Acidobacteriaceae

Die Acidobacteriaceae sind eine Familie von Bakterien. Hier sind acidophile, also "säureliebende" Arten vertreten. Viele zeigen sehr langsames Wachstum und waren schwer zu isolieren. Fundorte sind saure Umgebungen, darunter Böden, Termitenmägen, Torfmoos und saure Bergbauminen.

Acidobacteriaceae
Terriglobus roseus
Systematik
Klassifikation: Lebewesen Domäne: Bakterien (Bacteria) Abteilung: Acidobacteriota Klasse: Terriglobia Ordnung: Terriglobales Familie: Acidobacteriaceae
Wissenschaftlicher Name
Acidobacteriaceae
J.C. Thrash und J.D. Coates 2012

Merkmale

Die Zellen sind kokkoid oder stäbchenförmig und teilen sich durch eine binäre Teilung: Aus einer Mutterzelle gehen zwei gleichgroße Tochterzellen hervor. In älteren Kulturen können die Zellen Rosetten bilden.^[1] Sie kommen als Einzelzellen, Paare, Klumpen oder kurze Ketten vor.^[1]

Sie sind gramnegativ: Die Zellwand besteht aus zwei Membranen, eine innere und eine äußere und einem dazwischen liegenden, periplasmatischen Raum mit einer dünnen Mureinschicht. Sie bilden keine Sporen. Mehrere Arten bilden Kapseln. Etwa die Hälfte der beschriebenen Arten sind beweglich. Je nach Art sind es einzelne oder peritrichöse Flagellen.^[2][1]

Stoffwechsel

Der Stoffwechsel der Arten beruht auf der Atmung, sie benötigen in der Regel Sauerstoff (aerob) und sind chemoorganotroph. Einige Arten tolerieren auch niedrigen Sauerstoffgehalt (mikroaerophil) und können hierbei Eisen(III)-Mineralien zum Stoffwechsel nutzen. Hierzu zählt Acidicapsa acidiphila und Acidicapsa ferrireducens. Bei wenigen Arten findet unter anoxischen Bedingungen eine Gärung (Fermentation) statt. Die Art "Candidatus Chloracidobacterium thermohilum" kann die Photosynthese durchführen, benötigt hierbei aber noch organische Stoffe für den Stoffwechsel, es ist photoherotroph. Das Photosynthesesystem ähnelt stark den der Grünen Schwefelbakterien (Clorobiaceae). Eventuell erlangte das Bakterium diese Fähigkeit durch eine horizontalen Gentransfer.^[3]

Die Arten nutzen vorwiegend verschiedene Zucker als Kohlenstoff- und Energiequelle. Einige Vertreter sind in der Lage, komplexe abzubauen, wie z. B. Cellulose, Chitin, Stärke oder Xylan.

Die Tests auf Katalase und Cytochrom-C-Oxidase fallen je nach Gattung unterschiedlich aus. Die meisten Arten sind Oxidase-negativ. Verschiedenen Gattungen besitzen Enzyme zum Abbau von Kohlenhydraten (z. B. α- und β-Glucosidasen, α- und β-Galactosidase) festgestellt. Darüber hinaus sind Enzyme für den Abbau von Phosphatestern und Proteinen, alkalische und saurePhosphatasen, Naphthol-AS-BI-Phosphohydrolase, Leucin-Arylaminidase, Valin-Arylaminidase und N-Acetyl-β-Glucosaminidase vorhanden.

