„Candidatus Parvarchaeum“ ist eine Kandidaten-Gattung von Archaeen im Reich Nanobdellati (früher DPANN). Es gibt derzeit (Mitte Dezember 2025) keine kultivierbaren Vertreter der Gattung.
Beschreibung Die Mitglieder (Kandidaten) der Gattung „Ca. Parvarchaeum“ sind Beispiele für die „Mikrobielle dunkle Materie“ – in natürlichen Umgebungen identifizierte, bislang nicht kultivierten Mikroorganismen. Die Metagenomik hat in neuerer Zeit den Zugang zu Genomen dieser Mikroben ermöglicht, doch gibt es noch Wissenslücken – insbesondere bei Archaeen, die relativ selten vorkommen und in extremen Umgebungen leben. Die Mitglieder dieser Kandidatengattung sind Beispiele für ultrakleine Zellen mit einem Durchmesser von weniger als 500 nm, deren Abstammungslinien nahe der Grenze zwischen Thermoproteati (früher „Crenarchaea“) und Methanobacteriati (früher „Euryarchaea“) verzweigen und in einer Vielzahl von sauren Ökosystemen nachgewiesen wurden. Im Jahr 2010 veröffentlichten Brell J. Baker, Jillian F. Banfield et al. die nahezu vollständige Genome von drei Abstammungslinien, die ursprünglich provisorisch pauschal als ARMAN () bezeichnet wurden, und aus Umweltproben und einem Biofilmfiltrat stammten. Die Gene zweier dieser Linien gehören zu den kleinsten bis dato beschriebenen.
Für bis zu 45 % der 2010 sequenzierten Gene konnte keine (zu diesem Zeitpunkt) bekannte biologische Funktion abgeleitet werden, und nicht mehr als 63 % der vorhergesagten Proteine konnten einer damals aktuell überarbeiteten Gruppe orthologer Archaeen-Cluster zugeordnet werden. Einige zentrale Stoffwechselgene kommen in Thermoproteati („Crenarchaeota“) häufiger vor als in Methanobacteriati („Euryarchaeota“ sensu lato). Bis zu 21 % der Gene weisen die höchste Sequenzidentität mit bakteriellen(!) Genen auf, und 12 gehören sogar zu orthologen Clustern, die zuvor ausschließlich bei Bakterien bekannt waren.
Ein kleiner Teil der ausgeführten Rekonstruktionen per 3D-Kryoelektronentomographie zeigte deutlich die Durchdringung der ARMAN-Zellwand und der zytoplasmatischen Membranen durch „Ausstülpungen“ (), die von Zellen der Archaeen-Ordnung Thermoplasmatales als eine artenübergreifende Interaktion ausgingen. Weiter gibt es einzigartige interne röhrenförmige Strukturen (Organellen) Dies alles und die vielen Gene, die zuvor nur mit Thermoproteati („Crenarchaeota“) oder Bakterien in Verbindung gebracht wurden, deuten auf eine umfangreiche einzigartige Physiologie in diesen Nanobdellati- oder DPANN-Organismen hin, und damit dass sie sich etwa zu der Zeit verzweigten, als sich auch die Abstammungslinien der Thermoproteati („Crenarchaeota“) und Methanobacteriati („Euryarchaeota“) voneinander trennten.
