Euryarchaeota

Die Euryarchaeota (vom griechisch altgriechisch ευρύς eurys, englisch wide, broad bzw. euryos, ‚Vielfalt‘) s​ind eine Abteilung innerhalb d​er Archaeen (Archaea).

Euryarchaeota
Halobacterium sp.
Systematik
Klassifikation: Lebewesen Domäne: Archaeen (Archaea) Abteilung: Euryarchaeota
Wissenschaftlicher Name
Euryarchaeota
Woese & Kandler & Wheelis, 1990

Methanosarcina barkeri

Optische Phasen­kontrast­mikroskopie-Auf­nahme einer quadratischen Zelle von Halo­quadratum walsbyi

Zeichnung von Halo­quadratum walsbyi

Mikrophotographie von Thermococcus gammatolerans (Thermococcaceae)

Zeichnung in Art einer REM-Aufnahme von Pyrococcus furiosus (Thermococcaceae)

Kennzeichnend für d​ie Euryarchaeota i​st die Vielzahl v​on Gruppen, d​ie als Extremophile a​n extrem ungünstige Lebensräume angepasst sind. Darunter fallen sowohl s​ehr hitzeliebende Archaea (Hyperthermophile), säureliebende (acidophile Thermoplasmates) a​ls auch salzliebende Gruppen (Halophile)[1] – d​ie auch Anaerobie betreiben können – u​nd methanproduzierende (Methanogene). Eine weitere große Gruppe innerhalb d​er Euryarchaeota bilden d​ie in Meer lebenden marinen Euryarchaeota.

Systematik

Stammbaum der Archaea auf Basis hochkonservierter Gene[2]

Die gegenwärtig akzeptierte Nomenklatur basiert auf der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)[3] und vom NCBI (National Center for Biotechnology Information)[4], basierend auf Analyse der 16S rRNA.[5]

• Methanomada-Gruppe (NCBI)
  • Methanobacteria Boone 2002
    • Methanobacteriales Bach & Wolfe 1981
      • Methanothermobacter
  • Methanococci Boone 2002
    • Methanococcales
      • Methanocaldococcaceae
      • Methanococcaceae

• Stenosarchaea-Gruppe (NCBI)
  • Halobacteria Grant et al. 2002
    • Halobacteriales
      • Haloarculaceae
        • Halapricum
        • Haloarcula
      • Halobacteriaceae
        • Halobacterium
        • Natronococcus
      • Halococcaceae
        • Halococcus
    • Haloferacales
      • Haloferacaceae
        • Haloquadratum
      • Halorubraceae
        • Halorubrum
  • „Methanofastidiosa“ Nobu et al. 2016
  • „Methanomicrobia“ Garrity et al. 2003
    • Methanocellales
      • Methanocellaceae
    • Methanomicrobiales
      • Methanocorpusculaceae
      • Methanomicrobiaceae
        • Methanomicrobium
        • Methanoculleus
      • Methanospirillaceae
        • Methanospirillum
    • Methanosarcinales
      • • Methanosaetaceae
      • Methanosarcinaceae
        • Methanosarcina
        • Methanohalophilus
      • Methermicoccaceae
  • Nanohaloarchaea

• andere
  • Archaeoglobi Garrity & Holt 2002
    • Archaeoglobales
      • Archaeoglobaceae
        • Archaeoglobus
        • Ferroglobus
  • „Methanoliparia“ Borrel et al. 2019[6]
  • „Methanonatronarchaeia“ Sorokin et al. 2017
  • Methanopyri Garrity & Holt 2002
    • Methanopyrales
      • Methanopyraceae
        • Methanopyrus kandleri
  • Thermococci Zillig & Reysenbach 2002
    • Thermococcales
      • Thermococcaceae
  • weitere Gattungen, keiner Ordnung oder Familie zugewiesen…[7]

• keiner Gruppe oder Klasse zugewiesen/Zuordnung unsicher
  • „Thalassoarchaea“ Martin-Cuadrado et al. 2015 (NCBI: zu Thermoplasmatota)
  • Thermoplasmata Reysenbach 2002 (NCBI: zu Thermoplasmatota)
    • Thermoplasmatales
      • Ferroplasmataceae
      • Picrophilaceae
      • Thermoplasmataceae
        • Thermoplasma
  • „Altiarchaeales“ Probst et al. 2014 (NCBI zu Altiarchaeota in DPANN)

