Die symbiotische Beziehung zwischen Promethearchaeum syntrophicum und dem Alphaproteobacterium Halodesulfovibrio ähnelt der symbiotischen Beziehung zwischen dem Zellplasma und den Mitochondrien in den kernhaltigen Zellen der Kernzeller (Eukaryonta), zu denen auch der Mensch gehört; die Mitochondrien sind die "Kraftwerke" der Kernzeller.
die nächsten Vorfahren der Mitochondrien unter den Alphaproteobakterien;
wie der Zellkern entstand, ist ungeklärt.
Name
Der Name Promethearchaeum spielt auf den TitanenPrometheus („der Vorausdenkende“) an, der der griechischen Sage zufolge das Feuer aus dem Wohnsitz der griechischen Götter, dem Olymp, den Menschen auf die Erde brachte.
Der Suffix-archaeum (von altgriechischἀρχαῖονarchaeon, deutsch ‚das ursprünglich Seiende‘) verweist auf die Archaeen, früher Archaebakterien („Urbakterien“) genannt.
Der Namenszusatz (Art-Epitheton) syntrophicum bedeutet "sich gemeinsam ernährend" (zusammen mit dem / den anderen Cosymbionten).
Die Lokiarchaeen gehören zum Reich der Asgard-Archaeen (Reich Promethearchaeati), die nach Asgard benannt sind, der Heimstätte der Asen in der Nordischen Mythologie. Zu den Asgard-Archaeen gehören weitere Phyla (Stämme), die meist nach Göttern der nordischen Mythologie benannt sind, wie Thor, Odin, Loki, Heimdall, Hel und andere.
Kultur
REM-Fotos der isolierten Spezies Promethearchaeum syntrophicumArchaeenstämmeMK-D1 inklusive „Tentakel“ und Partnermikroben aus dem Jahr2019.
2019 gelang es nach12-jähriger Anstrengung einer japanischen Forschungsgruppe unter Masaru K. Nobu vom National Institute of Advanced Industrial Science and Technology in Tsukuba, das in methanhaltigem Schlamm wachsende Archaeon dauerhaft im Labor zu züchten. Zuvor hatte man 6Jahre lang die Wachstumsbedingungen untersucht und dann das Archaeon zusammen mit seinen symbiotischen Partnern allmählich angereichert, bis man schließlich eine Kultur erhielt aus13%Promethearchaeum syntrophicum, 85%Halodesulfovibrio und2%Methanogenium.
Prometheoarchaeum besitzt einen kugelförmigen Körper von 300bis750nm Durchmesser. Von diesem sprießen lange, gelegentlich verzweigte Fortsätze von 80bis100nmDurchmesser, die direkten Kontakt zu dem Symbionten Halodesulfovibrio aufnehmen.
Lebensweise
P. syntrphicum wächst in natürlicher Umgebung in2500m Tiefe bei10°Celsius Umgebungstemperatur unter Ausschluss von Sauerstoff (Anaerobie) im Schlamm von Lagerstätten aus Methanhydrat. Methan ist bei diesen Druckverhältnissen in Kristallkäfigen (Clathraten) aus erstarrtem Wasser als Gashydrat (Methanhydrat) eingeschlossen und entweicht nur sehr langsam. Das Methan wird nicht von Prometheoarchaeum konsumiert, sondern von den Cosymbionten Halodesulfovibrio und Methanogenium. Prometheoarchaeum ist dabei nicht auf einen bestimmten Partner angewiesen, sondern kommt außer mit Halodesulfovibrio und Methanogenium auch noch mit Methanobacterium zurecht (Symbionten-Promiskuität).
P. syntrophicum selbst ernährt sich durch Hydrolyse von Aminosäuren und Peptiden unter Freisetzung von Protonenp+, die auch ProtiaH+ (Singular: Protium) genannt werden. Protia sind sehr beweglich und aktiv, da sie keine Elektronenhülle besitzen.
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Michaela M. Salcher, Adrian-Ştefan Andrei, Paul-Adrian Bulzu, Zsolt G. Keresztes, Horia L. Banciu, Rohit Ghai: Visualization of Lokiarchaeia and Heimdallarchaeia (Asgardarchaeota) by Fluorescence In Situ Hybridization and Catalyzed Reporter Deposition (CARD-FISH). In: mSphere, Band 5, Nr.4, Juli–August 2020; doi:10.1128/mSphere.00686-20, PMID 32727863, PMC7392546(freier Volltext) (englisch). Siehe insbes. Fig.1: Kladen mit provisorischen Bezeichnungen: „Loki1“ (mit GC14_75), „Loki4“ (mit MK-D1), sowie „Loki2“ und „Loki3“ zwischen den beiden anderen, d.h. Mitglieder derselben Familie.
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Tomohiro Toki, Ryosaku Higa, Akira Ijiri, Urumu Tsunogai, Juichiro Ashi: Origin and transport of pore fluids in the Nankai accretionary prism inferred from chemical and isotopic compositions of pore water at cold seep sites off Kumano. In: Earth Planets and Space, Band 66, Nr.1, Dezember 2014; doi:10.1186/s40623-014-0137-3, ResearchGate:278646560 (englisch). Siehe insbes. Fig.1.