Systematik Die derzeit akzeptierte Taxonomie basiert auf der (LPSN) und dem (NCBI), ergänzt um Einträge aus der (GTDB), Stand: 24. Dezember 2025:
Ordnung „Candidatus Parvarchaeales“ et al., 2021(L,G) Familie „Candidatus Parvarchaeaceae“ et al., 2021(L,G) Gattung „Candidatus Acidifodinimicrobium“ Luo et al. 2020(N,G) – in der NCBI-Taxonomie in eigener Familie „Ca. Acidifodinimicrobiaceae“ Luo et al. 2020(N) innerhalb von „Ca. Parvarchaeota“ syn. „Ca. Parvarchaeales“ im Reich Nanobdellati [DPANN] Gattung „Candidatus Parvarchaeum“ et al. 2010(L,N,G) – in der NCBI-Taxonomie ist die Kandidatengattung innerhalb der Nanobdellati ohne nähere Zuweisung Mitglied eines eigenen Phylums Ca. Parvarchaeota Art „Ca. Parvarchaeum acidiphilum“ et al. 2010(L,N) (Typusart(L)) Stamm ARMAN-4(L,N,G) – Fundort: Bergwerksentwässerung der Richmond Mine am Iron Mountain im Norden Kaliforniens Stamm ARMAN-4_'5-way FS'(N) – Fundort: 5-Wege-Standort (), ebenda(N) Stamm TL2-2.bin29(N,G) – Fundort: Tongling Copper Mine (TL), Anhui-Provinz, China Stämme clean1721; clean2603; clean2604; clean2605; clean2606(G) Stämme UBA265; UBA449; UBA519; UBA569; UBA573(G) Spezies „Ca. Parvarchaeum paracidiphilum“ corrig. et al. 2010(L) Stamm ARMAN-5(L,N,G) – Fundort: Bergwerksentwässerung der Richmond Mine am Iron Mountain im Norden Kaliforniens Stamm ARMAN-5_'5-way FS'(N) – Fundort: 5-Wege-Standort (), ebenda(N) Stamm HSP1.bin13(N,G) – Fundort: Huangshaping Lead-Zinc Mine (HSP), Hunan-Provinz, China(N) Stämme clean1800; clean2607; clean2608; clean2609; clean2610(G) Stämme UBA264; UBA446; UBA506; UBA515; UBA575; UBA614(G) Spezies „Ca. Parvarchaeum tengchongense“ et al. 2023(N) Stamm TL2-4.bin18(N,G) – Fundort: Tongling Copper Mine (TL), Anhui-Provinz, China(N) Stamm ZMQR_201803_bins_1(N,G) – Fundort: ZMQR Pool (Quelltümpel), TengchongTenchong Museum of Geothermy and Geology. Auf: Mapcarta (de). Yunnan-Provinz, China(N) Stamm JZ-2_201803_bins_97(N,G) – Fundort: JinZe-2 Pool (JZ-2), Tengchong Yunnan-Provinz, China(N) Stamm FK_Sedi_A_Bin.183(N,G) – Fundort: saure Nibebebtwässerung der Fankou-Mine, Guangdong-Provinz, China(N) Stamm YS4.bin43(N,G) – Fundort: Yinshan Lead-Zinc Mine (YS), Jiangxi-Provinz, China(N) Stamm DRTY-7_201803_bins_63(N,G) – Fundort: DRTY-7 Pool, Tengchong Yunnan-Provinz, China(N) Stamm DRTY-8_201803_bins_21(N) – Fundort: DRTY-8 Pool, Tengchong Yunnan-Provinz, China(N) Stämme clean745; clean2559; clean2560(G) Spezies Parvarchaeum sp021794235(G) Stamm DS4.bin97(N,G) – Fundort: Dashan Tin-Zinc Mine, Guangxi-Provinz, China(N) Stamm clean1244(G) Spezies Parvarchaeum sp021798355(G) Stamm MAS3.bin171(N,G) – Fundort: Maanshan Magnetite Mine (MAS), Anhui-Provinz, China(N) Stamm clean1336(G) Spezies Parvarchaeum sp021799085(G) Stamm HSP2.bin18(N,G) –– Fundort: Huangshaping Lead-Zinc Mine, Hunan-Provinz, China(N) Stämme clean677; clean2558(G) Spezies Parvarchaeum sp021802505(G) Stamm TL1-3.bin47(N,G) – Fundort: Tongling Copper Mine (TL), Anhui-Provinz, China(N) Stämme FK_Sedi_A_Bin.235; FK_Sedi_B_Bin.310(N,G) – Fundort: Sediment der sauren Minenentwässerung, Fankou Mine (FK), Core A respektive B(N) Stämme