| Lokiarchaeen s. s. | ||||||||||||
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Promethearchaeum syntrophicum, | ||||||||||||
| Systematik | ||||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name der Klasse | ||||||||||||
| Promethearchaeia | ||||||||||||
| Imachi et al. 2024 | ||||||||||||
| Wissenschaftlicher Name der Ordnung | ||||||||||||
| Promethearchaeales | ||||||||||||
| Imachi et al. 2024 | ||||||||||||
| Wissenschaftlicher Name der Familie | ||||||||||||
| Promethearchaeaceae | ||||||||||||
| Imachi et al. 2024 |
Promethearchaeia ist eine Klasse von Archaeen. Derzeit (Stand 4. Juni 2025) ist sie die einzige Klasse des Phylums Promethearchaeota innerhalb des Reiches der Asgard-Archaeen (Promethearchaeati) und besteht ihrerseits nur aus einer offiziell anerkannten Ordnung Promethearchaeales, diese wiederum aus der einzigen gültig veröffentlichten Familie Promethearchaeaceae. Auch wenn besagte Taxa in der offiziellen Systematik monotypisch sind, also jeweils nur ein einziges Subtaxon umfassen, so kann es durchaus Vorschläge für jeweils weitere Mitglieder geben, die dann Schwestertaxa zu dem bisherigen offiziellen Subtaxon darstellen.
Die Klasse bzw. das Phylum umfasst die Mitglieder der früher als Deep Sea Archaeal Group (DSAG) oder auch Marine Benthic Group B (MBG-B) bezeichneten Archaeengruppen. Dazu gehören insbesondere die als Lokiarchaeen bekannten Vertreter, ehemals sensu lato als Phylum „Ca. Lokiarchaeota“ bzw. sensu stricto als Familie „Ca. Lokiarchaeaceae“. Als typische Asgard-Archaeen gehören der Familie und damit der Klasse die zuerst anhand der Metagenomik-Gensequenz GC14_75 identifizierte Kandidatengattung „Ca. Lokiarchaeum“ an. Es folgte 2019/2020 nach 12 Jahren Forschungsarbeit die Co-Kultivierung durch Hiroyuki Imachi et al. der inzwischen gültig veröffentlichen Spezies (Typusart) Promethearchaeum syntrophicum (Stamm MK-D1). Zur Jahreswende 2022/2023 wurde nach diesmal sechs Jahren Forschungsarbeit die erfolgreiche Co-Kultivierung einer weiteren Spezies, Ca. Lokiarchaeum ossiferum (Stamm Loki-B35), bekannt gegeben.
Für diese immer umfangreichere Verwandtschaftsgruppe wurde 2017 erstmals die Bezeichnung „Asgard“ vorgeschlagen (Supergruppe der Asgard-Archaeen, heute offiziell Reich (Biologie) Promethearchaeati). Dieses Reich (englisch kingdom) umfasst neben den Lokiarchaeen deren Schwesterklassen „Ca. Odinarchaeia“, „Ca. Heimdallarchaeia“ und andere. Zusammen bilden die Asgard-Archaeen eine Schwesterklade des TACK-Superphylums (heute Reich Thermoproteati) innerhalb der übergeordneten Supergruppe „Proteoarchaeota“ („Proteoarchaea“).
Obgleich Mitglieder der Klasse bzw. der Familie der Lokiarchaeen als Archaeen Prokaryoten sind, finden sich in ihnen einige Gene, welche bislang nur bei Tieren, Pflanzen, Pilzen und anderen Eukaryoten gefunden wurden, sogenannte eukaryotische Signaturgene. Die Asgard-Archaeen (und unter ihnen die zuerst entdeckten Lokiarchaeen) werden daher auch als eine Art Missing Link zwischen Archaeen und Eukaryoten angesehen. Seit der Entdeckung weiterer Gruppen der Asgard-Archaeen (insbesondere der Heimdallarchaeen) wird diskutiert, welche dieser Gruppen den Eukaryoten am nächsten steht. Es sind daher weitere Untersuchungen nötig, um den Ausgangspunkt und die Zwischenschritte dieses evolutionären Übergangs und ihre Reihenfolge aufzuklären.
Das organische Material, in dem die spezielle genetische Signatur der Lokiarchaeen identifiziert wurde, stammt aus Proben von marinen Sedimenten, die in einem Geothermalgebiet in der arktischen Tiefsee zwischen Nordwesteuropa und Grönland entnommen wurden (im Mohn-Knipovich-Bogen am nordöstlichen Ende des Mohn-Rückens, im Übergang zum Knipovich-Rücken). Dieses Geothermalgebiet wurde wegen der bizarren Formen der Schlote seiner Schwarzen Raucher von seinen Entdeckern „Lokis Schloss“ (englisch Loki’s Castle) genannt. Der Kandidatenname „Lokiarchaeum“ (ebenso wie die frühere Bezeichnung „Ca. Lokiarchaeota“) nimmt zudem darauf Bezug, dass die Lokiarchaeen ihre Zellform ändern können und der nordische Gott Loki, der Sage nach, ein Formwandler war.

Eine der drei damals gefundenen Teilgenome (Loki1 = Lokiarchaeum, Loki2 und Loki3; vgl. Abbildung) weist einen signifikant niedrigeren GC-Gehalt als die beiden anderen auf. Das bedeutet, dass sie einen unterschiedlichen Gehalt der DNA-Basen Guanin und Cytosin in ihrer DNA aufweisen. Dieser Unterschied kann nur aus einer erheblichen Menge an unterschiedlichen Punktmutationen der beiden Äste der Lokiarchaeen resultieren.
