Rhodobacteraceae
Die Rhodobacteraceae ist die einzige Familie der Ordnung Rhodobacterales innerhalb der Alphaproteobacteria. Viele Gattungen, wie z. B. Rhodobacter sind photosynthetisch aktiv und zählen zu den Nichtschwefelpurpurbakterien.
| Rhodobacteraceae | ||||||||||
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Stamm HIMB11 von Roseobacter | ||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||
| Rhodobacteraceae | ||||||||||
| Garrity et al. 2006 |
Merkmale
Die Rhodobacteraceae sind wie alle Proteobakterien gramnegativ. Es kommen eiförmige oder auch stäbchenförmige Zellen vor, Amaricoccus ist kokkenförmig. Einige Arten vermehren sich durch Knospung. Anstelle der für die meisten Bakterienarten typische binäre Zellteilung, bei der zwei mehr oder weniger gleichgeformte und gleich große Zellen entstehen, bildet sich eine zunächst kleinere Tochterzelle, die mit der Mutterzelle einige Zeit verbunden bleibt. Die Tochterzelle wächst hierbei nicht gleichmäßig, sondern polar, an einem bestimmten Punkt. Zu den knospenden Arten zählen z. B. Rhodobacter blasticus und Gemmobacter aquatilis.
Einige Mitglieder sind begeißelt und beweglich, auch unbegeißelte Vertreter, wie Methylarcula sind vorhanden. Es ist meist das Bakteriochlorophyll a vorhanden. Viele Arten sind im Süß- oder Meerwasser anzutreffen, aber auch in anderen Habitaten wie Boden (z. B. Paracoccus), Abwasser (Amaricoccus) oder Brackwasser (Ahrensia) kommen Vertreter vor. Einige sind auf Sauerstoff angewiesen, also strikt aerob. Andere sind wiederum fakultativ anaerob, zeigen also auch unter Sauerstoffausschluss Wachstum.
Stoffwechsel
Physiologisch sind die Rhodobacteraceae sehr vielfältig. Einige Arten werden zu den sogenannten Nichtschwefelpurpurbakterien gestellt. Ein wichtiges Merkmal dieser nicht monophyletische Gruppen von verschiedenen Proteobakterien ist die Fähigkeit zur Photoheterotrophie, hier dient Licht als Energie- und organische Stoffe als Kohlenstoffquelle. Die Photosynthese verläuft anoxygen, es wird kein Sauerstoff freigesetzt, wie es bei der oxgenen Photosynthese der Fall wäre. Die Nichtschwefelpurpurbakterien nutzen hingegen (H2S) als Elektronenspender, hierbei wird Schwefel als Produkt freigesetzt. Einige Arten der Rhodobacteriaceae nutzen unter bestimmten Umständen für die Photosynthese auch bestimmte andere Schwefelverbindungen, wie Sulfide oder Thiosulfate als Elektronendonatoren. Beispiele hierfür sind viele Arten von Rhodobacter und die Art Rhodovulum sulfidophilum. Als Elektronendonatoren können von einigen Nichtschwefelpurpurbakterien auch organische Stoffe genutzt werden.[1]
Die Nutzung von Schwefelverbindungen ist, anders als der Name vermuten lässt, unter den Nichtschwefelpurpurbakterien weit verbreitet.
Viele Arten der Rhodobacteraceae, wie auch andere Nichtschwefelpurpurbakterien, können auch photoautotroph wachsen, dann wird Kohlenstoff durch die CO2-Fixierung gewonnen.
Einige Arten der Rhodobacteraceae sind auch in der Lage in Gegenwart von Sauerstoff (also unter aeroben Bedingungen) anoxygene Photosynthese zu betreiben, man spricht hierbei von der aeroben anoxygenen Phototrophie (AAnP). Die Anwesenheit von Sauerstoff wird hierbei toleriert (aber nicht zu der Photosynthese genutzt). Dies steht im Gegensatz zu der sogenannten anaeroben anoxygenen Photosynthese (AnAnP) welche nicht in der Gegenwart von Sauerstoff ablaufen kann, wie sie z. B. bei den strikt anaeroben Schwefelpurpurbakterien abläuft.[2]
In allen phototrophe Arten der Rhodobacteraceae ist das Bacteriochlorophyll a enthalten.
Nicht alle Rhodobacteraceae sind zur Photosynthese fähig, so ist die Chemoorganotrophie (Atmungsstoffwechsel) bei den Rhodobacteraceae ebenfalls anzutreffen. Ein Beispiel ist Gemmobacter. Einige anaerobe Vertreter sind zur Fermentation fähig. Auch fakultativ methylotrophe Bakterien sind vorhanden, wie z. B. Arten von Methylarcula. Sie können Moleküle, die keine direkten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen enthalten als einzige Kohlenstoffquelle für das Wachstum und Energiegewinn nutzen. Zu solchen Verbindungen zählen z. B. Dimethylamin (kann von Methylarcula terricola genutzt werden) und Methylamin (von Methylarcula marina genutzt).
Auch Denitrifizierer sind in der Familie vorhanden, wie Paracoccus denitrificans, Rhodobacter azotoformans Roseobacter denitrificans.
