Thiobacillus

Thiobacillus
Systematik
Reich: Bakterien (Bacteria) Stamm: Proteobacteria Klasse: Betaproteobacteria Ordnung: Hydrogenophilales Familie: Hydrogenophilaceae Gattung: Thiobacillus
Wissenschaftlicher Name
Thiobacillus
Beijerinck, 1904[1]

Thiobacillus ist eine Gattung Gram-negativer, Schwefel-oxidierender, nicht-phototropher Bakterien. Die ehemals umfangreiche Gattung wird seit Untersuchungen um die Jahrtausendwende deutlich kleiner gefasst und umfasst nur noch drei Arten. ^[2]

Lebensraum und Lebensweise

Die farblosen Schwefelbakterien können aus Flusssedimenten, Kanälen, Mündungen, Wattenmeerböden, sauren Sulfatböden, (heißen) Säurequellen, Minenschachtentwässerungen, Thermalquellen, Kläranlagen und hyperalkalischen Salzseen isoliert werden, vor allem aus Zonen zwischen aerobem Wasser und anaeroben Sediment. Sie leben in Bereichen, in denen als Elektronendonatoren reduzierte Schwefelverbindungen (häufig Sulfide) und Elektronenakzeptoren wie Sauerstoff oder Stickoxide vorkommen. Marine Arten benötigen Natriumchlorid zum Leben.^[2]

Sie werden aufgrund ihrer Produktion von Schwefelsäure für Schäden durch oxidative Korrosion an Beton und Röhren, aber auch an Gebäuden und antiken Bauwerken verantwortlich gemacht. Man kann sie jedoch auch als Nützlinge im Bergbau für die Extraktion von Metallen aus erzarmen Böden benutzen, die nicht durch konventionelle metallurgische Methoden zugänglich sind, wobei jedoch das Problem saurer Eisensulfat-Abwässer noch ungelöst ist.^[2]

Zudem können Thiobacillus-Arten Pyrit löslich und zugänglich für andere Mikroorganismen und Pflanzen machen.^[2]

Physiologie

Die vollständige Oxidation von reduzierten Schwefelverbindungen zu Sulfaten ist allen obligat und fakultativ autotrophen Schwefeloxidieren gemein, ebenso wie die Fähigkeit, den pH-Wert zu senken sowie auf thiosulfathaltigen Nährböden zu wachsen, was auch zum Nachweis verwendet wird. Einige Reaktionen können folgendermaßen zusammengefasst werden:^[2]

$\mathrm{H_2S + 2 \ O_2 \longrightarrow H_2SO_4}$

$\mathrm{2 \ H_2S + O_2 \longrightarrow 2 S^0 + 2 \ H_2O}$

$\mathrm{2 \ S^0 + 2 \ H_2O + 3 \ O_2 \longrightarrow 2 H_2SO_4}$

$\mathrm{Na_2S_2O_3 + 2 \ O_2 + H_2O \longrightarrow Na_2S_4O_6 + 4 \ NaOH}$

$\mathrm{Na_2S_4O_6 + 7 \ O_2 + 6 \ H_2O \longrightarrow Na_2SO_4 + 6 \ H_2SO_4}$

$\mathrm{2 \ KSCN + 4 \ O_2 + 4 \ H_2O \longrightarrow (NH_4)_2SO_4 + K_2SO_4 + 2 \ CO_2}$

$\mathrm{5 \ H_2S + 8 \ KNO_3 \longrightarrow 4 \ K_2SO_4 + H_2SO_4 + 4 \ N_2 + 4 \ H_2O}$

$\mathrm{5 \ S^0 + 6 \ KNO_3 + 2 \ H_2O \longrightarrow 2 \ K_2SO_4 + 2 \ H_2SO_4 + 3 \ N_2}$

$\mathrm{FeS_2 + 2 \ H_2O + 7 \ O_2 \longrightarrow 2 \ Fe_2(SO_4)_3 + 2 \ H_2O}$

Systematik

Die Gattung Thiobacillus wurde 1904 durch Martinus Willem Beijerinck erstbeschrieben, lange Zeit wurden in der Gattung alle gramnegativen, schwefeloxidierenden, nichtphototrophen Bakterien zusammengefasst. Umfangreiche Untersuchungen haben in den 1990er und 2000er Jahren zur Ausgliederung zahlreicher Arten in andere Gattungen geführt, die zum Teil auch neu beschrieben wurden, so die Gattungen Acidithiobacillus, Halothiobacillus und Thermithiobacillus ^[3]. ^[2]

Heute umfasst die Gattung nur noch drei Arten ^[2]:

• Thiobacillus aquaesulis
• Thiobacillus denitrificans
• Thiobacillus thioparus

Einzelnachweise

1. ↑ NCBI Taxonomy Browser
2. ↑ ^{a b c d e f g} Lesley Robertson und J. Kuenen: The Prokaryotes - The Genus Thiobacillus, 2006, Part 1, Section 3.2, 812-827, doi:10.1007/0-387-30745-1_37
3. ↑ D. P. Kelly, A. P. Wood: Reclassification of some species of Thiobacillus to the newly designated genera Acidithiobacillus gen. nov., Halothiobacillus gen. nov. and Thermithiobacillus gen. nov. In: Int. J. Syst. Evol. Microbiol. Bd. 50, 2000, S. 489-500. PMID 10758854