mini|Karte des Yellowstone-Nationalparks Das Culex Basin (Culex-Becken, Koordinaten ) ist eine Senke im zum US-Bundesstaat Wyoming (Teton County) gehörenden Teil des Yellowstone-Nationalparks (YNP) auf einer Geländehöhe von 2233 Metern. Es liegt im Nordosten vom Lower Geyser Basin (LGB) und stellt einen Ausläufer von dessen Hauptteil dar, der auf der nordöstlichen Seite der (innerhalb des Nationalparks inoffiziellen) U. S. Route 191 – einem Teilstück der – liegt. mini| , Ausgangspunkt vom zwischen den Hügeln der durchführenden zum Culex Basin Man erreicht die Örtlichkeit von dieser Straße aus auf dem (auch genannt) ausgehend vom . Das Culex Basin ist ein Hydrothermalgebiet mit etwa 68 (oder mehr) heißen Quellen, die sich vor allem im unteren Teil, dem (LCB) befinden, zusammen mit dem oder und den . mini|Bisons am Ufer des Nez Perce , rechts im Hintergrund die verfallene „“, links der nördliche Hügel der Das Gebiet entwässert über den Nez Perce Creek in den . Das Culex Basin liegt am Fuß der 2.248 m hohen (‚Stachelschweinhügel‘) und ist eine amphitheaterförmige Öffnung in der Bergflanke, deren Seiten und Boden von kleinen Schloten () durchzogen sind.
Das Klima ist boreal. Die Durchschnittstemperatur beträgt 0 °C. Der wärmste Monat ist der Juli mit 20 °C und der kälteste der Dezember mit −15 °C. Die durchschnittliche Niederschlagsmenge beträgt 470 Millimeter pro Jahr; der feuchteste Monat ist der Mai mit 53 Millimetern, der trockenste der Oktober mit 27 Millimetern.
Während das Hydrothermalgebiet des gesamten Lower Geyser Basin selbst unbewaldet ist, überwiegt an den umgebenden Hängen der Hügel und Berge die Küsten-Kiefer (Pinus contorta).
Lower Culex Basin Der untere Teil vom Culex Basin (Lower Culex Basin, LCB) mit seinen Thermalquellen war und ist Gegenstand eingehender mikrobiologischer und metagenomischer Studien, insbesondere zu den dortigen Archaeen.
Hadesarchaea Im Jahr 2016 veröffentlichten Brett J. Baker, Thijs J. G. Ettema et al. eine Studie, in der sie die Identifizierung einer neuen Klasse 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 (Candidatus Hadarchaeum yellowstonense YNP_45) bekannt gaben. Schon dies zeigt, in welch unterschiedlichen Umgebungen sie leben und wachsen können. Dabei kommen sie ohne Licht und Sauerstoff aus, sondern leben von dem für den Menschen giftigen Gas Kohlenmonoxid.
Culexarchaeia mini|hochkant=1.66|Entnahmeorte von Proben zu Culexarchaeaceae im Yellowstone-Nationalpark. LCB = mit den Quellen LCB024 und LCB0031: Geyser Creek Basin,2: Obsidian Pool,3: Buffalo Pool,4: Smoke Jumper. Im Jahr 2022 veröffentlichten Anthony J. Kohtz, Roland Hatzenpichler et al. eine Studie, in der sie aufgrund ihrer Metagenomik-Ergebnisse eine neue Kandidatenklasse „Culexarchaeia“ innerhalb des Archaeen-Reichs Supergruppe Thermoproteati (damals „TACK-Superphylum“) vorschlugen. Nach den Analysen beherbergen die „Culexarchaeia“ eine Reihe von wichtigen Proteinsätzen, die phylogenetisch von anderen TACK-Linien abweichen oder dort ganz fehlen, insbesondere Proteine des Zytoskeletts und zur Zellteilung. Diese Gruppe gliedert sich in einen marinen Zweig (Familie „Culexmicrobiaceae“; Fundort Guaymas Basin im Golf von Kalifornien) und einen terrestrischen Zweig (Fam. Culexarchaeaceae u. a. mit Candidatus Culexarchaeum yellowstonense - und -; Fundort Thermalquellen LCB-024 (auch als LCB024 bezeichnet) bzw. LCB-003 (alias LCB003) im , aber auch im Obsidian Pool u. a. terrestrischen heißen Quellen).
Odinarchaeia Ebenfalls im Jahr 2022 wurden durch Caner Akıl et al per Metagenom-Analysen aus dem Sediment einer heißen Quelle im der Archaeenstamm LCB_4 der Kandidatenspezies Odinarchaeum yellowstonii (in der GTDB als LCB-4 sp001940665 geführt; Klasse „Odinarchaeia“ der Asgard-Archaeen, offiziell Reich Promethearchaeati) identifiziert, der vorhergesagt neben zwei Zellteilungsproteinen FtsZ ein weiteres, OdinTubulin genanntes Protein, kodiert. Dieses zeigt Homologie sowohl zu eukaryotischen Tubulinen, als auch (weniger stark) zu Ftsz-Proteinen und wird daher von den Autoren als eine Übergangsform zwischen Asgard-Archaeen und Eukaryoten angesehen (siehe Eozyten-Hypothese).