Alle Gattungen der Acidobacteriaceae enthalten das Menachinon MK-8 als wichtigstes respiratorisches Chinon. Ein Kennzeichen ist die membranumspannende Fettsäure 13,16-Diamethyloctacosandisäure (auch als Isodiabolinsäure bezeichnet, engl.: 13,16-dimethyl octacosanedioic acid, iso-diabolic acid), die auch bei anderen Gruppen der Acidobacteria zu finden ist. Es handelt sich um verzweigte "Glycerol-Dialkyl-Glycerol-Tetraether". Dieses Lipid ist bei den Bakterien selten, es wird z. B. auch von dem mit Actinobacteria nicht verwandten Bakterium Thermoanaerobacter gebildet.^[4]

Systematik

Die erste beschriebene Gattung der Familie war Acidobacterium capsulatum. Das Phylum wurde 1997 auf der Grundlage von 31 vollständigen 16S-rRNA-Gensequenzen aus unkultivierten Organismen und nur drei kultivierten Arten beschrieben. Andere Gattungen der Familie wurden erst viel später beschrieben, und die Familie wurde in der 2. Auflage von Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology offiziell benannt.^[5] Sie zählt zu der Ordnung Terriglobales innerhalb des Phylums Acidobacteriota. Im Dezember 2025 waren ca. 20 Gattungen eingetragen.^[6] Viele Arten sind acidopil ("säureliebend"), von daher der Name Acidobacteriaceae.

Es folgt eine Liste einiger Gattungen:

• Acidicapsa Kulichevskaya et al. 2012
• "Candidatus Acidiflorens" Woodcroft et al. 2018
• Acidisarcina Belova et al. 2022
• Acidobacterium Kishimoto et al. 1991
• Alloacidobacterium Zhang et al. 2022
• Bryocella Dedysh et al. 2012
• "Candidatus Chloracidobacterium" Bryant et al. 2007
• Edaphobacter Koch et al. 2008
• Granulicella Pankratov and Dedysh 2010
• Occallatibacter Foesel et al. 2016
• Paracidobacterium Zhang et al. 2022
• Silvibacterium Lladó et al. 2016
• Telmatobacter Pankratov et al. 2012
• Terracidiphilus García-Fraile et al. 2016
• Terriglobus Eichorst et al. 2007
• Tunturiibacter Messyasz et al. 2024

Ökologie

Arten der Acidobacteriaceae zeigen einen sehr unterschiedlichen Temperaturbereich für ihr Wachstum. So zeigt Bryocella elongata noch bei 6 °C Wachstum, bestes Wachstum findet bei 20–24 °C statt, die Art ist kryophil ("kälteliebend"). Arten der Gattung Acidobacterium wachsen dem hingegen bei 15–55 °C, optimales Wachstum findet bei 40 °C statt.

Vertreter wurden aus verschiedenen Bodenumgebungen isoliert, darunter subtropische Savannenböden, Tundraböden, alpine Böden und Waldböden der gemäßigten Klimazone, aber auch aus dem Hinterdarm von Termiten (Gattung Terriglobus zugeordnete 16S-rRNA-Gensequenzen), saurem Grubenwasser, Kirschbaumrinde oder aquatischen Umgebungen wie sauren Grubenseen. So wurden Arten von Acidicapsa aus einem Sphagnum-Torfmoor, aus einem Birkenwaldes, aus Laubwaldboden und sauren Grubenseen isoliert, eine Art von Acidiphila stammt aus einer Anlage zur Behandlung von saurem Grubenwasser. Edaphobacter-Arten stammen aus einem alpinen Rendzina Boden, aus Laubwaldboden und aus einem sauren Lateritboden. Arten von Terriglobus stammen aus der subtropischem Savanne, Boden, Süßwasser eines Einlaufbeckens und einer Rhizosphäre. Sie scheinen bevorzugt in sauren Böden, mit einem pH-Wert zwischen 3,5 und 5,5 vorzukommen, wobei der Höchstwert bei einem pH-Wert von 4,5 lag.^[7]

Auch mit Flechten assoziierte Bakteriengemeinschaften enthalten viele Arten dieser Familie. Beispielsweise machen Acidobacteria, darunter Mitglieder der Acidobacteriaceae, über 90 % der Bakteriengemeinschaft aus, die mit der Krustenflechte Ophioparma assoziiert ist.^[7]

Viele Arten zeigen ein langsames Wachstum. Eine Hypothese, die auf ihren Genommerkmalen basiert, lautet, dass sie somit an nährstoffarme Bedingungen angepasst sind und lange Trockenperioden überstehen können.^[7]