| „Candidatus Hadarchaeota“ | ||||||||
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Visualisierung von Hadarchaeota-Zellen in einem mikrobiellen Aggregat (Überlagerung von drei Fluoreszenzkanälen) | ||||||||
| Systematik | ||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||
| „Candidatus Hadarchaeota“ | ||||||||
| Chuvochina et al. 2019 |
„Candidatus Hadarchaeota“ ist ein 2019/2023 von Maria Chuvochina, Christian Rinke, Donovan Parks, Philip Hugenholtz et al. bezeichnetes Kandidatenphylum von Archaeen im Reich Methanobacteriati mit Typusklasse „Ca. Hadarchaeia“.
„Candidatus Hadesarchaeota“ ist ein 2017 von Violette Da Cunha, Morgan Gaia, Patrick Forterre et al. bezeichnetes Kandidatenphylum von Archaeen (ebenfalls) aus dem Reich Methanobacteriati mit Typusklasse Klasse „Ca. Hadesarchaea“, die früher als South-African Gold Mine Miscellaneous Euryarchaeal Group (SAGMEG) bezeichnet wurde. Eine weitere veraltete Bezeichnung für diese Gruppe ist „Stygia“ (s. u.).
Beide Archaeenphyla sind in der maßgeblichen List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) trotz der Namensähnlichkeit getrennt und nicht als Synonyme gelistet.
Die Genome Taxonomy Database (GTDB) kennt von beiden Phyla nur Hadarchaeota. Die in der LPSN unter „Ca. Hadesarchaeota“ gelisteten Stämme bzw. DNA-Sequenzen (MAGs) sind der GTDB entweder nicht bekannt oder haben eine für die Berechnung unzureichende Qualität.
Die Taxonomie des National Center for Biotechnology Information (NCBI) kennt ebenfalls von den beiden Phyla nur „Ca. Hadarchaeota“, synonymisiert aber auf Klassenebene die „Hadesarchaea“ mit „Ca. Hadarchaeia“. In diesem Artikel werden die Typusklassen der beiden Phyla entsprechend der NCBI-Taxonomie als synonym betrachtet, was dann in Konsequenz auch für die beiden Phyla selbst gelten muss.
Dies wird unterstützt durch die übereinstimmende Lebensweise: Es handelt sich um thermophiler Mikroorganismen, die in tiefen Minen, heißen Quellen, marinen Sedimenten und anderen Umgebungen tief im Boden gefunden wurden.
Weitere Veröffentlichungen zeigen im Vergleich, dass einzelne Stämme (korrekter: MAGs oder andere Gensequenzen) Spezies, Gattungen usw., mit unterschiedlichen Bezeichnungen zugeordnet wurden, sodass sich weitere Synonymien ergeben. Insbesondere sind das:
Diese Vorgehensweise ist auch verträglich mit David Benito Merino et al. (2024) und Hua et al. (2019) – wenn nicht gar erforderlich.
Die Kultivierung dieser Archaeen ist äußerst schwierig, so dass in der Forschung heute in großem Ausmaß auf kultivierungsunabhängige Methoden wie die Metagenomik zurückgegriffen wird.



Die ersten dieser Archaeen (SAGMEG, Kandidatenklasse Hadarchaeia oder Hadesarchaea) wurden in einer Goldmine in Südafrika entdeckt. Dort leben sie in einer Tiefe von etwa 3 km ohne Sauerstoff und Licht. Später wurden weitere auch im Mündungsgebiet (Ästuar) des White Oak River (WOR) in North Carolina und im Lower Culex Basin (LCB) des Yellowstone-Nationalparks gefunden. Diese Habitate haben eine Temperatur von etwa 70 °C und sind stark alkalisch. Nach einer 2019 veröffentlichten Untersuchung phylogenetischer Markergene in Böden alter Bergbaugebiete im östlichen Harzgebiet könnte es weitere Vorkommen auch dort geben.