Methanomethylicia mini|hochkant=1.7|Die heißen Quellen LCB003, LCB019 und LCB024 im . Balken: 30 cm. Im Jahr 2023 veröffentlichten Mackenzie M. Lynes, Roland Hatzenpichler et al. eine Metagenomik-Studie, in der sie über den Fund von Archaeen-MAGs an verschiedenen Stellen im berichteten; diese Funde stammten aus Proben, die Ende Juli 2019 an den Quellen LCB003, LCB019 und LCB024 entnommen wurden. Die MAGs ließen sich u. a. der Klasse Methanomethylicia zuordnen; nach den Quellen werden diese Methanomethylicia-MAGs mit LCB003-007, LCB019-004, LCB019-026, LCB024-024 und diese Funde stammten aus Proben, die Ende Juli 2019 an mit LCB003, LCB019 und LCB024 bezeichneten Quelle entnommen wurden bezeichnet. Im Juli 2024 berichteten Anthony J. Kohtz, Roland Hatzenpichler et al. über die Kultivierung des Methanomethylicia-Stamms LCB70 aus dem (Ca. Methanosuratus verstraetei). Dieses Archaeon zeigt sich als Methanbildner.
Korarcheia Ebenfalls im Juli 2024 berichteten Viola Krukenberg, Anthony J. Kohtz et al. über den Fund eines LCB3 genannten Stamms von Ca. Methanodesulfokora washburnensis aus der Thermoproteota-Klasse Korarchaeia (evtl. auch eigenes Phylum „Korarchaeota“), nachdem der Stamm MSKW dieser Kandidatenspezies bereits früher aus den Washburn Hot Springs isoliert worden war.
Huginn-Virus Später im Jahr 2022 veröffentlichten Daniel Tamarit, Thijs J. G. Ettema et al. eine Studie, in der sie das Genom dieses Odinarchaeen-Stammes per zusammengesetzt hatten und dabei CRISPR-Spacer entdeckten, die gegen virale Contigs gerichtet waren. Die Daten deuten auf spindel- oder ellipsoidförmige Viren (vgl. Familien Bicaudaviridae, Fuselloviridae bzw. Ovaliviridae) hin. Für dieses Beispiel von Asgardviren schlugen die Autoren den Namen „Huginn-Virus“NCBI Taxonomy Browser: Huginn virus (species). vor, benannt nach einem der Raben Odins in der nordischen Mythologie.
Weblinks und weitere Literatur Culex Basin. Auf Google Maps. Panagiotis S. Adam, Guillaume Borrel, Céline Brochier-Armanet, Simonetta Gribaldo: The growing tree of Archaea: new perspectives on their diversity, evolution and ecology. In: ISME Journal, Band 11, Nr. 11, November 2017, S. 2407–2425; doi:10.1038/ismej.2017.122, , PMID 28777382, Epub 4. August 2017. Tran Thuy Linh: Exploring the archaeal origin of eukaryotic protein machineries. Dissertation, Graduate School of Natural Science and Technology, Interdisciplinary Science. Auf: Okayama University Scientific Achievement Repository (OUSAR). Jimmy H. Saw, Anja Spang, Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka, Lina Juzokaite, Jeremy A. Dodsworth, Senthil K. Murugapiran, Dan R. Colman, Cristina Takacs-Vesbach, Brian P. Hedlund, Lionel Guy, Thijs J. G. Ettema: Exploring microbial dark matter to resolve the deep archaeal ancestry of eukaryotes. In: Biological Sciences, Band 370, Nr. 1678, 26. September 2015, ISSN 0962-8436; doi:10.1098/rstb.2014.0328, PMID 26323759.
Literatur Mackenzie M. Lynes, Viola Krukenberg, Zackary J. Jay, Anthony J. Kohtz, Christine A. Gobrogge, Rachel L. Spietz, Roland Hatzenpichler: Diversity and function of methyl-coenzyme M reductase-encoding archaea in Yellowstone hot springs revealed by metagenomics and mesocosm experiments. In: Nature: ISME Communications, Band 3, Nr. 22, 22. Märch 2023 ().
