Diskussion:Desulforudis audaxviator

Physiologie und Ökologie

Ein schöner Artikel über ein höchst interessantes Lebewesen. Aus mikrobiologischer Sicht habe ich dazu einige Anmerkungen. Ich verstehe sie als Anregungen für die weitere Bearbeitung.--Asw-hamburg (Diskussion) 10:55, 29. Jul. 2015 (CEST)

Lithotrophie

Im Artikel steht:

"Bemerkenswert an diesem Bakterium ist, dass ... als Wasserstoffquelle ... keinerlei organische Verbindungen benötigt werden."

Das ist nicht die Besonderheit an diesem Bakterium. Chemo-lithotrophe Organismen benötigen per Definition keinerlei organische Verbindungen, und es gibt sie quasi überall. In Fachbüchern gibt es sogar die Wortwahl lithotrophic way of life - lithotropher Lebensstil (!) - , in Abgrenzung zum phototrophen und heterotrophen way of life. Solche Bakterien und Archaea nutzen ganz unterschiedliche "Wasserstoffquellen", genauer Elektronendonatoren und Oxidationsmittel (siehe Nutzung von anorganischen Stoffen durch chemotrophe Prokaryoten).

Wie der Name schon vermuten lässt, gehört Desulforudis zu den Desulfurikanten, die unter dem Lemma Desulfovibrionales anschaulich beschrieben sind und ihre Energie durch Desulfurikation gewinnen:

$\mathrm {SO_{4}^{2-}+4\ H_{2}+2\ H^{+}\longrightarrow H_{2}S+4\ H_{2}O}$

Sulfat, Wasserstoff und zwei H⁺ werden umgesetzt zu Schwefelwasserstoff und Wasser. Schwefel wird von der Oxidationsstufe +VI auf -II reduziert, Wasserstoff von der Stufe O auf Stufe +I oxidiert. Unter Standardbedingungen bei pH = 7 je Mol umgesetztes Sulfat freiwerdende Energie entsprechend der Änderung der Freien Enthalpie:

 ΔG₀' = − 112 kJ/mol.

Desulforudis Physiology

Die Nutzung der Freien Enthalpie zur Regeneration von ATP basiert auf dem Prinzip der Chemiosmose. Außen wird H⁺ durch Oxidation von Wasserstoff gebildet, innen verbraucht. Das so entstandene elektrochemische Potenzial treibt die ATP-Synthase an (siehe Abb. rechts).

Besonderheiten des Organismus

Bei der Durchsicht der Fachliteratur (siehe unten) sind mir vielmehr andere Besonderheiten aufgefallen, die Desulfurodis und sein Biotop zu einem sehr bemerkenswerten Ökosystem machen:

1. "a natural ecosystem that appears to have its biological component entirely encoded within a single genome" (Science (10 October 2008)).
   1. In seinem Lebensraum liegt praktisch eine Reinkultur von Desulfurodis vor. Desulfurodis konnte dennoch bislang nicht kultiviert werden (und ist auch deswegen ein Candidatus).
      Nicht kultivierbar ist an sich keine Besonderheit, denn es wurden sehr viele prokaryotische Genome gefunden und analysiert, ohne dass die Kultivierung der zugehörigen Lebewesen gelang. In der Regel liegt die mangelnde Kultivierbarkeit aber wohl daran, dass es sich mei den meisten prokaryotischen Organismen um obligat symbiontische Lebewesen handelt. Das ist bei Desulfurodis definitiv nicht der Fall.
      Die Nicht-Kultivierbarkeit von Desulfurodis könnte daran liegen, dass das mit den wenigen radiolytischen Produkten auskommende oligotrophe Bakterium, obligat oligotroph ist. Inwiefern? Das ist m.E. eine spannende Frage.
   2. Während in anderen Ökosystemen die für die Stoffumsetzungen nötigen Enzyme auf viele syntrophe Organismen verteilt sind, fand sich hier alles in einem einzigen Genom. Das Proteom von Desulfurodis ist daher erstaunlich groß. Es ist sozusagen eine durch horizontalen Gentransfer gebildete Best-of-Sammlung verschiedenster Stoffwechselwege, und eben nicht die auf's nötigeste reduzierte Enzymausstattung eines "primitiven" Bakteriums. Nur: welchen Vorteil hat Desulfurodis davon, wenn es bei jeder Teilung alle möglichen Gene reproduziert, die es in Millionen von Jahren vielleicht nur einmal braucht? Oder liegt seine Generationszeit etwa in dieser Größenordnung?

Nichts besonderes ist dagegen, dass Nemathoden eher Bakterien wie Desulfurodis als E. coli fressen. ich habe Desulfurodis zwar noch nicht probiert, glaube aber nicht, dass er eine Delikatesse ist. Aber E. coli stinkt, und viele Stämme sind für tierische Vielzeller pathogen. --Asw-hamburg (Diskussion) 10:55, 29. Jul. 2015 (CEST)

Literatur

• Desulforudis ist lithoautotroph!: MicrobeWiki
• Nasa Übersicht
• The Deep, Dark Energy Biosphere: Intraterrestrial Life on Earth (Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2012. 40:551–6)
• comparative genomic analysis of energy metabolism in sulfate reducing bacteria and archaea (Front. Microbiol., 19 April 2011)

--Asw-hamburg (Diskussion) 20:10, 28. Jul. 2015 (CEST)