Diese Archaeen wurden auch in Meeresumgebungen gefunden. Zu diesen Gebieten gehören unter anderem Kaltquellsysteme (cold seep systems) im Südchinesischen Meer zwischen Vietnam, China und Luzon (Philippinen), wo sie als dominierendes Mitglied der dortigen Archaeen-Gemeinschaft identifiziert wurden. In den gashydrathaltigen Sedimenten bei diesen Kaltquellen spielen sie eine wichtige Rolle im biogeochemischen Kreislauf. Hadesarchaea wurden auch unter dem Meeresboden im Guaymas-Becken und vor der Küste des mexikanischen Bundesstaates Sonora (Sonora Margin) im Golf von Kalifornien gefunden.
Hadesarchaea wurden außer in diesen geologischen Habitaten (Meeressedimente, Minen und heißen Quellen) auch im Darmmikrobiom bestimmter Fischarten nachgewiesen. Ein Beispiel ist der in den indischen Bundesstaaten Assam, Bihar und Westbengalen heimische Süßwasser-Kugelfisch (Tetraodon cutcutia [Leiodon cutcutia]), wo Hadesarchaea die zweithäufigste Archaeen-Gruppe in dessen Mikrobiom darstellen. In ähnlicher Häufigkeit wurden sie auch im Darm von fleischfressenden Lachsen und pflanzenfressenden Graskarpfen gefunden. Trotz dieser Häufigkeit im Mikrobiom vieler Fische ist nicht vollständig bekannt, wie sie die Gesundheit und die trophische Ebene dieser Fische beeinflussen.
Im Jahr 2016 veröffentlichten Brett J. Baker, Thijs J. G. Ettema et al. eine Studie, in der sie die Identifizierung einer neuen Kandidatenklasse „Hadesarchaea“ innerhalb des heutigen Archaeen-Reichs Methanobacteriati (früher „Euryarchaeida“ oder „Euryarchaeota“ s. l.) per Metagenomik aus Proben vom Ästuar des White Oak River (Hadesarchaea archaeon DG-33) und vom Lower Culex Basin im Yellowstone-Nationalpark (Ca. Hadarchaeum yellowstonense YNP_45) bekannt gaben. Bei 2018/2020 an der Universität Hongkong vorgenommenen Datenanalysen von bereits 2012 aus dem Obsidian Pool (ebenfalls im Yellowstone-Nationalpark) entnommenen Proben konnte ein weiterer Stamm SpSt-756 der Spezies „Ca. Hadarchaeum yellowstonense“ aus dem Lower Culex Basin identifiziert werden.
Aufgrund ihres kleinen Genoms wird angenommen, dass die Genome der Hadesarchaea – möglicherweise als Folge von Nährstoffmangel – einer Genomverschlankung (genome streamlining) unterlagen.
Hadesarchaea sind unter den bekannten Archaea insofern einzigartig, als sie Kohlenmonoxid und Wasserstoff oxidieren können, und so im tiefen Boden Kohlenstoff fixieren können (wobei Wasser als Nebenprodukt entsteht). Aus den metagenomisch assemblierten Genom-Daten (MAGs) geht hervor, dass sie Gene besitzen, die mit dem Wood-Ljungdahl-Kohlenstofffixierungsweg, der Methanogenese und dem Alkanstoffwechsel in Verbindung stehen. Darüber hinaus wurde berichtet, dass die Genome von Hadesarchaea Gene enthalten, die es ihnen ermöglichen, Zucker und Aminosäuren in einem heterotrophen Lebensstil zu verstoffwechseln und eine dissimilatorische Nitrit-Reduktion zu Ammonium durchzuführen. Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass diese Organismen an bedeutenden geochemischen Prozessen beteiligt sind.
Jolien van Hooff, Laura Eme et al. hatten, wie im Juli 2025 veröffentlicht, die Verteilung von Condensinen analysiert, darunter SMC-Proteine, Kleisin und Kite-Paraloge. Wie sich zeigte, beherbergen viele Archaeen zwei vollständige SMC-Komplexe. Eine genaue Untersuchung bei einigen repräsentativen Arten zeigte, dass die diese Paraloge kodierenden Sequenzen im Genom in unterschiedlichen Operons organisiert sind, die jeweils alle drei SMC-Untereinheiten kodieren. Die meisten Arten, die beide Komplexe besitzen, gehören zu den Reichen Thermoproteati und Promethearchaeati (TACK- respektive Asgard-Supergruppe; zusammen Proteoarchaea); dennoch tragen sie auch einige Vertreter des Reichs Methanobacteriati (Euryarchaeida oder Euryarchaeota s. l.), darunter befinden sich insbesondere Hadesarchaeota. Da sich die Euryarchaeida noch früher von den TACK- und Asgard-Archaeen abgespalten haben, könnte dies auf einen noch älteren Ursprung dieser beiden Komplexe hindeuten. Allerdings sind die phylogenetischen Beziehungen der Phyla dieses Reichs derzeit (Juli 2025) noch immer in der Diskussion.
