imported>Ernsts: /* Einleitung */ Phylum

2026-01-28T13:21:48Z

Einleitung: Phylum

Neue Seite

{{Alternatives Taxon}}
Unter der Bezeichnung '''Purpurbakterien''' werden heute alle obligat oder fakultativ [[phototroph]] lebenden [[Proteobakterien]] ([[Phylum]] Pseudomonadota) zusammengefasst. Sie bilden keine [[monophyletisch]]e Gruppe, sondern enthalten Vertreter aus den [[Klasse (Biologie)|Klassen]] der [[Alphaproteobacteria|Alpha-]], [[Betaproteobacteria|Beta-]] und [[Gammaproteobacteria]]. Ihre für die [[Photosynthese]] verwendeten [[Pigment (Biologie)|Pigmente]] ([[Bakteriochlorophyll]]e und [[Carotinoide]]) waren namengebend und verleihen den Purpurbakterien eine auffällige, meist rötliche bis rotbraune Färbung. Ältere Literatur dagegen verwendet die Bezeichnung „Purpurbakterien“ oft synonym für ''alle'' Proteobakterien. Dies ist heute nicht mehr üblich.

Die Purpurbakterien führen stets eine anoxygene [[Photosynthese]] aus, bei der im Gegensatz zur oxygenen Photosynthese von [[Cyanobakterien]] und Pflanzen kein Sauerstoff entsteht. Purpurbakterien sind meist sogar obligate [[Anaerob]]ier. Die Bakterien verfügen nur über ''ein'' [[Photosystem]]. Sie benötigen für die Photosynthese deshalb [[Elektronendonor]]en, deren [[Redoxpotential]] niedriger liegt als das von Wasser.

Man unterscheidet zwischen Schwefelpurpurbakterien (Thiorhodaceen) und Nichtschwefelpurpurbakterien (Athiorhodaceen).<ref>Günter Vogel, Hartmut Angermann; ''Taschenbuch der Biologie, Band II''; Jena 1971, S. 281.</ref> Die Purpurbakterien sind von den ebenfalls phototrophen [[Grüne Schwefelbakterien|Grünen Schwefelbakterien]], den [[thermophil]]en [[Grüne Nichtschwefelbakterien|Grünen Nichtschwefelbakterien]] und den [[Cyanobakterien]] (Blaugrünbakterien, auch „Blaualgen“ genannt) zu unterscheiden.

== Schwefelpurpurbakterien ==
[[Datei:purp d winogradsky.jpg|mini|Schwefelpurpurbakterien angereichert in einer [[Winogradsky-Säule]]]]

Die '''Schwefelpurpurbakterien''' werden aus den zwei Familien [[Ectothiorhodospiraceae]] und [[Chromatiaceae]] (beide in der [[Ordnung (Biologie)|Ordnung]] [[Chromatiales]]) gebildet. Sie verwenden [[Schwefelwasserstoff]] (H2S) bzw. [[Sulfid]]-Ionen (S2−) an Stelle von Wasser (H2O) als [[Stoff- und Energiewechsel#Art der Energiequelle: Phototrophie, Chemotrophie|Elektronendonator]] für die [[Reduktion (Chemie)|Reduktion]] von CO2, weshalb auch kein Sauerstoff freigesetzt wird. Bei der Oxidation von Sulfid entsteht stattdessen elementarer Schwefel, den die Bakterien in Form von Schwefelkugeln im Zellinneren, im [[Periplasmatischer Raum|periplasmatischen Raum]] oder im Außenmedium (extrazellulär) ablagern. Vertreter der Ectothiorhodospiraceae lagern die Schwefelkugeln stets extrazellulär, die dazugehörige Gattung ''Thiorhodospira'' allerdings sowohl intra- als auch extrazellulär ab.

