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Thaumarchaeota
clasificación cientifica
Dominio:
Arqueas
Reino:
" Proteoarchaeota "
Filo:
" Thaumarchaeota "

Brochier-Armanet y col. 2008 [1]
Clase

El thaumarchaeota o Thaumarchaea (del griego antiguo : θαῦμα , romanizado :  thauma , lit.  'milagro') son un filo de la Archaea propuso en 2008 después de que el genoma de Cenarchaeum symbiosum fue secuenciado y se encontró que difieren significativamente de los otros miembros de la hipertermofílico phylum Crenarchaeota . [2] [1] [3] Tres especies descritas además de C. symbosium sonNitrosopumilus maritimus , Nitrososphaera viennensis y Nitrososphaera gargensis . [1] El filo se propuso en 2008 con base endatos filogenéticos , como las secuencias de los genes de ARN ribosómico de estos organismosy la presencia de una forma de topoisomerasa tipo I que antes se pensaba que era exclusiva de los eucariotas . [1] [4] Esta asignación fue confirmada por un análisis adicional publicado en 2010 que examinó los genomas de las arqueas oxidantes de amoníaco Nitrosopumilus maritimus y Nitrososphaera gargensis., concluyendo que estas especies forman un linaje distinto que incluye Cenarchaeum symbiosum . [5] El lípido crenarqueol se ha encontrado solo en Thaumarchaea, lo que lo convierte en un biomarcador potencial para el filo. [6] [7] La mayoría de los organismos de este linaje identificados hasta ahora son oxidantes quimiolitoautotróficos del amoníaco y pueden desempeñar funciones importantes en los ciclos biogeoquímicos , como el ciclo del nitrógeno y el ciclo del carbono . La secuenciación metagenómica indica que constituyen ~ 1% del metagenoma de la superficie del mar en muchos sitios. [8]

Los lípidos GDGT derivados de Thaumarchaeota de sedimentos marinos se pueden usar para reconstruir temperaturas pasadas a través del proxy de paleotemperatura TEX 86 , ya que estos lípidos varían en estructura según la temperatura. [9] Debido a que la mayoría de las Thaumarchaea parecen ser autótrofas que fijan CO 2 , sus GDGT pueden actuar como un registro de las relaciones anteriores de Carbono-13 en la reserva de carbono inorgánico disuelto y, por lo tanto, tienen el potencial de usarse para reconstrucciones del ciclo del carbono en el pasado. [6]

Taxonomía [ editar ]

Filogenia de Nitrososphaeria [10] [11]
 
" Caldarchaeales "
" Caldarchaeaceae "
 

" Ca. Calditenuis "

 
 

" Ca. Caldarchaeum "

 
 
 
 
 
" Geothermarchaeales "

" Geothermarchaeaceae "

 
 
Nitrososphaerales
" Nitrosocaldaceae "

" Ca. Nitrosocaldus "

 
 
Nitrososphaeraceae
 

" Ca. Nitrosocosmicus "

 
 

Nitrososphaera

 
 
Nitrosopumilaceae
 

" Ca. Nitrosotalea "

 
 
 

" Ca. Nitrosotenuis "

 
 
 

" Ca. Nitrosopelagicus "

 
 
 

" Cenarchaeum "

 
 
 

Nitrosarchaeum

 
 

Nitrosopumilus

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  • Clase Nitrososphaeria Stieglmeier et al. 2014 [12]
    • " Candidatus Giganthauma " Muller et al. 2010 [13]
    • Orden " Nitrosocaldales " de la Torre et al. 2008
      • Familia " Nitrosocaldaceae " Qin et al. 2016
        • " Candidatus Nitrosocaldus " de la Torre et al. 2008
    • Orden Nitrososphaerales Stieglmeier et al. 2014
      • Familia Nitrososphaeraceae Stieglmeier et al. 2014
        • " Candidatus Nitrosocosmicus " Lehtovirta-Morley et al. 2016
        • Nitrososphaera Stieglmeier y col. 2014 [14]
    • Orden " Cenarchaeales " Cavalier-Smith 2002 [15]
      • Familia " Cenarchaeaceae " DeLong & Preston 1996 [16]
        • Cenarchaeum DeLong y Preston 1996
    • Solicite Nitrosopumilales Qin et al. 2017 [17]
      • Familia Nitrosopumilaceae Qin et al. 2017
        • " Candidatus Nitrosospongia " Moeller et al. 2019
        • " Candidatus Nitrosotalea " Lehtovirta 2011 [18]
        • " Candidatus Nitrosotenuis " Li et al. 2016 [19] [20]
        • " Candidatus Nitrosopelagicus " Santoro et al. 2015 [21]
        • Nitrosarchaeum corrig. Jung y col. 2018 [22] [23]
        • Nitrosopumilus Qin et al. 2017 [24] [25] [26]

Metabolismo [ editar ]