Von Thermophilen Hadarchaeota, darunter insbesondere die Gattung „Ca. Melinoarchaeum“, ist bekannt, dass sie auf langkettigen Alkanen (wie Hexadecan) wachsen. Sie aktivieren dabei zunächst die Alkane über Alkyl-Coenzym-M-Reduktasen (ACRs, vgl. Methyl-Coenzym-M-Reduktase, MCR). Die aktivierten Alkane werden anschließend, wahrscheinlich per β-Oxidation, zu kleinen Molekülen wie Kohlendioxid (CO2), Wasserstoff (G2) und Acetat (H3COO−) abgebaut. Dieser Prozess findet in Syntrophie mit Methanogenen statt, die den von „Ca. Melinoarchaeum“ erzeugten niedermolekularen Produkte (wie den Wasserstoff) als Substrat nutzen, um Methan zu produzieren. Unter den in dieser syntrophen Beziehung lebenden Methanogenen wurden Vertreter der Gattungen Methanothermobacter (hydrogenotroph, d. h. Wasserstoff verwertend) und Methanothrix (acetoklastisch, d. h. Essigsäure/Acetat-spaltendend) ausgemacht. Die syntrophe Beziehung ist wahrscheinlich obligat, was bedeutet, dass „Ca. Melinoarchaeum“ und die vergesellschafteten Methanogenen für ihr Wachstum und Überleben voneinander abhängig sind. Für eine mögliche Kultivierung bedeutet das, dass man „Ca. Melinoarchaeum“ (wie vermutlich viele andere Vertreter des Phylums) nur in Co-Kultivierung mit anderen Mikroorganismen halten kann.

Eine weitere Besonderheit der Hadesarchaea-Archaeen ist ein extrem häufiges Vorkommen von G-Quadruplexen im ihrem Genom (G4-DNA), wie Václav Brázda, Patrick Forterre et&al. (2020) zeigten. Bei dem vermutlich ebenfalls zur Gattung „Ca. Melinoarchaeum“ gehörenden Isolat WYZ-LMO6 (s. u.) ist beispielsweise mehr als 50 % des Genoms potenzieller Teil eines G4-Motivs.
Wie von Timothy M. Ghaly (2022) aufgezeigt, gibt es im Genom des zur Kandidatenfamilie Hadarchaeaceae gehörenden Isolats DG-33 (GTDB-Spezies DG-33 sp001515185) Integrons.
Die Gruppe MSBL1 (MSBL-1, Kandidatenklasse Persephonarchaeia, Persephonarchaea oder Persephonearchaea) ist eine bisher (Stand Mitte August 2025) unkultivierte Archaeenlinie, die in tiefen hypersalinen anoxischen Becken (deep hyper-saline anoxic basins, DHABs) des Mittelmeers, des Roten Meeres und des Golfs von Mexiko reichlich vorhanden und weit verbreitet ist. Sie wurde mittels phylogenetischer Untersuchungen auf Grundlage der ribosomalen RNA (rRNA) sowie weiterer konservierter Gene identifiziert. Die Analyse von Mwirichia et al. (2016) zeigte, dass diese Archaeen Glukose über den Embden-Meyerhof-Parnas-Weg abbauen können. In Abwesenheit von organischem Kohlenstoff kann Kohlendioxid jedoch über die Ribulose-Biphosphat-Carboxylase (RuBisCO), den Wood-Ljungdahl-Weg oder den reduktiven Citratzyklus (reduktiver TCA-Zyklus, von englisch reductive tricarboxylic acid cycle) gebunden werden.