• Auf der LPSN nicht zugeordnete, aber bei NCBI unter Euryarchaeota geführte Vorschläge:
  • „Hadesarchaea“ Baker et al. 2015
  • „Theionarchaea“ Lazar et al. 2017[8] (teilweise verschrieben als Theinoarchaea)[9]

Kladogramm:

Euryarchaeota^​	?Nanohaloarchaea ♠     ?Aciduliprofundum boonei ♠ Reysenbach e​t al. 2006     ?Hadesarchaea ♠     ?"Methanonatronarchaeia" ♠     ?"Theionarchaea" ♠     Methanopyraceae  ^​  Methanococcales  ^​   Eurythermea^​  Thermococcaceae     Thermoplasmata  Neobacteria^​  Methanobacteriales  ^​  Archaeoglobaceae  Halomebacteria^​  "Methanomicrobia"     Halobacteriaceae

Anmerkung:
♠ Taxon nur bei NCBI, nicht auf der LPSN. Die Hadesarchaea werden alternativ als eigenständiges Phylum Hadesarchaeota geführt.[10][11] Die Nanohaloarchaea werden alternativ als Nanohaloarchaeota der Archaeen-Supergruppe DPANN, einem Schwestertaxon der Euryarchaeota, zugeordnet.

Kladogramm d​er Euryarchaeota n​ach Spang et al. (2017)[8]

Euryarchaeota

^​   ^​  Thermococci     Methanococci  ^​   ^​  Methanobacteria     Methanopyri  ^​   ^​  Theionarchaea     Methanofastidiosa  ^​  Hadesarchaea     MSBL archaea (Mediterranean Sea Brine Lakes)[12][13]  ^​   ^​   ^​  Aciduliprofundi     Thermoplasmata  ^​  MBGD archaea (Marine Benthic Group D, a​lias MG-III, Marine Group III)[14]  ^​  MG II (Marine Group II, a​lias Poseidoniia, s. u.)     Methanomassiliicocci  ^​  Archaeoglobi  ^​  ANME-1 (anaerobic methanotroph)[15]  ^​  Methanosarcina  ^​  Methanocella     Methanomicrobia     Haloarchaea

Eine Reihe früher z​u den Euryarchaeota gestellte Gruppen w​urde nach neueren Erkenntnissen z​um Archaeen-Superphylum DPANN verschoben:

• Micrarchaeota-Diapherotrites-Gruppe, ehemals MEG-Cluster
• Aenigmarchaeota, ehemals DSEG-Cluster
• Woesearchaeota-Pacearchaeota-Gruppe, ehemals DHVEG-6-Cluster

Anmerkung: Klassifizierung mariner Archaeen
Marine Archaaen können wie folgt klassifiziert werden:[16][17][18][19][20]

• Marine Group I (MG-I oder MGI): marine Thaumarchaeota, Ordnung Nitrosopumilales[21] mit Untergruppen Ia (alias I.a) bis Id
• Marine Group II (MG-II): marine Euryarchaeota, Ordnung Poseidoniales (alias Poseidoniia/Thalassoarchaea)[22] mit Untergruppen IIa bis IId (IIa entspricht Poseidoniaceae, IIb entspricht Thalassarchaceae)
  Viren, die MGII parasitieren, werden als Magroviren bezeichnet.
• Marine Group III (MG-III): alias Marine Benthic Group D (MBG-D), ebenfalls marine Euryarchaeota[23]
• Marine Group IV (MG-IV): ebenfalls marine Euryarchaeota[24]
• Undinarchaeales (englisch marine MAGs) – MHVG (Marine Hydrothermal Vent Group): zu Undinarchaeota (DPANN)[25][26][27][28]

Weblinks

• Euryarchaeota, Webseite des Instituts für Mikrobiologie und Molekularbiologie der Universität Gießen. Memento im Webarchiv vom 27. September 2007.
• Encyclopedia of Astrobiology, Springer Link.
• Spektrum.de Lexikon der Biologie, auf: spektrum.de.
• Alon Philosof, Natalya Yutin, José Flores-Uribe, Itai Sharon, Eugene V. Koonin, Oded Béjà: Novel Abundant Oceanic Viruses of Uncultured Marine Group II Euryarchaeota, in: Curr Biol. 27(9) vom 8. Mai 2017, S. 1362–1368, doi:10.1016/j.cub.2017.03.052, PMC 5434244 (freier Volltext), PMID 28457865 – die Marine Gruppe I (MG-I) bezeichnet dagegen marine Archaeen der Thaumarchaeota, siehe auch Bakteriophagen§Magroviren.
• John A. Leigh, Sonja-Verena Albers, Haruyuki Atomi, Thorsten Allers: Model organisms for genetics in the domain Archaea: methanogens, halophiles, Thermococcales and Sulfolobales. In: FEMS Microbiology Reviews, Band 35, Nr. 4, 1. Juli 2011, S. 577–608; doi:10.1111/j.1574-6976.2011.00265.x. Stammbaum: Fig. 1.