Der gespeicherte Schwefel kann bei H2S-Mangel von den meisten Arten weiter zu Sulfat oxidiert werden. Viele Schwefelpurpurbakterien nutzen neben Sulfid oder elementarem Schwefel auch [[Thiosulfat]] oder [[Wasserstoff]] als Elektronendonator für die Photosynthese. Man findet diese Bakterien in sauerstoffarmen Gewässern oder sauerstoffarmen Wasserschichten von Seen, aber auch in Schwefelquellen. Bei optimaler H2S-Konzentration und Lichtintensität in bestimmten Wasserschichten oder am Boden flacher Gewässer können Schwefelpurpurbakterien zur „Blüte“ kommen und große Zelldichten erreichen. Viele Arten besitzen intrazelluläre Gas[[Vesikel (Biologie)|vesikel]], mit deren Hilfe sie sich ohne größeren Energieaufwand in den für sie optimalen Wasserschichten aufhalten können. Einige Arten sind extrem [[halophil]] und verleihen neben einigen [[Archaeen]] Salz- und [[Natronsee]]n die auffällige rötliche Farbe.

Schwefelpurpurbakterien können auch in [[meromiktisches Gewässer|meromiktischen Seen]] (Seen ohne Durchmischung) in der Übergangszone zwischen der oberen aeroben und der unteren anaeroben Schicht existieren, was in einer 2021 veröffentlichten Studie am Beispiel des [[Lago Cadagno]] im [[Tessin]] nachgewiesen wurde. Die Verhältnisse dort stellen nach Ansicht der Autoren ein Modell für ozeanische Verhältnisse zur Zeit des [[Proterozoikum]]s dar.<ref> Miriam Philippi, Katharina Kitzinger ''et al.'': [https://www.nature.com/articles/s41467-021-25000-z Purple sulfur bacteria fix N2 via molybdenum-nitrogenase in a low molybdenum Proterozoic ocean analogue], in: [[Nature]] Communications, 6. August 2021, [[doi:10.1038/s41467-021-25000-z]]. Dazu: [https://scitechdaily.com/nitrogen-inputs-in-the-ancient-ocean-underappreciated-bacteria-step-into-the-spotlight/ Nitrogen Inputs in the Ancient Ocean: Underappreciated Bacteria Step Into the Spotlight], auf: SciTechDaily vom 6. August 2021, Quelle: [[Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie|MPI für Marine Mikrobiologie]], Bremen.</ref>

Gattungen der Schwefelpurpurbakterien [[#Gattungen der Schwefelpurpurbakterien|siehe unten]].

== Nichtschwefelpurpurbakterien ==

Die '''Nichtschwefelpurpurbakterien''' sind physiologisch sehr vielfältig. Sie gehören stets den [[Alphaproteobacteria|Alpha-]] oder [[Betaproteobacteria]] an und sind in der Lage, Photosynthese mit verschiedenen – darunter auch organischen – Verbindungen als Elektronendonoren zu betreiben. Man findet hier den ungewöhnlichen Stoffwechseltyp der [[Stoff- und Energiewechsel|Photoheterotrophie]]. Anders als ihr Name vermuten lässt, können viele Arten aber auch Sulfid – also eine Schwefelverbindung – als Elektronendonor für die Photosynthese verwenden. Die Fähigkeit der phototrophen Sulfidoxidation wurde lange Zeit übersehen, weil bereits geringe Sulfidkonzentrationen (< 1 mM) für die Bakterien toxisch sind. Manche Vertreter sind in der Lage, bei Lichtmangel durch [[Atmung]] oder auch [[Gärung]] zu wachsen. Die meisten Nichtschwefelpurpurbakterien können [[Stickstofffixierung|Stickstoff fixieren]].

Gattungen der Nichtschwefelpurpurbakterien [[#Gattungen der Nichtschwefelpurpurbakterien|siehe unten]].

== Gattungen ==
=== Gattungen der Schwefelpurpurbakterien ===

Gattungen und einige der zurzeit beschriebenen Arten der '''Schwefelpurpurbakterien''' (alle gehören zu den [[Gammaproteobacteria]]):