Systematik
Verschiedene Gattungen, wie Hyphomonas wurden zu der neu geschaffene Familie Hyphomonadaceae gestellt[3]. Die Familie Hyphomonadaceae wurde zuerst ebenfalls in der Ordnung Rhodobacterales geführt, aktuell (Stand Juni 2019) wird sie der Ordnung Caulobacterales zugeordnet.[4]
All Arten der Catellibacterium werden nun der Gattung Gemmobacter zugeordnet[5]. Es folgt eine Liste einiger Gattungen der Rhodobacteraceae[6]:
- Ahrensia Uchino et al. 1999
- Albidovulum Albuquerque et al. 2003
- Amaricoccus Maszenan et al. 1997
- Antarctobacter Labrenz et al. 1998
- Dinoroseobacter Biebl et al. 2005
- Gemmobacter Rothe et al. 1988
- Jannaschia Wagner-Dobler et al. 2003
- Ketogulonicigenium Urbance et al. 2001
- Leisingera Schaefer et al. 2002 emend. Martens et al. 2006
- Loktanella Van Trappen et al. 2004
- Maribius Choi et al. 2007
- Marinovum Martens et al. 2006
- Methylarcula Doronina et al. 2000
- Nereida Pujalte et al. 2005
- Nesiotobacter Donachie et al. 2006
- Oceanibulbus Wagner-Dobler et al. 2004
- Oceanicola Cho and Giovannoni 2004
- Octadecabacter Gosink et al. 1998
- Paracoccus Davis 1969
- Palleronia Martinez-Checa et al. 2005
- Paracoccus Davis 1969
- Pelagibaca Cho and Giovannoni 2006
- Phaeobacter Martens et al. 2006
- Pseudorhodobacter Uchino et al. 2003
- Pseudovibrio Shieh et al. 2004
- Rhodobaca Milford et al. 2001
- Rhodobacter Imhoff et al. 1984
- Rhodothalassium Imhoff et al. 1998
- Rhodovulum Hiraishi and Ueda 1994
- Roseibacterium Suzuki et al. 2006
- Roseibium Suzuki et al. 2000
- Roseicyclus Rathgeber et al. 2005
- Roseinatronobacter Sorokin et al. 2000
- Roseisalinus Labrenz et al. 2005
- Roseivivax Suzuki et al. 1999
- Roseobacter Shiba 1991
- Roseovarius Labrenz et al. 1999
- Rubellimicrobium Denner et al. 2006
- Rubrimonas Suzuki et al. 1999
- Ruegeria Uchino et al. 1999
- Sagittula Gonzalez et al. 1997
- Salipiger Martinez-Canovas et al. 2004
- Silicibacter Petursdottir and Kristjansson 1999
- Stappia Uchino et al. 1999
- Sulfitobacter Sorokin 1996
- Tateyamaria Kurahashi and Yokota 2007
- Thalassobius Arahal et al. 2005
- Thalassobacter Macian et al. 2005
- Thioclava Sorokin et al. 2005
- Yangia Dai et al. 2006
Ökologie
Arten der Rhodobacteriaceae, besonders der sogenannten Roseobacter-Linie, spielen eine wichtige Rolle innerhalb der Meere für den globalen Kohlenstoff- und Schwefelkreislauf und das Klima. Bei der Roseobacter-Linie handelt es sich um Arten von Roseobacter und näher Verwandten mit mehr als 89 % Übereinstimmung der 16S rRNA. Neben der Nutzung von Schwefelverbindungen sind weitere wichtige physiologische, also den Stoffwechsel betreffende, Merkmale vorhanden. Hierzu zählt u. a. die Oxidation des Treibhausgases Kohlenmonoxid (CO), die Reduktion von Spurenmetallen und der Abbau von Aromaten. Des Weiteren produzieren sie das Gas Dimethylsulfid, welches wichtig für die Wolkenbildung ist.[2]
Quellen
- Olaf Fritsche: Kompaktwissen Biologie – Mikrobiologie. Springer Spektrum, Heidelberg 2016, ISBN 978-3662497289
- Irene Wagner-Döbler und Hanno Biebl: Environmental Biology of the Marine Roseobacter Lineage In: Annual Review of Microbiology (2006), Vol. 60: S. 255–280 doi:10.1146/annurev.micro.60.080805.142115
- Kyung-Bum Lee, Chi-Te Liu, Yojiro Anzai, Hongik Kim, Toshihiro Aono und Hiroshi Oyaizu: The hierarchical system of the ‘Alphaproteobacteria’: description of Hyphomonadaceae fam. nov., Xanthobacteraceae fam. nov. And Erythrobacteraceae fam. nov. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, Volume 55, 2005, S. 1907–1919 Online
- J.P. Euzéby: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). - Caulobacterales (Stand 2. Juni 2019)
- J.P. Euzéby: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). - Catellibacterium (Stand 2. Juni 2019)
- J.P. Euzéby: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). - Rhodobacteraceae (Stand: 2. Juni 2019)
Literatur
- George M. Garrity: Bergey's manual of systematic bacteriology. 2. Auflage. Springer, New York, 2005, Vol. 2: The Proteobacteria Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria ISBN 0-387-24145-0
- Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker: Brock – Mikrobiologie. 11. Auflage. Pearson Studium, München 2006, ISBN 3-8274-0566-1