Einzelnachweise

1. Dimitry Y. Sorokin, Enzo Messina, Violetta La Cono, Manuel Ferrer, Sergio Ciordia, Maria C. Mena, et al: Sulfur respiration in a group of facultatively anaerobic natronoarchaea ubiquitous in hypersaline soda lakes, in: Front Microbiol., Band 9, Nr. 2359, 2018, Thema: Living with Salt: Genetics and Ecology of Halophiles, doi:10.3389/fmicb.2018.02359.
2. C. Schleper, G. Jurgens, M. Jonuscheit M: Genomic studies of uncultivated archaea. In: Nat Rev Microbiol. 3, Nr. 6, 2005, S. 479–88. doi:10.1038/nrmicro1159. PMID 15931166.
3. J. P. Euzéby: Euryarchaeota. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Abgerufen am 9. August 2017.
4. Sayers: Euryarchaeota. National Center for Biotechnology Information (NCBI) taxonomy database. Abgerufen am 9. August 2017.
5. 16S rRNA-based LTP release 121 (full tree). Silva Comprehensive Ribosomal RNA Database. Archiviert vom Original am 23. September 2015. Abgerufen am 9. August 2017.
6. From the oilfield to the lab: How a special microbe turns oil into gases, Vom Ölfeld ins Labor: Wie eine besondere Mikrobe Erdöl in Gase zerlegt. Auf: EurekAlert! vom 22. Dezember 2021. Quelle: Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie.
   Scientists Have Cultivated a “Miracle Microbe” That Converts Oil Into Methane, auf SciTechDaily vom 23. Dezember 2021. Quelle: dito.
7. LPSN: Euryarchaeota, not assigned to order
8. Anja Spang, Eva F. Caceres, Thijs J. G. Ettema: Genomic exploration of the diversity, ecology, and evolution of the archaeal domain of life, in: Science Band 357 Nr. 6351, eaaf3883, 11. August 2017, doi:10.1126/science.aaf3883
9. Catherine Badel, Gaël Erauso, Annika L. Gomez, Ryan Catchpole, Mathieu Gonnet, Jacques Oberto, Patrick Forterre, Violette Da Cunha: The global distribution and evolutionary history of the pT26‐2 archaeal plasmid family, in: environmental microbiology, sfam, 10. September 2019, doi:10.1111/1462-2920.14800
10. Yinzhao Wang, Gunter Wegener, Jialin Hou, Fengping Wang, Xiang Xiao. Expanding anaerobic alkane metabolism in the domain of Archaea, in: Nature Microbiologyvolume 4, S. 595–602, vom 4. März 2019, doi:10.1038/s41564-019-0364-2
11. Fengping Wang: Behind the paper: Expanding anaerobic alkane metabolism in the domain of Archaea, in: Nature Microbiology (Contributor) vom 4. März 2019
12. Romano Mwirichia, Intikhab Alam, Mamoon Rashid, Vinu Manikandan, Wail Ba alawi, Allan Kamau, David Ngugi, Markus Göker, Hans-Peter Klenk, Vladimir Bajic, Uli Stingl: Metabolic traits of an uncultured archaeal lineage -MSBL1- from brine pools of the Red Sea, in: Scientific Reports 6(19181), Januar 2016, doi:10.1038/srep19181
13. Bjorn Carey: Wild Things: The Most Extreme Creatures, auf: LiveScience vom 7. Februar 2015
14. Zhichao Zhou, Yang Liu, Karen G. Lloyd, Jie Pan, Yuchun Yang, Ji-Dong Gu, Meng Li: Genomic and transcriptomic insights into the ecology and metabolism of benthic archaeal cosmopolitan, Thermoprofundales (MBG-D archaea), in: The ISME Journal, Band 13 (2019), S. 885–901, 4. Dezember 2018, doi:10.1038/s41396-018-0321-8