16S-rRNA-Sequenzdaten dieser Gruppe wurden auch in anderen Umgebungen gefunden, darunter:
Die Aminosäure Pyrrolysin (Pyl) wurde 2002 als 22. proteinogene Aminosäure identifiziert (Hao et al., 2002; Srinivasan et al., 2002). Aus biochemischer Sicht ist Pyrrolysin eine typische L-Lysin-Aminosäure, an deren Seitenkette über eine Amidbindung ein Pyrrolring angebunden ist. Die Zucker fermentierenden Archaeen der Gruppe MSBL1 („Persephonarchaea“) aus den hypersalinen Tiefen des Roten Meeres verfügen über einen vollständigen Satz von Genen für die Pyl-Synthese sowie mtmB-, mtbB- und mttB-Gene für Mono-, Di- und Trimethylamin-Methyltransferasen.
Das Isolat (bzw. die Genomsequenz) B88_G9 stammt aus einer Probe, die 2008 beim Tauchgang 4571 des Tiefsee-U-Boots Alvin vom Hydrothermal-Schlot Vent 2 im Guaymas-Becken (Golf von Kalifornien) eingesammelt wurde (G9 steht für Guay[mas]9). Das Isolat wird von der NCBI-Taxonomie der Klasse Thermococci der Methanobacteriota („Euryarchaeota“ s. s.) zugeordnet, von der GTDB aber in eine eigene Klasse (provisorische Bezeichnung c__B88-G9) der Hadarchaeota gestellt.

Lange Zeit war die Existenz von Hadesarchaea (oder SAGMEG) und ihre charakteristische phylogenetische Position im Stammbaum des Lebens nur aufgrund der Sequenzierung einzelner Gene vermutet worden. Im Jahr 2016 gelang es Wissenschaftlern mithilfe der metagenomischen Schrotschuss-Sequenzierung (shotgun sequencing), mehrere nahezu vollständige Genome dieser Archaeen zu assemblieren. Es zeigte sich, dass das Genom der Hadesarchaea eine Größe von etwa 1,5 Megabasenpaaren (Mbp) hat, was etwa 0,5 Mbp kleiner ist als das der meisten bis dahin bekannten Archaeen. Zwar konnten diese Archaea bisher (Stand 2025) im Labor nicht erfolgreich kultiviert werden, ihre metabolischen Eigenschaften wurden daher aus den genomischen Rekonstruktionen abgeleitet. Hadesarchaea könnten sich aufgrund der genetischen Ähnlichkeit mit anderen methanogenen Organismen zusammen mit diesen aus einem methanogenen Vorfahren entwickelt haben.
Die Verwandtschaftsgruppe (Klade) aus der Kandidatenklasse „Ca. Hadarchaeia“ (synonym: „Ca. Hadesarchaea“, früher SAGMEG) zusammen mit nahe verwandten, ebenfalls aufgrund von Metagenomik-Daten vorgeschlagenen Gruppen wird als Kandidatenphylum „Ca. Hadarchaeota“ bzw. „Ca. Hadesarchaeota“ bezeichnet. Sie ist Teil des Archaeen-Reichs Methanobacteriati (früher als „Euryarchaeida“ bzw. vor Einführung der taxonomischen Rangstufe Reich für Bakterien und Archaeen auch als Superphylum „Euryarchaeota“ s. l. bezeichnet).
Für die Mediterranean Seafloor Brine Lake Group 1 (MSBL-1) als Schwesterklasse von „Ca. Hadesarchaea“ (SAGMEG) schlugen Adam et al. 2017 die Bezeichnung „Ca. Persephonarchaea“ vor. Für die aus beiden Klassen bestehende Klade innerhalb der Euryarchaeota s. l. (d. h. Methanobacteriati) schlug das Team die Bezeichnung „Stygia“ vor, dieser Name wird daher als ein Synonym für das Phylum verstanden.
Die unten wiedergegebene Liste (Stand Mitte August 2025) folgt in erster Linie der Systematik der LPSN. Die in der LPSN vorgenommene Trennung von „Ca. Hadarchaeota“ und „Ca. Hadesarchaeota“ hat sich insbesondere aufgrund neuerer Veröffentlichungen, insbesondere Yu et al. (2024), als undurchführbar erwiesen. Es werden daher die oben angenommenen Synonymien zugrunde gelegt. Die Taxonomie der LPSN ist dennoch transparent dargestellt, da sie beiden LPSN-Zweige „Ca. Hadarchaeota“ und „Ca. Hadesarchaeota“ unterschiedlich referenziert sind.