clean1638; clean2577; clean2579; clean2580; clean2581; clean2582; clean2583; clean2584; clean2586; clean2587; clean2588; clean2589; clean2590(G) Spezies Parvarchaeum sp021807085(G) Stamm YF1.bin68(N,G) – Fundort: Yunfu Pyrite Mine (YF), Guangdong-Provinz, China(N) Stamm clean526(G) Spezies Parvarchaeum sp021811735(G) Stamm MAS3.bin90(N,G) – Fundort: Maanshan Magnetite Mine (MAS), Anhui-Provinz, China(N) Stamm DS4.bin83(G) Spezies Parvarchaeum sp021817165(G) Stamm YP4.bin125(N,G) – Fundort: Yongping Copper Mine, Jiangxi-Provinz, China(N) Stämme FK_Sedi_A_Bin.250; FK_Sedi_B_Bin.355(N,G) – Fundort: Sediment der sauren Minenentwässerung, Fankou Mine (FK), Core A respektive B(N) Stämme clean1546; clean2591; clean2592; clean2593; clean2594; clean2595; clean2596; clean2597; clean2598; clean2599; clean2600; clean2601; clean2602(G) Spezies Parvarchaeum sp021846665(G) Stamm TL1-2.bin12(N,G) – Fundort: Tongling Copper Mine (TL), Anhui-Provinz, China(N) Stämme clean551; clean2562; clean2563; clean2564; clean2565; clean2566; clean2567; clean2568; clean2569(G) Spezies Parvarchaeum sp021851145(G) Stamm LSA5.bin34(G) – Fundort: Longshenao Polymetallic Mine (LSA), Guangxi-Provinz, China(N) Stamm clean812(G) Spezies Parvarchaeum sp023378805(G) Stamm FK_Sedi_A_Bin.204(G) – Fundort: Sediment der sauren Minenentwässerung, Fankou Mine (FK), Core A(N) Stamm LSA4.bin62(G) Stamm TL1-1.bin33(G) Stämme clean1415; clean2570; clean2571; clean2572; clean2573; clean2574; clean2575 Spezies Parvarchaeum sp023378865(G) Stamm FK_Sedi_A_Bin.205(N,G) – Fundort: Sediment der sauren Minenentwässerung, Fankou Mine (FK), Core A(N) Stamm clean445(G) Spezies Parvarchaeum sp023380615(G) Stamm FK_Sedi_A_Bin.253(N,G) – Fundort: Sediment der sauren Minenentwässerung, Fankou Mine (FK), Core A(N) Spezies Parvarchaeum sp023488405(G) Stamm FK_Sedi_B_Bin.122(N,G) – Fundort: Sediment der sauren Minenentwässerung, Fankou Mine (FK), Core B(N) Spezies Parvarchaeum sp037443005(G) Stamm QH1S170213_bin_296.(N,G) – Fundort: Fluide und Sedimente von Heißen Quellen und vulkanischen Seen, Costa Rica(N) Spezies Ca. Parvarchaeum sp. isolate KM4364-11(N) Stamm KM4364-11(N) – Fundort: Metagenom aus einer terrestrischen heißen Quelle, Uson, Halbinsel Kamtschatka (KM)(N) Spezies Ca. Parvarchaeum sp. clone 22_Kam37(N) Stamm 22_Kam37(N) – Fundort: Zentrales Theermalfeld der Uson-Caldera, Halbinsel Kamtschatka (Kam)(N) Spezies Ca. Parvarchaeum sp. isolate BE2012_37_19(N) – in der GTDB als Spezies 1-14-0-10-34-76 sp020724955 in der Familie f__GW2011-AR1 der Ordnung Pacearchaeales klassifiziert Stamm BE2012_37_19(N,G) – Fundort: Beatrix mine (BE) im Gebiet () von Welkom, Südafrika(N,G) Gattung „Candidatus Rehaiarchaeum“ Rao et al. 2023 – in der NCBI-Taxonomie ohne nähere Zuordnung innerhalb von „Ca. Parvarchaeota“ syn. „Ca. Parvarchaeales“ im Reich Nanobdellati [DPANN] Weitere Gattungen mit provisorischen Namen(G), bzw. in der NCBI-Taxonomie weitere Spezies ohne nähere Zuordnung in „Ca. Parvarchaeota“ syn. „Ca. Parvarchaeales“
L – (LPSN), Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) N – Taxonomie des (NCBI) G – (GTDB) Wo nicht anders angegeben ist der erste Stamm (bzw. das erste MAG) Typusstamm () für die jeweilige Spezies.