15. Julia M. Kurth, Nadine T. Smit, Stefanie Berger, Stefan Schouten, Mike S. M. Jetten, Cornelia U. Welte: Anaerobic methanotrophic archaea of the ANME-2d clade feature lipid composition that differs from other ANME archaea, in: FEMS Microbiology Ecology, Band 95, Nr. Mai/Juli 2019, fiz082, doi:10.1093/femsec/fiz082
16. Luis H. Orellana, T. Ben Francis, Karen Krüger, Hanno Teeling, Marie-Caroline Müller, Bernhard M. Fuchs, Konstantinos T. Konstantinidis, Rudolf I. Amann: Niche differentiation among annually recurrent coastal Marine Group II Euryarchaeota. In: The ISME Journal. 13, Nr. 12, 2019, S. 3024–3036. doi:10.1038/s41396-019-0491-z. PMID 31447484. PMC 6864105 (freier Volltext).
17. Siehe insbes. Fig. 4 in Yosuke Nishimura, Hiroyasu Watai, Takashi Honda, Tomoko Mihara, Kimiho Omae, Simon Roux, Romain Blanc-Mathieu, Keigo Yamamoto, Pascal Hingamp, Yoshihiko Sako, Matthew B. Sullivan, Susumu Goto, Hiroyuki Ogata, Takashi Yoshida: Environmental Viral Genomes Shed New Light on Virus-Host Interactions in the Ocean. In: mSphere. 2, Nr. 2, 2017. doi:10.1128/mSphere.00359-16. PMID 28261669. PMC 5332604 (freier Volltext).
18. Alon Philosof, Natalya Yutin, José Flores-Uribe, Itai Sharon, Eugene V. Koonin, Oded Béjà: Novel Abundant Oceanic Viruses of Uncultured Marine Group II Euryarchaeota. In: Current Biology. 27, Nr. 9, 2017, S. 1362–1368. doi:10.1016/j.cub.2017.03.052. PMID 28457865. PMC 5434244 (freier Volltext).
19. Xiaomin Xia, Wang Guo, Hongbin Liu: Basin Scale Variation on the Composition and Diversity of Archaea in the Pacific Ocean. In: Frontiers in Microbiology. 8, 2017, S. 2057. doi:10.3389/fmicb.2017.02057. PMID 29109713. PMC 5660102 (freier Volltext).
20. Ana-Belen Martin-Cuadrado, Inmaculada Garcia-Heredia, Aitor Gonzaga Moltó, Rebeca López-Úbeda, Nikole Kimes, Purificación López-García, David Moreira, Francisco Rodriguez-Valera: A new class of marine Euryarchaeota group II from the mediterranean deep chlorophyll maximum. In: The ISME Journal. 9, Nr. 7, 2015, S. 1619–1634. doi:10.1038/ismej.2014.249. PMID 25535935. PMC 4478702 (freier Volltext).
21. NCBI: Nitrosopumilales (order, heterotypic synonyms: …, marine archaeal group 1, …)
22. NCBI: Candidatus Poseidoniales (order)
23. NCBI: Marine Group III
24. NCBI: Marine Group IV
25. Nina Dombrowski, Tom A. Williams, Jiarui Sun, Benjamin J. Woodcroft, Jun-Hoe Lee, Bui Quang Minh, Christian Rinke, Anja Spang: Undinarchaeota illuminate DPANN phylogeny and the impact of gene transfer on archaeal evolution, in: Nature Communications, Band 11, Nr. 3939, 7. August 2020, doi:10.1038/s41467-020-17408-w
26. Donovan H. Parks, Christian Rinke, Maria Chuvochina, Pierre-Alain Chaumeil, Ben J. Woodcroft, Paul N. Evans, Philip Hugenholtz, Gene W. Tyson: Recovery of nearly 8,000 metagenome-assembled genomes substantially expands the tree of life, in: Nature Microbiology, Band 2, S. 1533–1542, 11. September 2017, doi:10.1038/s41564-017-0012-7, mit Korrektur vom 12. Dezember 2017, doi:10.1038/s41564-017-0083-5
27. Taxonomicon: Taxon: Candidate phylum "Uncultured Archaeal Phylum 2 (UAP2/MHVG)"
28. Previously undescribed lineage of Archaea illuminates microbial evolution:
    • Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ), 10. August 2020
    • phys.org, 10. August 2020
    • ScienceDaily, 10. August 2020
    • EurekAlert!, 10. August 2020