{| class="wikitable centered"
|- class="hintergrundfarbe6"
! Gattung !! Arten !! Morphologie
|-
| ''Allochromatium'' || ''Allochromatium vinosum'', ''Allochromatium minutissimum'', ''Allochromatium warmingii'' || kurze oder lange Stäbchen, polar begeißelt
|-
| ''Amoebobacter'' || ''Amoebobacter purpureus'' || nicht aktiv sich bewegende, unregelmäßig geformte Kokken bis kurze Stäbchen, Gasvesikel
|-
| ''Chromatium'' || ''Chromatium okenii'', ''Chromatium weissei'' || kurze oder lange Stäbchen, polar begeißelt
|-
| ''Ectothiorhodospira''{{FN|*1}} || ''Ectothiorhodospira shaposhnikovii'', ''Ectothiorhodospira mobilis'', ''Ectothiorhodospira marina'', ''Ectothiorhodospira haloalkaliphila'' || polar Flagellum|begeißelte, wendelförmige Bakterien (Spirillen), lagern Schwefel ''außerhalb'' der Zelle ab
|-
| ''Halochromatium'' || ''Halochromatium salexigens'', ''Halochromatium glycolicum'' || extrem halophil, kurze oder lange Stäbchen, polar begeißelt
|-
|''Halorhodospira''{{FN|*1}} || ''Halorhodospira neutrophila'', ''Halorhodospira halophila'', ''Halorhodospira halochloris'' || extrem halophile Spirillen, lagern Schwefel ''außerhalb'' der Zelle ab
|-
| ''Isochromatium'' || ''Isochromatium buderi'' || kurze oder lange Stäbchen, polar begeißelt
|-
| ''Lamprobacter'' || ''Lamprobacter modestohalophilus'' || Stäbchen, Gasvesikel
|-
| ''Protococcus'' || ''Protococcus roseopersicina'' || veraltet (wg. Doppelvergabe):<ref>NCBI: [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?srchmode=1&name=Lamprocystis Lamprocystis] (genera)</ref> ''Lamprocystis''; Kokken, kurze Stäbchen, polar, monotrich begeißelt, Gasvesikel
|-
| ''Marichromatium'' || ''Marichromatium gracile'', ''Marichromatium purpuratum'' || kurze oder lange Stäbchen, polar begeißelt
|-
| ''Rhabdochromatium'' || ''Rhabdochromatium marinum'' || kurze oder lange Stäbchen, polar begeißelt
|-
| ''Thermochromatium'' || ''Thermochromatium tepidum'' || kurze oder lange Stäbchen, polar begeißelt
|-
| ''Thiocapsa'' || ''Thiocapsa roseopersicina'', ''Thiocapsa rosea'', ''Thiocapsa pendens'' || Kokken, ohne aktive Bewegung
|-
| ''Thiococcus'' || ''Thiococcus pfennigii'' || Kokken
|-
| ''Thiocystis'' || ''Thiocycstis gelatinosa'', ''Thiocycstis minor'', ''Thiocycstis violacea'', ''Thiocycstis violascens'' || Kokken, polar begeißelt
|-
| ''Thiodictyon'' || ''Thiodictyon elegans'', ''Thiodictyon bacillosum'' || nicht aktiv sich bewegende Stäbchen mit Gasvesikeln, bilden auf Oberflächen ein netzartige Kolonien
|-
| ''Thiohalocapsa'' || ''Thiohalocapsa halophila'' || Kokken
|-
| ''Thiolamprovum'' || ''Thiolamprovum pedioforme'' || unregelmäßige, zusammenhängende Kokken, Gasvesikel
|-
| ''Thiopedia'' || ''Thiopedia rosea'' || Kokken, ohne aktive Bewegung, Gasvesikel
|-
| ''Thiorhodococcus'' || ''Thiorhodococcus minor'' || Kokken
|-
| ''Thiorhodovibrio'' || ''Thiorhodovibrio winogradskyi'' || Spirillen
|-
| ''Thiospirillum'' || ''Thiospirillum jenense'' || Spirillen, polar begeißelt
|}
____
{{FNZ|*1|Diese Vertreter gehören der Familie [[Ectothiorhodospiraceae]] an,     die große Mehrheit der anderen Gattungen gehört zur Familie [[Chromatiaceae]].}}