Las thaumarchaea son importantes oxidantes de amoníaco en ambientes acuáticos y terrestres, y son las primeras arqueas identificadas como involucradas en la nitrificación . [27] Son capaces de oxidar el amoníaco en concentraciones de sustrato mucho más bajas que las bacterias oxidantes del amoníaco , por lo que probablemente dominen en condiciones oligotróficas. [7] [28] Su vía de oxidación del amoníaco requiere menos oxígeno que la de las bacterias oxidantes del amoníaco, por lo que les va mejor en ambientes con bajas concentraciones de oxígeno como sedimentos y aguas termales. Thaumarchaea oxidante de amoniaco puede identificarse metagenómicamente por la presencia de archaeal amoniaco monooxigenasa ( amoA) genes, lo que indica que en general son más dominantes que las bacterias oxidantes de amoníaco. [7] Además del amoníaco, se ha demostrado que al menos una cepa de Thaumarchaeal puede utilizar urea como sustrato para la nitrificación. Esto permitiría competir con el fitoplancton que también crece en urea. [29] Un estudio de microbios de plantas de tratamiento de aguas residuales encontró que no todas las Thaumarchaea que expresan genes amoA son oxidantes activos de amoníaco. Estos Thaumarchaea pueden ser capaces de oxidar metano en lugar de amoníaco, o pueden ser heterotróficos , lo que indica un potencial para una diversidad de estilos de vida metabólicos dentro del filo. [30] También se ha demostrado que Marine Thaumarchaea produceóxido nitroso , que como gas de efecto invernadero tiene implicaciones para el cambio climático . El análisis isotópico indica que la mayor parte del flujo de óxido nitroso a la atmósfera desde el océano, que proporciona alrededor del 30% del flujo natural, puede deberse a las actividades metabólicas de las arqueas. [31]

Muchos miembros del filo asimilan el carbono fijando HCO 3 - . [8] Esto se hace usando un ciclo de hidroxipropionato / hidroxibutirato similar al de Crenarchaea pero que parece haber evolucionado de forma independiente. Todas las Thaumarchaea que han sido identificadas por metagenómica hasta ahora codifican esta vía. En particular, la vía de fijación de CO 2 de Thaumarchaeal es más eficiente que cualquier vía autótrofa aerobia conocida. Esta eficiencia ayuda a explicar su capacidad para prosperar en entornos con pocos nutrientes. [28] Algunas Thaumarchaea, como Nitrosopumilus maritimus , pueden incorporar carbono orgánico e inorgánico, lo que indica una capacidad de mixotrofia .[8] Se han identificado al menos dos cepas aisladas como mixótrofos obligados, lo que significa que requieren una fuente de carbono orgánico para crecer. [29]

Un estudio ha revelado que los Thaumarchaeota son probablemente los productores dominantes de la vitamina B12 crítica . Este hallazgo tiene importantes implicaciones para el fitoplancton eucariota , muchos de los cuales son auxotróficos y deben adquirir vitamina B 12 del medio ambiente; por lo tanto, Thaumarchaea podría desempeñar un papel en la proliferación de algas y, por extensión, los niveles globales de dióxido de carbono atmosférico . Debido a la importancia de la vitamina B 12 en procesos biológicos como el ciclo del ácido cítrico y la síntesis de ADN , la producción de la misma por parte de Thaumarchaea puede ser importante para un gran número de organismos acuáticos. [32]

Medio ambiente [ editar ]

Muchas Thaumarchaea, como Nitrosopumilus maritimus , son marinas y viven en mar abierto. [8] La mayoría de estas Thaumarchaea planctónicas , que componen el grupo marino I.1a Thaumarchaeota, se distribuyen en la zona subfótica, entre 100 my 350 m. [6] Otros Thaumarchaea marinos viven en aguas menos profundas. Un estudio ha identificado dos especies novedosas de Thaumarchaeota que viven en el ambiente sulfídico de un manglar tropical . De estas dos especies, Candidatus Giganthauma insulaporcus y Candidatus Giganthauma karukerense , esta última está asociada con Gammaproteobacteria con la que puede tener una relación simbiótica., aunque se desconoce la naturaleza de esta relación. Las dos especies son muy grandes y forman filamentos más grandes que nunca antes observados en arqueas. Como ocurre con muchas Thaumarchaea, son mesófilas . [33] El análisis genético y la observación de que los genomas de Thaumarchaeal identificados más basales provienen de ambientes cálidos sugiere que el antepasado de Thaumarchaeota era termofílico y que la mesofilia evolucionó más tarde. [27]

Ver también [ editar ]

  • Hipótesis de los eocitos

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b c d Brochier-Armanet C, Boussau B, Gribaldo S, Forterre P (marzo de 2008). "Crenarchaeota mesófilo: propuesta para un tercer filo de arqueo, el Thaumarchaeota". Reseñas de la naturaleza. Microbiología . 6 (3): 245–52. doi : 10.1038 / nrmicro1852 . PMID  18274537 . S2CID  8030169 .
  2. ^ Tourna M, Stieglmeier M, Spang A, Könneke M, Schintlmeister A, Urich T, Engel M, Schloter M, Wagner M, Richter A, Schleper C (mayo de 2011). "Nitrososphaera viennensis, un archaeon oxidante de amoniaco del suelo" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 108 (20): 8420–5. Código bibliográfico : 2011PNAS..108.8420T . doi : 10.1073 / pnas.1013488108 . PMC 3100973 . PMID 21525411 .  
  3. ↑ DeLong, EF (15 de junio de 1992). "Archaea en ambientes marinos costeros" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 89 (12): 5685–5689. Código bibliográfico : 1992PNAS ... 89.5685D . doi : 10.1073 / pnas.89.12.5685 . ISSN 0027-8424 . PMC 49357 . PMID 1608980 .   
  4. ^ Brochier-Armanet C, Gribaldo S, Forterre P (diciembre de 2008). "Un ADN topoisomerasa IB en Thaumarchaeota atestigua la presencia de esta enzima en el último ancestro común de Archaea y Eucarya" . Biology Direct . 3 : 54. doi : 10.1186 / 1745-6150-3-54 . PMC 2621148 . PMID 19105819 .  
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Lectura adicional [ editar ]

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