Thermoproteota

Thermoproteota
Datei:RT8-4.jpg Sulfolobus tengchongensis, Phylum Thermoproteota („Crenarchaeota“), Klasse Thermoprotei, Ordnung Sulfolobales, infiziert mit dem „Sulfolobus-Virus STSV1“ (Familie Bicaudaviridae). Maßstab: 1 μm.
Systematik
Klassifikation: Lebewesen Domäne: Archaeen (Archaea) Supergruppe: „Proteoarchaeota“ Reich: TACK-Superphylum (Thermoproteati) Stamm: Thermoproteota
Wissenschaftlicher Name
Thermoproteota
Garrity & Holt 2021

Die Thermoproteota (früher auch „Crenarchaeota“ genannt, ursprünglich „Eozyten“ oder wissenschaftlich „Eocyta“) sind ein Phylum (Stamm bzw. Abteilung) einzelliger Lebewesen aus der Domäne der Archaeen (Archaea). Früher wurden die Thermoproteota ausschließlich für Extremophile gehalten (d. h. entweder (extrem) thermophil bzw. thermoacidophil oder psychrophil), jedoch zeigten weitere Untersuchungen, dass die Thermoproteota zu den häufigsten Archaeen im Meer gehören.<ref name="Brock2005"/> Diese Gruppe wird als mesophile, „marine Gruppe I“ bezeichnet.

Eigenschaften

Innerhalb der Thermoproteota 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 bzw. Kryophilen sind jedoch erst vereinzelt unter Laborbedingungen kultiviert worden. Eine andere Gruppe innerhalb der Thermoproteota 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 Thermoproteota wie z. B. Sulfolobus acidocaldarius tolerieren auch hohe Säurekonzentrationen (pH-Werte von 1–2) und sind damit thermoacidophil.

Einer der am besten charakterisierten Organismen der Thermoproteota ist Sulfolobus solfataricus (heute in eine andere Gattung transferiert, nun Saccharolobus solfataricus). Ursprünglich wurde dieser Organismus aus schwefelhaltigen heißen Quellen in Italien isoliert und wächst bei 80 °C und einem pH-Wert von 2–4.<ref name="Zillig1980"/>

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).<ref name="Berg2010"/>

Eine Reihe von Viren parasitiert Vertreter der Thermoproteota (oder ist zumindest mit diesen assoziiert), darunter zwei Familien der Ligamenvirales (Rudiviridae und Lipothrixviridae) und zwei Familien der Juravirales (Yangangviridae und Yanlukaviridae).

Etymologie

• Der Name Thermoproteota leitet sich ab von der Typusgattung Thermoproteus und damit von und dem griechischen Meeresgott , der – nach der Mythologie – verschiedene Formen annehmen konnte. Die Endung ‚-ota‘ kennzeichnet Stämme (Abteilungen bzw. Phyla).

• Die alte Bezeichnung „Crenarchaeota“ stammt von oder ‚Quelle‘, der Mittelteil verweist auf Archaeen, die Endung wieder auf ein Phylum: Es ist also ein Phylum urtümlich erscheinender Archaeen gemeint.

• Die Bezeichnung „Eocyta“ stammt von – im Sinn von Frühzeit (der Erde) – und , meint also Zellen der Urzeit.

Systematik

In den Jahren um 2017 fanden sich anhand von Metagenomik-Daten Hinweise auf eine Reihe weiterer Organismen und Linien, die mit den Thermoprotei [„Crenarchaeota“ s. a.] verwandt sind. Zunächst wurden gefunden:

• „Ca. Thaumarchaeota“ Brochier-Armanet et al. 2008<ref name="Brochier2008"/>

  jetzt: Klasse Nitrososphaeria Stieglmeier et al. 2014 [„Thaumarchaea“] im Phylum Thermoproteota.

• „Ca. Augarchaeota“ corrig. Nunoura et al. 2011 [„Ca. Aigarchaeota“ Nunoura et al. 2011]

  jetzt: Klasse „Ca. Aigarchaea“ Petitjean et al.<ref name="Petitjean2014"/> [„Nitrososphaeria_A“ (GTDB)<ref name="GTDB"/>] im Phylum Thermoproteota.

• Phylum „Ca. Verstraetearchaeota“ Vanwonterghem et al. 2016

  jetzt: Klasse „Ca. Methanomethylicia“ corrig. Vanwonterghem et al. 2016

• Phylum „Ca. Korarchaeota“"^(G) Ludwig & Klenk 2001 bzw. S. M. Barns et al. 1996

  jetzt Klasse „Ca. Korarchaeia“ Rinke et al. 2021 (basal) im Phylum Themoproteota, evtl. aber weiter eigenes Phylum im TACK-Superphylum (jetzt Reich Thermoproteati).