=== Gattungen der Nichtschwefelpurpurbakterien ===
Die Gattungen der '''Nichtschwefelpurpurbakterien''' gehören zu den Alpha- oder Betaproteobacteria:
* [[Alphaproteobacteria]]
:{| class="wikitable "
|- class="hintergrundfarbe6"
! Gattung !! Arten !! Morphologie
|-
|''[[Rhodobacteraceae|Rhodobacter]]'' || ''Rhodobacter capsulatus'' || polar begeißelte Stäbchen, Teilung durch binäre Spaltung, auch Knospung kommt bei verschiedenen Arten vor
|-
|''[[Hyphomicrobiaceae|Rhodomicrobium]]'' || ''Rhodomicrobium vannielii'' || oval, Dicke 1,0–1,2 µm, [[peritrich]] begeißelt, bildet etwa 0,2 µm dicke Zellfäden, Vermehrung durch Knospung an den Enden der Zellfäden
|-
|''[[Acetobacteraceae|Rhodopila]]'' || ''Rhodopila globiformis'' || Kokken, [[Acidophilie (Ökologie)|acidophil]]
|-
|''[[Rhodopseudomonas]]'' || ''Rhodopseudomonas palustris'' || [[Flagellum#Die Flagellen der Prokaryoten|begeißelte]] Stäbchen, Teilung durch [[Knospung]]
|-
|''[[Rhodoplanes]]'' || ''Rhodoplanes roseus'' || [[Flagellum#Die Flagellen der Prokaryoten|begeißelte]] Stäbchen, Teilung durch [[Knospung]]
|-
|''[[Rhizobiales|Rhodobium]]'' || ''Rhodobium orientis'' || [[Flagellum#Die Flagellen der Prokaryoten|begeißelte]] Stäbchen, Teilung durch [[Knospung]]
|-
|''[[Rhodospirillaceae|Rhodospirillum]]'' || ''Rhodospirillum rubrum'' || polar [[Flagellum#Die Flagellen der Prokaryoten|begeißelte]] Spirillen
|-
|''[[Rhodospirillaceae|Rhodovibrio]]''|| ''Rhodovibrio salinarum''|| polar [[Flagellum#Die Flagellen der Prokaryoten|begeißelte]] Spirillen
|-
|''[[Rhodothalassium]]''|| ''Rhodothalassium salexigens''|| polar [[Flagellum#Die Flagellen der Prokaryoten|begeißelte]] Spirillen
|-
|''[[Rhodospirillaceae|Roseospira]]''|| ''Roseospira mediosalina''|| polar [[Flagellum#Die Flagellen der Prokaryoten|begeißelte]] Spirillen
|-
|''[[Rhodospirillaceae|Rhodospira]]''|| ''Rhodospira trueperi''|| polar [[Flagellum#Die Flagellen der Prokaryoten|begeißelte]] Spirillen
|-
|''[[Roseobacteraceae|Rhodovulum]]''|| ''Rhodovulum adriaticum''|| ei- bis stäbchenförmig
|}
* [[Betaproteobacteria]]
:{| class="wikitable "
|- class="hintergrundfarbe6"
! Gattung !! Arten !! Morphologie
|-
|''[[Rhodocyclaceae|Rhodocyclus]]'' || ''Rhodocyclus purpureus'' || gekrümmt, 2 Zellen bilden einen Ring, auch Spirillen-förmige Zellaggregate kommen vor
|-
|''[[Comamonadaceae|Rhodoferax]]'' || ''[[Rhodoferax saidenbachensis]]'' || gekrümmte Stäbchen
|-
|''[[Comamonadaceae|Rubrivivax]]'' || ''[[Rubrivivax benzoatilyticus]]'', ''[[Rubrivivax gelatinosus]]'' || gekrümmte Stäbchen
|}

== Siehe auch ==
* [[Lichtsammelkomplex]]
* [[Antennenpigment]]
* [[Phototrophie]]

== Weblinks ==
* [https://www.n-tv.de/wissen/Naturschauspiel-Teich-in-Sibbesse-verfaerbt-sich-purpur-article23838791.html Seltenes Naturschauspiel: Niedersächsischer Teich verfärbt sich purpur]. Nachricht auf n-tv.de, Stand: 13. Januar 2023.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Bakteriologie]]
[[Kategorie:Alternatives Taxon (Bakterium)]]

Purpurbakterien - Versionsgeschichte

imported>Ernsts: /* Einleitung */ Phylum