Verbreitung Abgesehen von der ursprünglichen Fundstelle Richmond Mine am Iron Mountain im Norden Kaliforniens stammen mit Ausnahme einiger unsicherer Kandidaten alle Funde (Gensequenzen) zu „Ca. Parvarchaeum“ von Minen in China, s. o. (was aber nicht notwendig die tatsächliche Verbreitung der Gattung widerspiegeln muss). Eine breitere Verteilung scheint es zudem in der näheren Verwandtschaft der Gattung zu geben.
Phylogenie Basierend auf 120 Markerproteinen (GTDB 09-RS220)
Etymologie Der vorgeschlagene Gattungsname Parvarchaeum ist neu und zusammengesetzt aus lat. und neulat. von , ‚alt‘ ; es bedeutet also ‚kleine Archaeen‘ oder eine alte, archaische Lebensform kleiner Organismen.
Das Art-Epitheton acidiphilum ist neu von und , ‚freundlich‘, bedeutet also einen ‚Säurefreund‘ oder säureliebenden Organismus.
Das Art-Epitheton paracidiphilum stammt von der en Präposition und acidiphilum und bezeichnet eine Spezies neben, ähnlich oder phylogenetisch nahe P. acidiphilum.
Das Art-Epitheton tengchongense ist neu mit der Bedeutung ‚von Tengchong‘ () oder ‚zu Tengchong gehörig‘.
Einzelnachweise LPSN: Genus "Candidatus Parvarchaeum" Baker et al. 2010, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ). NCBI Taxonomy Browser: Candidatus Parvarchaeum, Details: Candidatus Parvarchaeum Baker et al. 2010 (genus); graphisch: Candidatus Parvarchaeum, auf Lifemap. NCBI Nucleotide: Parvarchaeota NOT Parvarchaeum NOT China. GTDB: Parvarchaeum. Genome Taxonomy Database (GTDB) Release 09-RS220
Brett J. Baker, Luis R. Comolli, Gregory J. Dick, Loren J. Hauser, Doug Hyatt, Brian D. Dill, Miriam L. Land, Nathan C. Verberkmoes, Robert L. Hettich, Jillian F. Banfield: Enigmatic, ultrasmall, uncultivated Archaea. In: PNAS, Band 107, Nr. 19, 11. Mai 2010, S. 8806-8811; , , PMID 20421484, Epub 26. April 2010 (). Luis R. Comolli, Brett J. Baker, Kenneth H. Downing, Cristina E. Siegerist, Jillian F. Banfield: Three-dimensional analysis of the structure and ecology of a novel, ultra-small archaeon. In: The ISME Journal, Band 3, Nr. 2, Februar 2009, S. 159–167; , PMID 18946497, Epub 23, Oktober 2008 (). Olga V. Golyshina, Stepan V. Toshchakov, Kira S. Makarova, Sergey N. Gavrilov, Aleksei A. Korzhenkov, Violetta La Cono, Erika Arcadi, Taras Y. Nechitaylo, Manuel Ferrer, Ilya V. Kublanov, Yuri I. Wolf, Michail M. Yakimov, Peter N. Golyshin: ‘ARMAN’ archaea depend on association with euryarchaeal host in culture and in situ. In: Nature Communications, Band 8, Nr. 60, 5. Juli 2017; doi:10.1038/s41467-017-00104-7, PMID 28680072, .