Viele ursprünglich als Phyla angesehene Kladen gelten inzwischen (inhaltlich) als Klassen innerhalb der Thermoproteota. Da die bisherigen Namen mit der Endung ‚-ota‘ für Phyla stehen, gelten diese Bezeichner formal als Synonyme von ‚Thermoproteota‘ (Phylum).

Nach Einführung der taxonomischen Rangstufe ‚Reich‘ auch für Prokaryoten wurde 2024 die Bezeichnung Thermoproteota als einzig gültiger Name der vorliegenden Archaeengruppe festgelegt. Die Systematik nach der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN); ergänzt nach der Taxonomie des National Center for Biotechnology Information (NCBI) und der Genome Taxonomy Database (GTDB); ist wie folgt (Stand 14. Juni 2025):<ref name="LPSN"/><ref name="NCBI"/><ref name="GTDB"/>

Phylum Thermoproteota Garrity & Holt 2021<ref name="NfL"/> [bzw. „Thermoproteota“ Whitman et al. 2018,
Phylum „Thermoproteaeota“ Oren et al. 2015, —
Phylum „Crenarchaeota“ Garrity & Holt 2001
Phylum „Ca. Geothermarchaeota“ Jungbluth et al. 2017,
Phylum
Phylum
Phylum „Nitrososphaeraeota“ Oren et al. 2015,
Phylum Nitrososphaerota Brochier-Armanet et al. 2021 bzw. „Nitrososphaerota“ Whitman et al. 2018,
Phylum „Ca. Thaumarchaeota“ Brochier-Armanet et al. 2008,
Phylum „Ca. Methanomethylicota“ corrig. Vanwonterghem et al. 2016,
Phylum „Ca. Verstraetearchaeota“ Vanwonterghem et al. 2016]

• Klasse „Ca. Bathyarchaeia“ McGonigle et al. 2019 [bzw. „Ca. Bathyarchaeia“ Khomyakova et al. 2023, „Ca. Bathyarchaeia“ Loh et al. 2021,
  Klasse „
  Klasse inhaltlich entsprechend dem früheren Phylum (nach LPSN herabgestuft)<ref group="A.">in der NCBI-Taxonomie im Phylum Bathyarchaeota Meng et al. 2014 [MCG].</ref>]

Datei:Korarchaeota.jpg

REM-Aufnahme einer Anreicherungskultur von Korarchaeia (Obsidian Pool, YNP).

• ?Klasse „Ca. Korarchaeia“ Rinke et al. 2021 (vermutlich basal stehend, evtl. eigenes Phylum)

• Klasse „Ca. Methanomethylicia“ corrig. Vanwonterghem et al. 2016 [ „Ca. Methanomethylia“ Vanwonterghem et al. 2016]

• Klasse „Ca. Methanosuratincolia“ Wu et al. 2024
  • Ordnung „Ca. Methanosuratincolales“ Wu et al. 2024
    • Familie „Ca. Methanosuratincolaceae“ Wu et al. 2024
      • Gattung „Ca. Methanosuratincola“ corrig. Vanwonterghem et al. 2016 [„Ca. Methanosuratus“ Vanwonterghem Vanwonterghem et al. 2016]
        • Spezies „Ca. Methanosuratincola mesotaenarum“ Wu et al. 2024, mit
          • Stamm GD_Cm_T35_P0_bin.90
        • Spezies „Ca. Methanosuratincola petrocarbonis“ corrig. Vanwonterghem et al. 2016 [„Ca.Methanosuratus petracarbonis“ Vanwonterghem et al. 2016] (Typusart), mit
          • Stamm V4
          • Stamm LWZ-6 – Fundort: Shengli-Ölfeld (chinesisch , Pinyin , englisch ) im NW der Provinz Shandong (China), nahe Dongying<ref name="Wu2024"/><ref name="Kohtz2024"/><ref name="ScienceAlert-2024-07-31"/>
        • Spezies „Ca. Methanosuratincola subterraneus“ corrig. Kadnikov et al. 2019 [„Ca. Methanosuratus subterraneum“ Kadnikov et al. 2019], mit
          • Stamm Ch88 alias RXGA00000000
          • Stamm LCB019-019 – Fundort: nahe Snort Spring,<ref>Snort Spring. Auf: GeoNames.</ref> Lower Culex Basin, Yellowstone-Nationalpark
        • Spezies „Ca. Methanosuratincola thermotaenarum“ Wu et al. 2024, mit
          • Stamm XY_C20_T55_P1_bin.49
        • Spezies „Ca. Methanosuratincola verstraetei“ Kohtz et al. 2024, mit
          • Stamm LCB70 – Fundort: Lower Culex Basin, Yellowstone-Nationalpark<ref name="Kohtz2024"/><ref name="ScienceAlert-2024-07-31"/><ref name="Wu2024"/>