Einzelnachweise Lower Geyser Basin Map 1. D. A. Galloway. Original: AmericanSouthwest (PDF; 0,2 MB) auf American Southwest. Culex Basin. Auf Mapcarta (de). White Oak River. Auf Mapcarta (de). Culex Basin. Auf Natural Atlas. Lower Geyser Basin. Auf Natural Atlas. Culex Basin in Teton County WY. Auf: HometownLocator. Culex Basin Topo Map in Teton County WY. Auf: TopoZone. Lower Geyser Basin (PDF; 12 MB). Auf: Yellow Maps. United States Department of the Interior, Geological Survey. Topografische Karte (ca. 12 MB). NCBI Nucleotide: MAG: Hadesarchaea archaeon DG-33,… NCBI Taxonomy Browser: Candidatus Hadarchaeum yellowstonense Chuvochina et al. 2019, includes: Hadesarchaea archaeon YNP_45; und Nucleotide: MAG: Candidatus Hadarchaeum yellowstonense isolate YNP_45,… NCBI Taxonomy Browser: "Candidatus Odinarchaeota" archaeon LCB_4 (species, heterotypic synonym: archaeon Odin LCB_4). Zum Fundort siehe Einträge unter Nucleotide: txid1841599[Organism:noexp] Candidatus Odinarchaeota archaeon LCB_4. UniProt: Odinarchaeota archaeon (strain LCB_4) (SPECIES). GTDB: Odninarchaeia (class), Details: LCB-4 sp001940665, NCBI strain identifiers: LCB_4.
Caner Akıl, Samson Ali, Linh T. Tran, Jérémie Gaillard, Wenfei Li, Kenichi Hayashida, Mika Hirose, Takayuki Kato, Atsunori Oshima, Kosuke Fujishima, Laurent Blanchoin, Akihiro Narita, Robert C. Robinson: Structure and dynamics of Odinarchaeota tubulin and the implications for eukaryotic microtubule evolution. In: Science Advances, Band 8, Nr. 12, 25. März 2022; doi:10.1126/sciadv.abm2225. Dazu: Scientists discover potential key missing link protein bridging eukaryotes and prokaryotes. Auf: EurekAlert! vom 10. April 2022. Quelle: Tokyo Institute of Technology. Brett J. Baker, Jimmy H. W. Saw, Anders E. Lind, Cassandre Sara Lazar, Kai-Uwe Hinrichs, Andreas P. Teske, Thijs J. G. Ettema: Genomic inference of the metabolism of cosmopolitan subsurface Archaea, Hadesarchaea. In: Nature Microbiology, Band 1, Nr. 16002, 15. Februar 2016; doi:10.1038/nmicrobiol.2016.2, PMID 27572167, PDF, ResearchGate. Dazu:
Matt Atherton: God of the underworld microbes Hadesarchaea discovered living on toxic gas deep below Yellowstone hot springs. In: International Business Times, 15. Februar 2016. T. Scott Bryan: Geysers active in 1989 Yellowstone National Park. In: The Annual Journal of the Geyser Observation an Study Association (GOSA), Band II, 1990. GOSA Transaction. A. Dean, Jean M. Larsen: Ranger Naturalists Manal of Yellowstone National Park, Yellowstone Park Collection, Nr. 136, 1. Juni 1927. Department of the Interior , National Park Service. Full Text. ePub 2014. Anthony J. Kohtz, Zackary J. Jay, Mackenzie M. Lynes, Viola Krukenberg, Roland Hatzenpichler: Culexarchaeia, a novel archaeal class of anaerobic generalists inhabiting geothermal environments. In: Nature: ISME Communications, Band 2, Nr. 86, 20. September 2022; doi:10.1038/s43705-022-00175-8, ResearchGate, PrePrint. Siehe insbes. Fig. 2: Biogeography of Culexarchaeia. Dazu: Tweet von Anthony J. Kohtz. Anthony J. Kohtz, Nikolai Petrosian, Viola Krukenberg, Zackary J. Jay, Martin Pilhofer, Roland Hatzenpichler: Cultivation and visualization of a methanogen of the phylum Thermoproteota. In: Nature, 24. Jul 2024; doi:10.1038/s41586-024-07631-6 (). Dazu: Montana State scientists publish evidence for new groups of methane-producing organisms. Auf: EurekAlert! vom 24. Juli 2024. Unusual New Life Forms Discovered in Yellowstone Offer Clues to Alien Life. Auf: SciTechDaily vom 26. Juli 2024. Quelle: Montana State University. Carly Cassella: Whole New Group of Methane-Burping Microbes Discovered in Yellowstone Springs. Auf: sciencealert vom 31. Juli 2024. Viola Krukenberg, Anthony J. Kohtz, Zackary J. Jay, Roland Hatzenpichler: Methyl-reducing methanogenesis by a thermophilic culture of Korarchaeia. In: Nature, 24. Juli 2024; doi:10.1038/s41586-024-07829-8, ResearchGate:382524732 (). Mackenzie M. Lynes, Viola Krukenberg, Zackary J. Jay, Anthony J. Kohtz, Christine A. Gobrogge, Rachel L. Spietz, Roland Hatzenpichler: Diversity and function of methyl-coenzyme M reductase-encoding archaea in Yellowstone hot springs revealed by metagenomics and mesocosm experiments. In: Nature: ISME Communications, Band 3, Nr. 22, 22. Märch 2023 ().