mini|links|Pyrolobus fumarii lebt in der Nähe solcher Schwarzer Raucher wie hier am Mittelatlantischen Rücken. mini|Bildteil C von oben, kontrastverstärkt
Pyrolobus ist eine Gattung (Biologie) von Archaeen der Familie Pyrodictiaceae in der Klasse Thermoprotei („Crenarchaeen“) im Phylum Thermoproteota (seit 2021).
Die Gattung umfasst monotypisch die Art (Spezies) Pyrolobus fumarii, soweit bekannt (Stand Juli 2025) einer der am extremsten hyperthermophilen Organismen. Diese Spezies kann nicht unter 90 °C wachsen, ihre maximale Wachstumstemperatur beträgt 113 °C (unter Druck in der Tiefsee) – dies ist eine der höchsten unter allen bekannten Organismen. Die Art wurde aus einer hydrothermalen Quelle (Schwarzer Raucher) am Mittelatlantischen Rücken isoliert.
Beschreibung mini|EM-Aufnahme von P. fumarii mini|EM-Aufnahme von P. fumarii, Zellstruktur und -form zeigend
Pyrolobus fumarii ist einer der extremsten hyperthermophilen Mikroorganismen überhaupt. Die Spezies kann bis zu einer Temperatur von über 114 °C (unter Druck) leben und sich vermehren (Optimum bei 100–106 °C), ihr Wachstum ist bei Temperaturen unter 90 °C jedoch unmöglich. Es handelt sich um eine grundsätzlich anaerobe, aber fakultativ aerobe und chemolithoautotrophe Art. Die Zellen sind unbeweglich (nicht motil). Sie wurde bei einem Druck von 250 bar (25.000 kPa) kultiviert. Die Kulturbedingungen erfordern außerdem einen Salzgehalt von 1 % bis 4 % (Optimum 1,7 %) bei einem pH-Wert zwischen 4,0 und 6,5 (Optimum bei 5,5).
P. fumarii bezieht Energie aus der Reduktion von Nitrat (wobei Ammoniak entsteht) oder Thiosulfat (wobei Schwefelwasserstoff entsteht). Durch die Oxidation von Wasserstoff kann dieser Organismus aber auch unter mikroaeroben Bedingungen wachsen.
Das 1.843.267 bp (Basenpaare) lange Genom hat 1.986 Protein-kodierende und 52 RNA-Gene (tRNA & rRNA). Der Der Anteil an GC-Basen im Genom beträgt 53 mol%.
Forschungsgeschichte Pyrolobus fumarii (Stamm 1A) wurde 1997 in der Nähe einer hydrothermalen Unterwasserquelle mit der Bezeichnung TAG (), zwischen der Atlantis- und der Kane-Bruchzone am Mittelatlantischen Rücken in 3.650 m Tiefe entdeckt.
Diese Spezies aus dem Atlantik ist bis heute (Juli 2025) die einzige gültig veröffentlichte Art der Gattung Pyrolobus. Inzwischen wurden aber auch im Pazifik zwei Gensequenzen (S143_113_esom und S143_metabat1_scaf2bin.050) identifiziert, die einer weiteren, pazifischen Art der Gattung mit der provisorischen Bezeichnung „Pyrolobus sp015521195“ zugeordnet werden. Beide Sequenzen stammen aus einem Hydrothermalgebiet am Brothers Volcano (auch Brothers Seamount genannt).
Bei der Entdeckung 1997 war Pyrolobus fumarii 1A der die höchsten Temperaturen überlebende Organismus überhaupt. Dieser Rekord wurde jedoch um 2004 übertroffen durch eine Mikrobe derselben Familie Pyrodictiaceae, „Geogemma barossii“ Stamm 121, die zehn Stunden lang in einem Autoklaven bei 121 °C überlebte; bei einer Temperatur von 130 °C versagte sie schließlich. Zum Vergleich: Aus dem Kultivat des ursprünglichen Wildtyps von P. fumarii 1A konnte eine Linie selektiert werden, die es lediglich eine Stunde bei dieser Temperatur aushielt. „G. barossii“ 121 wurde aus der Nachbarschaft der sog. Faulty Towers () am Juan-de-Fuca-Rücken, ebenfalls im Pazifik, aus einer Tiefe von 2.400 m isoliert.
Habitat ud Verbreitung Pyrolobus fumarii ist eine Spezies mariner Archaeen, die in der Tiefe von 3.650 m unter dem Meeresspiegel bei Schwarzen Rauchern lebt und von dort isoliert wurde. Die Gattung Pyrolobus könnte jedoch nach ersten Ergebnissen in derartigen Umgebungen weltweit verbreitet zu sein.
Systematik Die hier wiedergegebene Systematik (Artenliste) der Gattung basiert auf folgenden Quellen (Stand 23. Juli 2025): L – (LPSN) B – (DSMZ) N – (NCBI) G – (GTDB) I – (GBIF)
Gattung Pyrolobus et al. 1999(L,N,G,I)
Spazies Pyrolobus fumarii et al. 1999(L,B,N,G,I) (Typusart)(L,G) Referenzstamm 1A(L,B,N,G) alias DSM 11204 oder JCM 17356(L,B,N) – Fundort: die Wand eines eine hydrothermalen Schwarzen Rauchers an der TAG-Lokalität des Mittelatlantischen Rückens, in einer Tiefe von 3.650 Metern(N,B) Spezies Pyrolobus sp015521195(G,I) [inkl. Referenzstamm S143_113_esom(N,G) – Fundort: Ablagerungen an einem Tiefsee-Hydrothermal-Schlot am Brothers Volcano (Brothers Seamount), nördlich von Neuseeland (Nordinsel), Pazifik(N) Stamm S143_metabat1_scaf2bin.050 (N,G) – Fundort: Hydrothermalschlot am Brothers Volcano, Pazifik(N,G)
Etymologie Die Gattungsbezeichnung Pyrolobus leitet sich ab von und neu, bedeutet also „Feuerlappen“.