Datei:ThaspiviridaeFig1rv2.png

Nitrosopumilus maritimus mit teils anhaftenden Virionen von Nitro­so­pumilus spindle-shaped virus 1 (Spezies Nitmarvirus NSV1, Thaspi­viridae).

• Klasse Nitrososphaeria Stieglmeier et al. 2014
  Klasse [Conexivisphaeria Kato et al. 2021,
  Klasse
  Klasse inhaltlich entsprechend dem früheren Phylum „Nitrososphaeraeota“ Oren et al. 2015,
  Klasse

• Klasse Nitrososphaeria_A (GTDB: abgetrennt von Nitrososphaeria)
  Klasse inhaltlich entsprechend dem früheren Phylum „Candidatus Augarchaeota“ corrig. Nunoura et al. 2011 (LPSN),
  Klasse (LPSN)]

• Klasse Thermoprotei Reysenbach 2002
  Klasse [„Thermoproteia“ Oren et al. 2016,
  Klasse „Thermoprotea“ Oren et al. 2015,
  nowrap inhaltlich entsprechend dem früheren Phylum
  Klasse

• in der LPSN ohne Klassenzuweisung, in der GTDB zur Klasse Nitrososphaeria (Details siehe dort), in der NCBI-Taxonomie in eigenem Phylum „Ca. Geothermarchaeota“
  • ?Ordnung „Ca. Geothermarchaeales“ Adam et al. 2022

• in der LPSN Thermoproteota ohne Klassenzuweisung, in der NCBI-Taxonomie zu einem Phylum Nitrososphaerota [Aigarchaeota] ohne Klassenzuweisung, in der GTDB unbekannt<ref group="A.">In der NCBI-Taxonomie gehört diese Klade zum Phylum Nitrososphaerota des Reichs Thermoproteati (TACK-Superphylum); diese Klade wird in der LPSN als Klasse Nitrososphaeria bezeichnet − in Frage käme daher auch die GRDB-Abspaltung „Nitrososphaeria_A“.</ref>

  • ?Gattung „Ca. Gigantothauma“ corrig. Muller et al. 2010
    Gattung „Ca. Giganthauma“ Muller et al. 2010
    • Spezies „Ca. Gigantothauma karukerense“ corrig. Muller et al. 2010
      Spezies „Ca. Giganthauma karukerense“ Muller et al. 2010 (Typusart)
    • Spezies „Ca. Gigantothauma porcinsulae“ corrig. Muller et al. 2010
      Spezies [„Ca. Giganthauma porcinsulae“ Muller et al. 2010]

• in der LPSN Thermoproteota ohne Klassenzuweisung

  • Gattung „Candidatus Nitrosodeserticola“ Hwang et al. 2021
    • Spezies „Ca. Nitrosodeserticola atacamensis“ corrig. Hwang et al. 2021
      Species [„Ca. Nitrosodeserticola atacamae“ corrig. Hwang et al. 2021], mit
      • Stamm LB2
    • Spezies „Ca. Nitrosodeserticola subpetralis“ Hwang et al. 2021, mit
      • Stamm MB1