Der Stamm JZ-1 bin_103 ist nach der LPSN der Referenzstamm der Spezies „Ca. Methanourarchaeum thermotelluricum“ („Ca. Hadesarchaeaceae“). Gemäß der GTDB gehört dieser Stamm zur Spezies „Panguiarchaeum symbiosum“ (Panguiarchaeales, ?Korarchaeia), neben deren Referenzstamm JZ-1.bin_83ᵀ.
Leider ist für die Spezies „Ca. Cerberiarchaeum oleivorans“ (Familie „Ca. Cerberiarchaeaceae“) in der LPSN kein Referenzstamm angegeben, bei Yu et al. (2024) ist dieser mit HD70(Hexadecane degradation 70 °C) benannt. In der Genbank (Nucleotide) zur NCBI-Taxonomie sind zwei Stämme mit dieser Bezeichnung hinterlegt:
Der letztere ist in der GTDB der Spezies DYTO01 sp029259175 aus der Familie „Ca. Hadarchaeaceae“ zugeordnet (verschieden von „Ca. Cerberiarchaeaceae“). Der erstere wurde dort der Spezies JAPDJF01 sp029259185 aus de Familie f__WYZ-LMO6 zugeordnet (synonym zu „Ca. Cerberiarchaeaceae“). Diese Familie hat in der GTDB zwei Gattungen, neben JAPDJF01 noch WYZ-LMO6(synonym zu „Ca. Melinoarchaeum“). Eine Synonymie von JAPDJF01 sp029259185 mit „Ca. Cerberiarchaeum oleivorans“ erscheint daher möglich oder wahrscheinlich, wenn Cerberiarchaeum oleivorans HD70 angesichts übereinstimmender Autorenschaft und Fundort den Stamm Hadesarchaea archaeon isolate S4B3_HD70 bezeichnet. Weitere mutmaßlichen Synonyme sind daher:
Der bei David Benito Merino et al. (2024) in der Spezies Hadarchaeota sp. 6 gelistete Stamm „Hadarchaeum HD70-2“ kann kein Mitglied der Gattung „Ca. Hadarchaeum“ sein, da „Ca. Hadarchaeum yellowstonense“ (alias Hadarchaeota sp. 17) in einem ganz anderen Zweig des Phylums lokalisiert ist. Stattdessen steht er basal in einer Klade mit den Spezies Hadarchaeota sp. 7 (Stamm SpSt-85) und Spezies Hadarchaeota sp. 8 (Stämme SpSt-591 und SpSt-680), in deren Klade bei Yu et al. (2024) der Stamm DR5 53 9 (lt. GTDB Spezies DYTO01 sp020725895) basal steht. Eine Identität von S4B4_HD70 mit HD70-2 ist also möglich oder wahrscheinlich, zumindest scheinen beide der Gattung DYTO01 anzugehören.

Phylum „Candidatus Hadarchaeota“ Chuvochina et al. 2019 bzw. 2023 Lc N G
[„Candidatus Hadesarchaeota“ Da Cunha et al. 2017 Ld
„Stygia“ Adam et al. 2017 L A]


Anm.: Der erstgenannte „Stamm“ (bzw. DNA-Sequenz, MAG) ist die Referenz.
Der Name „Hadesarchaea“ wurde zuerst 2016 von Baker et al. vorgeschlagen als eine Anspielung auf den griechischen Gott der Unterwelt Hades, für die zuvor provisorisch nach ihrem Fundort „South-African Gold Mine Miscellaneous Euryarchaeal Group“ (SAGMEG) bezeichnete Archaeengruppe.
Die vorläufige Bezeichnung der Schwestergruppe der Hadesarchaea, „Mediterranean Seafloor Brine Lake Group 1“ (MSBL1 oder MSBL-1) verweist ebenfalls auf ihren ursprünglichen Fundort. Die von Adam et al. 2017 für diese Gruppe vorgeschlagene Bezeichnung „Persephonarchaea“ verweist auf die griechische Unterweltsgöttin Persephone.
Die Bezeichnung „Stygia“ verweist auf der Unterweltsfluss Styx der griechischen Mythologie, bzw. dessen Flussgöttin (weibliche Form).