Fas Art-Epitheton fumarii ist der Genitiv von und bedeutet ‚vom Schornstein‘ oder ‚zum Schlot gehörig‘ und bezeichnet damit das Biotop der Schwarzen Raucher.
Signifikanz und Anwendungen P. fumarii ist einerseits aufgrund der isolierten phylogenetischen Stellung dieser Spezies im Stammbaum der Lebewesen von Interesse, andererseits weil sie ein hyperthermophiler Chemolithoautotroph ist, der als primärer Produzent organischer Substanz an hydrothermalen Tiefseequellen gilt. P. fumarii weist eine der höchsten optimalen Wachstumstemperaturen aller Lebensformen auf der Erde auf. Pyrolobus fumarii hat Anwendungsbereiche, beispielsweise können die hochthermostabilen Enzyme dieser Spezies für die Verarbeitung landwirtschaftlicher Erzeugnisse, als Zusatzstoffe für Tierfutter sowie für die Produktion von Industrie- und Konsumgüter genutzt werden.
Literatur
Luís G. Gonçalves, Pedro Lamosa, Robert Huber, Helena Santos: Di-myo-inositol phosphate and novel UDP-sugars accumulate in the extreme hyperthermophile Pyrolobus fumarii. In: Extremophiles, Band 12, Nr. 3, 20. Februar 2008, S. 383–389; doi:10.1007/s00792-008-0143-0, PMID 18286223 ().
Weblinks Gattung Pyrolobus Crenarchaeota mit Pyrolobus. Tree of Life Web Project (tolweb.org). Pyrolobus Blöchl et al., 1999. Catalogue of Life (catalogueoflife.org). WoRMS: Pyrolobus Blochl, Rachel, Burggraf, Hafenbradl, Jannasch & Stetter, 1997. Rank: Genus. Spezies Pyrolobus fumarii Pyrolobus fumarii Blöchl et al., 1999. Catalogue of Life (catalogueoflife.org). WoRMS: Pyrolobus fumarii Blochl, Rachel, Burggraf, Hafenbradl, Jannasch & Stetter, 1997. Rank: Species.
Einzelnachweise LPSN: Genus Pyrolobus Blöchl et al. 1999. Pyrolobus BacDive - the Bacterial Diversity Metadatabase (dsmz.de). NCBI Taxonomy Browser: Pyrolobus, Dtails: Pyrolobus Blochl et al. 1999, Rank: genus. Graphisch: Pyrolobus. Auf: Lifemap. NCBI Taxonomy Browser: NCBI Taxonomy Browser: "Geogemma barossii" Lovely et al. 2004; type strain: personal::121. GTDB: Pyrolobus (mit Fotos). GBIF: Pyrolobus Blöchl et al., 1999. Deep Carbon Observatory (DCO): How hot is too hot for Earth-style life? Auf: phys.org vom 8. September 2016 (). Dazu: Anna Davison: The most extreme life-forms in the universe. Auf: NewScientist vom 26. Juni 2008; Syed Fattahul Alimbr: Life under extreme conditions. The Financial Express, 25. Juli 2025. Atlantis Fracture Zone, Kane Fracture Zone. Auf: GeoNames. Pyrolobus fumarii. Auf: MicobeWiki. Kenyon College, Department of Biology. Stand: 20. August 2010. Ying Liu, Andrew Leslie: Geogemma barossii. Auf: MicobeWiki. Kenyon College, Department of Biology. Stand: 13. Mai 2016.
Iain Anderson, Markus Göker, Matt Nolan, Susan Lucas, Nancy Hammon, Shweta Deshpande, Jan-Fang Cheng, Roxanne Tapia, Cliff Han, Lynne Goodwin, Sam Pitluck, Marcel Huntemann, Konstantinos Liolios, Natalia Ivanova, Ioanna Pagani, Konstantinos Mavromatis, Galina Ovchinikova, Amrita Pati, Amy Chen, Krishna Palaniappan, Miriam Land, Loren Hauser, Evelyne-Marie Brambilla, Harald Huber, Montri Yasawong, Manfred Rohde, Stefan Spring, Birte Abt, Johannes Sikorski, Reinhard Wirth, John C. Detter, Tanja Woyke, James Bristow, Jonathan A. Eisen, Victor Markowitz, Philip Hugenholtz, Nikos C. Kyrpides, Hans-Peter Klenk, Alla Lapidus: Complete genome sequence of the hyperthermophilic chemolithoautotroph Pyrolobus fumarii type strain (1AT). In: Standards in Genomic Sciences, Band 4, Nr. 3, 1. Juli 2011, S. 381–392; doi:10.4056/sigs.2014648, , PMID 21886865, ResearchGate.51614525 (). Elisabeth Blöchl, Reinhard Rachel, Siegfried Burggraf, Doris Hafenbradl, Holger W. Jannasch, Karl O. Stetter: Pyrolobus fumarii, gen. and sp. nov., represents a novel group of archaea, extending the upper temperature limit for life to 113 °C. In: Extremophiles, Band 1, Nr. 1, Februar 1997, S. 14–2; doi:10.1007/s007920050010, PMID 9680332 ().
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