Anmerkungen

<references group="A."/>

Einzelnachweise

<references> <ref name="LPSN"> LPSN: Phylum Thermoproteota Garrity and Holt 2021. </ref> <ref name="NCBI"> NCBI Taxonomy Browser: Thermoproteota, Details: Thermoproteota corrig. Garrity and Holt 2021 …, "Crenarchaeota" Woese et al. 1990, heterotypic synonym: Eocyta, …. Graphisch: Thermoproteota (Eozytes); auf: LifeMap. </ref> <ref name="NCBI_Bathy"> NCBI Taxonomy Browser: Candidatus Bathyarchaeota (phylum), acronym: MCG, equivalent: Bathyarchaeota Meng et al. 2014. </ref> <ref name="NCBI_ThaumAig"> NCBI Taxonomy Browser: Thaumarchaeota (phylum). </ref> <ref name="GTDB"> GTDB: Thermoproteota (Phylum). </ref> <ref name="NfL"> NamesforLife: Thermoproteota corrig. Garrity and Holt 2021. </ref> <ref name="Silva_SCG"> Archaea (domain), auf: SILVA – Datenbank des Deutschen Netzwerks für Bioinformatik-Infrastruktur (db.NBI). </ref> <ref name="ScienceAlert-2024-07-31"> Carly Cassella: Whole New Group of Methane-Burping Microbes Discovered in Yellowstone Springs. Auf: science^alert vom 31. Juli 2024. </ref> <ref name="Adam2017"> </ref> <ref name="Alvarez2016">Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2 </ref> <ref name="Berg2010"> Ivan A. Berg, Daniel Kockelkorn, W. Hugo Ramos-Vera, Rafael F. Say, Jan Zarzycki, Michael Hügler, Birgit E. Alber, Georg Fuchs: Autotrophic carbon fixation in archaea. In: Nature Reviews Microbiology. Band 8, 10. Mai 2010, S. 447–460; doi:10.1038/nrmicro2365, PMID 20453874, ResearchGate:44583907 (englisch). </ref> <ref name="Brochier2008"> </ref> <ref name="Brock2005"> Michael T. Madigan, John M. Martinko, Thomas D. Brock: Biology of Microorganisms. 11. Edition. Prentice Hall, 1. Januar 2005, ISBN 0-13-144329-1, 1088 Seiten (englisch) </ref> <ref name="Castelle2018">Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2 </ref> <ref name="Cavalier2014">Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2 </ref> <ref name="Kohtz2024"> Anthony J. Kohtz, Nikolai Petrosian, Viola Krukenberg, Zackary J. Jay, Martin Pilhofer & Roland Hatzenpichler: Cultivation and visualization of a methanogen of the phylum Thermoproteota. In: Nature, Band 632, 29. August 2024, S. 1118–1123; doi:10.1038/s41586-024-07631-6, PMID 39048824; ResearchGate:368671014, ePub 24. Juli 2024 (englisch). Dazu:

• Unusual New Life Forms Discovered in Yellowstone Offer Clues to Alien Life. Auf: SciTechDaily vom 26. Juli 2024. Quelle: Montana State University.
• Montana State scientists publish evidence for new groups of methane-producing organisms. Auf: EurekAlert! vom 24. Juli 2024.
• Evelyn Boswell: MSU team discovers organism in Yellowstone hot spring potentially linked to earliest life on Earth. Montana State University (montana.edu) vom 4. März 2019.

</ref> <ref name="Petitjean2014"> Céline Petitjean, Philippe Deschamps, Purificación López-García, David Moreira: Rooting the Domain archaea by phylogenomic analysis supports the foundation of the new kingdom proteoarchaeota. In: Genome Biology and Evolution, Band 7, Nr. 1, Januar 2015, S. 191–204; doi:10.1093/gbe/evu274, ResearchGate: 269819840, ePub: 19. Dezember 2014 (englisch). </ref> <ref name="Shao2019"> Keqiang Shao, Xingyu Jiang, Yang Hu, Xiangming Tang, Guang Gao: ​Thaumarchaeota affiliated with Soil Crenarchaeotic Group are prevalent in the alkaline soil of an alpine grassland in northwestern China. In: BMC: Annals of Microbiology, Band 69, 26. Juni 2019, S. 867–870; doi:10.1007/s13213-019-01492-5 (englisch). </ref> <ref name="Wu2024"> Kejia Wu, Lei Zhou, Guillaume Tahon, Laiyan Liu, Jiang Li, Jianchao Zhang, Fengfeng Zheng, Chengpeng Deng, Wenhao Han, Liping Bai, Lin Fu, Xiuzhu Dong, Chuanlun Zhang, Thijs J. G. Ettema, Diana Z. Sousa, Lei Cheng: Isolation of a methyl-reducing methanogen outside the Euryarchaeota. In: Nature, 24. Juli 2024; doi:10.1038/s41586-024-07728-y (englisch). Dazu:

• Carly Cassella: Whole New Group of Methane-Burping Microbes Discovered in Yellowstone Springs. Auf: science^alert vom 31. Juli 2024.

</ref> <ref name="Zillig1980"> Wolfram Zillig, Karl O. Stetter, Simon Wunderl, Wolfgang Schulz, Harro Priess, Ingrid Scholz: The Sulfolobus-„Caldariellard“ group: Taxonomy on the basis of the structure of DNA-dependent RNA polymerases. In: Archives of Microbiology, Band 12, Nr. 3, April 1980, S. 259–269; doi:10.1007/BF00446886 (englisch). </ref> </references>