Acidobakterien

Acidobacteriales
Acidobacteriales
Systematik
Domäne: Bakterien Abteilung: Acidobacteria Klasse: Acidobacteria Ordnung: Acidobacteriales
Wissenschaftlicher Name der Klasse
Acidobacteria
Cavalier-Smith 2002
Wissenschaftlicher Name der Ordnung
Acidobacteriales
Cavalier-Smith 2002
Arten
Acidobacterium capsulatum Holophaga foetida Terriglobus roseus Chloracidobacterium thermophilum

Die Gruppe der Acidobakterien bildet innerhalb der Bakterien ein eigenständiges Phylum. Sie sind also weder mit den Proteobakterien, Firmicutes oder anderen Bakteriengruppen verwandt.

Der namengebende Organismus für dieses Phylum, Acidobacterium capsulatum, wurde erstmals 1991 aus sauren Bergwerksabwässer in Japan isoliert ^[1](lat. acidus: „sauer“) und seine Besonderheit in der phylogenetischen Stellung erkannt^[2]. Weitere Bakterienarten, welche ebenfalls zu den Acidobacteria gezählt werden, sind Holophaga foetida^[3], Geothrix fermentans^[4], Terriglobus roseus^[5] und Chloracidobacterium thermophilum^[6]. Neben diesen Organismen lassen sich in der wissenschaftlichen Literatur Hinweise darauf finden, dass noch weitere Isolate vorliegen, welche bisher aber nicht weiter beschrieben sind.

Der bisher geringen Anzahl an isolierten Vertreter der Acidobakterien unter Laborbedingungen steht eine große Anzahl an 16S rDNA-Sequenzen gegenüber. Im Jahr 2007 umfassten die öffentlichen Gendatenbanken über 3000 unterschiedliche Acidobakterium-Sequenzen. Erbegnisse von ersten Untersuchungen zur Phylogenie der Acidobakterien ergaben noch vier bis fünf Untergruppen innerhalb des Phylums^[7][8]. Mit wachsender Anzahl an Sequenzen ^[9][10] aus den unterschiedlichsten Ökosystemen wird mittlerweile von mindestens 26 Untergruppen ausgegangen ^[11]. Insgesamt ist das Phylum in seiner phylogenetischen Variabilität vergleichbar mit dem Phylum der Proteobakterien^[12].

Vorkommen

Acidobakterien wurden bisher in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ökosystemen nachgewiesen. In Böden stellen sie dabei oftmals den Hauptanteil der Bakterien. So lag bei molekularbiologischen Untersuchen von Böden in Arizona der Anteil von Acidobakterien an der gesamten Bakterienpopulation bei 50% ^[13] und in alpinen Böden bei ca. 40% ^[14]. Aus Boden-, Wasser- und Sedimentproben isolierte DNA-Fragmente zeigen, dass Acidobakterien weit verbreitet sind. Acidobakterien sind daher wahrscheinlich außerordentlich divers und spielen beim mikrobiell vermittelten Stoffumsatz in der Natur eine wichtige Rolle.

Stoffwechsel

Die große phylogenetische Varianz der Acidobakterien, die vergleichbar mit der der Proteobakterien ist, lässt auf eine ebenso große Variabilität im Stoffwechsel schließen. Bisher liegen zwar nur wenige Acidobakterien in Kultur mit einer größeren Anzahl an Daten zum Metabolismus vor, dennoch scheint sich anhand dieser wenigen Daten die vermutete große Variabilität der Acidobakterien zu bestätigen. Acidobacterium capsulatum wächst langsam und bei geringen Nährstoffkonzentrationen, er bevorzugt oligotrophe Bedingungen. Neuere Untersuchungen weisen darauf hin, dass zumindest einige Acidobakterien auch methylotroph leben können^[15].