Die vergleichende Untersuchung der Genome von Lokiarchaeum ossiferum und denen von bekannten Eukaryoten lässt stark vermuten, dass diese Organismen eine gemeinsame phylogenetische Vergangenheit und einen gemeinsamen monophyletischen Stammbaum haben.
Das allgemein anerkannte Drei-Domänen-Modell von Carl Woese teilt alle zellulären Lebewesen ein in Archaea, Bakterien und Eukaryoten. Eukaryoten sind alle Vielzeller wie Tiere, Pilze, Pflanzen und die Protozoen. Sie sind gemeinsam charakterisiert durch ihre großen, hoch entwickelten Zellen, deren Energiehaushalt durchweg auf mitochondrialen ATP-Synthasen beruht und bei denen die DNA in eine Kernmembran eingebettet ist. Bakterien und Archaeen sind anscheinend ihre Vorfahren, und es wurden 3,8 Milliarden Jahre alte fossile Spuren der Lipide von Archaeen gefunden. Die Evolution der Eukaryoten war vermutlich erst vor 1,6 bis 2,1 Milliarden Jahren abgeschlossen. Für diese Evolution aus prokaryotischen Archaeen ist Lokiarchaeum anscheinend ein Missing Link. Dessen letzter gemeinsame Vorfahr mit den Eukaryoten hatte vor ca. zwei Milliarden Jahren vermutlich die Gene entwickelt, die unabdingbar für das Entstehen der komplexen eukaryotischen Zellstrukturen waren und dafür wie ein „Starter-Kit“ wirkten.

Die Zellen von Promethearchaeum syntrophicum haben lange „Tentakel“, in denen Partnermikroben nisten, welche ihm womöglich als „Protomitochondrien“ verbesserte Überlebenschancen bei steigendem Sauerstoff während der Großen Sauerstoffkatastrophe ermöglichen konnten und von den Tentakeln – als Vorfahren der Mitochondrien – umschlossen und endogenisiert wurden. Laut ihrem E3-Modell fand so die Eukaryogenese statt.
Entsprechend kladistischer Argumentation wären dann die Eukaryota (und damit der Mensch) ebenfalls der Asgard-Gruppe zugehörig. Ein Gegenmodell nennt sich „Ring des Lebens“ (englisch ring of life). Hier wird die Bedeutung der Alphaproteobakterien als Proto-Mitochondrien hervorgehoben. Die Eukaryonten entstehen aus einem Verschmelzungsprozess, die (weiterhin) eine eigene Domäne für sie berechtigt erscheinen lässt.
Eine Zusammenfassung der Diskussion findet sich bei Traci Watson (2019).
Der taxonomische Rang der Asgard-Teilgruppen ist derzeit (2019–2025) noch in Diskussion. Je nach Rang tragen die bezeichneten Taxa dann Namen mit je nach Autor unterschiedlichen Endungen. Mit der Einführung von kingdom, deutsch ‚Reich‘, lateinisch regnum als taxonomischem Rang bei Prokaryoten in der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) und der Taxonomie des National Center for Biotechnology Information (NCBI) war eine Reorganisation der Systematik der Prokaryoten verbunden. Die Genome Taxonomy Database (GTDB) ist daran bisher nur teilweise angepasst. Mit Stand 1. Juni 2025 ist diese für die Lokiarchaeen wie folgt (Mitglieder aus Metagenomik nur beispielhaft):
Phylum Promethearchaeota Imachi et al. 2024 [„Ca. Lokiarchaeota“ corrig. Spang et al. 2015, „Ca. Lokiarchaeia“ Bulzu et al. 2019 Deep Sea Archaeal Group, DSAG, Marine Benthic Group B, MBG-B — „Candidatus Baldrarchaeia“ Liu et al. 2021, „Ca. Borrarchaeota“ Liu et al. 2021, „Ca. Hermodarchaeota“ Liu et al. 2021, „Ca. Njordarchaeota“ Xie et al. 2022, „Ca. Odinarchaeota“ Zaremba-Niedzwiedzka et al. 2017, „Ca. Wukongarchaeota“ Liu et al. 2021]
Anmerkungen:
Die Genome Taxonomy Database (GTDB) benutzt für dieselben Kladen niedrigere taxonomische Rangstufen. Sie fasst die Gruppe der Asgard-Archaeen als Phylum (Stamm) Asgardarchaeota auf. Die aus den Lokiarchaeota und ihrer Schwestergruppe Helarchaeota bestehende Klade rangiert dort als Klasse Lokiarchaeia mit den Ordnungen Helarchaeales (≙ Helarchaeota) und Sigynarchaeales (≙ Prometharchaeales).
Die obige Phylogenie stellt sich daher in der Taxonomie nach der GTDB im Detail wie folgt dar:
| Phylogenie der Promethearchaeianach nach der GTDB (Stand 1. Mai 2025) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Nach Wu et al. (2022) ist Ca. Harpocratesius repetitus eng verwandt mit Promethearchaeum syntrophicum. Das kommt auch in dem folgenden neuern Kladogrann zum Ausdruck:
| Phylogenie der Ordnung Promethearchaeales (GTDB: Sigynarchaeales) nach Stephanie-Jane Nobs et al. (2026) |
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