw. [[Crenotrichaceae#Methylomonadaceae|Methylomonadaceae]] in der [[GTDB]]) ein Mitglied der Ordnung [[Methylococcales]]. Sie zählen zu den [[Methanotrophe|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 [[Treibhausgas]]es 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 [[Kokken|kokkenförmig]]. Teilweise treten Zellketten auf. Einige Arten bilden cystenförmige Körperchen als Ruhestadien.

== Stoffwechsel ==
Die Methylococcaceae zählen zu den methanotrophen Bakterien, eine Untergruppe der [[Methylotrophe Mikroben|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 [[Adenosintriphosphat|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|mini|hochkant=1.3|Phylogenetischer Baum der Gamma-MOB ([[Methan|Methan]]-[[oxidieren]]den [[Gammaproteobakterien]], d. h. [[Methylococcales|Methylococcales]]), sowie Häufigkeit dieser Bakterien und der [[NC10 (Taxon)|NC10-MOB]] (Methylomirabilota) im [[Stratifikation (Ökologie)|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|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 {{lang|en|[[List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature]] (LPSN)}} (Stand 28. August 2024):<ref name="LPSN"/>

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

=== Äußere Systematik ===
Systematik der Ordnung Methylococcales nach der {{lang|en|List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)}} (Stand 28. August 2024):<ref name="LPSN_ord"/>

[[Ordnung (Biologie)|Ordnung]] '''Methylococcales''' {{Person|Bowman}} 2005
* Familie [[Crenotrichaceae]] {{Person|[[Anton Hansgirg|Hansgirg]]}} 1888 (Approved Lists 1980) mit ''[[Crenothrix polyspora]]''
* Familie '''[[#Innere Systematik|Methylococcaceae]]''' {{Person|Whittenbury & Krieg}} 1984
* Familie [[Methylothermaceae]] {{Person|Hirayama}} ''et al.'' 2019
** Gattung ''[[Methylohalobius]]'' {{Person|Heyer}} ''et al.'' 2005
** Gattung ''[[Methylomarinovum]]'' {{Person|Hirayama}} ''et al.'' 2014
** Gattung ''[[Methylothermus]]'' {{Person|Hirayama}} ''et al.'' 2019 [„''Methylothermus''“ {{Person|Tsubota}} ''et al.'' 2005]
* ohne Familienzuordnung
** Gattung ''[[Methylotuvimicrobium]]'' {{Person|Orata}} ''et al.'' 2019
** Gattung „''Candidatus'' Methylumidiphilus“ corrig. {{Person|Rissanen}} ''et al.'' 2018 [„''Ca.'' Methyloumidiphilus“ {{Person|Rissanen}} ''et al.'' 2018]

Abweichende Taxonomien:

Auch mit Stand 28. August 2024 ist die Taxonomie der Ordnung noch in Diskussion. Die Systematik der {{lang|en|[[Genome Taxonomy Database]] (GTDB)}} weicht von der obigen in folgenden Punkten ab:<ref name="GTDB">[[GTDB]]: [https://gtdb.ecogenomic.org/tree?r=o__Methylococcales 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]]).

== {{Anker|Quellen}}Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="LPSN_ord">
[[LPSN]]: [https://lpsn.dsmz.de/order/methylococcales Order ''Methylococcales''] Bowman 2005.
</ref>
<ref name="LPSN">
[[LPSN]]: [https://lpsn.dsmz.de/family/methylococcaceae Family ''Methylococcaceae''] Whittenbury and Krieg 1984.
</ref>
<ref name="LPSN_Crenotrichaceae">
[[LPSN]]: [https://lpsn.dsmz.de/family/crenotrichaceae Family ''Crenotrichaceae''] Hansgirg 1888 (Approved Lists 1980).
</ref>

<ref name="Baxter">
{{Literatur |Autor=Nardia J. Baxter, Robert P. Hirt, Levente Bodrossy, Kornel L. Kovacs, Martin T. Embley, James I. Prosser, J. Colin Murrell |Titel=The ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase gene cluster of Methylococcus capsulatus (Bath) |Sammelwerk=Archives of Microbiology |Band=177 |Nummer=4 |Datum=2002-04 |ISSN=0302-8933 |DOI=10.1007/s00203-001-0387-x |Seiten=279–289 }}
</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. {{DOI|10.1515/hsz-2020-0200}} ({{enS}}).
</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}}, PMID 8801441, [[ResearchGate]]:[https://www.researchgate.net/publication/14402740 14402740] ({{enS}}).
</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]] ({{enS}}). Dazu:
* Tessa Koumoundouros: [https://www.sciencealert.com/underwater-labyrinth-hidden-beneath-mexico-contains-a-huge-swathe-of-life Underwater Labyrinth Hidden Beneath Mexico Contains a Huge Swathe of Life]. Auf: sciencealert vom 16. November 2023.
</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}} ({{enS}})
</ref>
</references>

== Literatur ==
* Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker: ''Brock – Mikrobiologie''. 11. Auflage. Pearson Studium, München 2006, ISBN 3-8274-0566-1
* George M. Garrity: ''Bergey's manual of systematic bacteriology''. 2. Auflage. Springer, New York, 2005, Volume 2: ''The Proteobacteria, Part B: The Gammaproteobacteria'' ({{enS}}).
* 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 ({{enS}}).
* 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 ({{enS}}).

== Weblinks ==
* [http://www.methanotroph.org/ Methanotrophs] (methanotroph.org)

[[Kategorie:Gammaproteobacteria]]
[[Kategorie:Gammaproteobakterien]]

Methylococcaceae - Versionsgeschichte

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