Quellen

1. ↑ N. Kishimoto, Y. Kosako, T. Tano. Acidobacterium capsulatum gen. nov., sp. nov.: an acidophilic chemoorganotrophic bacterium containing menaquinone from acidic mineral environment. Curr Microbiol 22:1-7 (1991).
2. ↑ A. Hiraishi, N. Kishimoto, Y. Kosako, N. Wakao, T. Tano. Phylogenetic position of the menaquinone-containing acidophilic chemo-organotroph Acidobacterium capsulatum. FEMS Microbiol Lett 132, 91–94 (1995).
3. ↑ F. Bak, K. Finster and F. Rotfuβ. Formation of dimethylsulfide and methanethiol from methoxylated aromatic compounds and inorganic sulfide by newly isolated anaerobic bacteria. Arch Microbiol 157:529-534 (1992)
4. ↑ J. D. Coates, D. J. Ellis, C. V. Gaw, and D. R. Lovley. Geothrix fermentans gen. nov., sp. nov., a novel Fe(III)-reducing bacterium from a hydrocarbon-contaminated aquifer. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 49:1615–1622, 1999.
5. ↑ S. A. Eichorst, J. A. Breznak, T. M. Schmidt. Isolation and characterization of soil bacteria that define Terriglobus gen. nov., in the phylum Acidobacteria. Appl Environ Microbiol 73:2708-2717 (2007).
6. ↑ D. A. Bryant, A. M. G. Costas, J. A. Maresca, A. G. M. Chew, C. G. Klatt, M. M. Bateson, L. J. Tallon, J. Hostetler, W. C. Nelson, J. F. Heidelberg, and D. M. Ward. Candidatus Chloracidobacterium thermophilum: An aerobic phototrophic acidobacterium. Science, 317:523–526 (2007).
7. ↑ C. R. Kuske, S. M. Barns, and J. D. Busch. Diverse uncultivated bacterial groups from soils of the arid southwestern United States that are present in many geographic regions. Appl. Environ. Microbiol. 63:3614–3621 (1997).
8. ↑ W. Ludwig, S. H. Bauer, M. Bauer, I. Held, G. Kirchhof, R. Schulze, I. Huber, S. Spring, A. Hartmann, and K. H. Schleifer. Detection and in situ identification of representatives of a widely distributed new bacterial phylum. FEMS Microbiol. Lett. 153:181–190 (1997).
9. ↑ P. Hugenholtz, B. M. Goebel, and N. R. Pace. Impact of cultureindependent studies on the emerging phylogenetic view of bacterial diversity. J. Bacteriol. 180:4765–4774 (1998).
10. ↑ J. Zimmermann, J. M. Gonzalez, C. Saiz-Jimenez, and W. Ludwig. Detection and phylogenetic relationships of highly diverse uncultured acidobacterial communities in Altamira Cave using 23S rRNA sequence analysis. Geomicrobiol. J. 22:379–388 (2005).
11. ↑ S. M. Barns, E. C. Cain, L. Sommerville, and C. R. Kuske. Acidobacteria phylum sequences in uranium-contaminated subsurface sediments greatly expand the known diversity within the phylum. Appl. Environ. Microbiol., 73(9):3113–3116 (2007).
12. ↑ P. Hugenholtz et al: Impact of Culture-Independent Studies on the Emerging Phylogenetic View of Bacterial Diversity. In: J. Bact. 180 (18), 4765 – 4774 (1998)
13. ↑ J. Dunbar, S. M. Barns, L. O. Ticknor, and C. R. Kuske. Empirical and theoretical bacterial diversity in four Arizona soils. Appl. Environ. Microbiol. 68:3035–3045 (2002).
14. ↑ D. A. Lipson, and S. K. Schmidt. Seasonal changes in an alpine soil bacterial community in the Colorado Rocky Mountains. Appl. Environ. Microbiol. 70:2867–2879 (2004).
15. ↑ S. Radajewski, P. Ineson, N. R. Parekh and J. Colin Murrell. Stable-isotope probing as a tool in microbial ecology. Nature 403, 646-649 (2000).