Desulfurispira natronophila ist eine Bakteriumart. Die Art ist obligat anaerob und kann Schwefel oder Arsenat im Stoffwechsel nutzen. Sie ist mäßig salztolerant und obligat alkaliphil, also auf Umgebungen mit hohen pH-Werten, wie beispielsweise Sodaseen, angewiesen. Es sind zwei Stämme von Desulfurispira natronophil beschrieben: Der Typstamm AHT11 T und der Stamm AHT19. Die Art gehört zum Phylum Chrysiogenota. Ihre nächste Verwandte ist die Gattung Desulfurispirillum. Die zwei Stämme stammen aus Mischproben mehrerer hypersaliner Sodaseen der Kulunda-Steppe in Altai im südwestlichen Sibirien.
Merkmale Die Zellen von Desulfurispira natronophila sind hochbewegliche Spirillen mit jeweils einem einzelnen Flagellum an beiden Zellenden. Die Größe liegt bei 0,3–0,4 × 2–5 µm.
Stoffwechsel und Wachstum mini|Arsenat mini|Arsenit Desulfurispira natronophila ist strikt anaerob und nutzt elementaren Schwefel bzw. Polysulfid sowie Arsenat als Elektronenakzeptoren. Die Endprodukte sind Sulfid bzw. Arsenit. Die Art führt die dissimilatorische Schwefelreduktion (Schwefelatmung) durch: Elementarer Schwefel wird über das Zwischenprodukt Polysulfid zu Sulfid reduziert, Das Anreicherungsmedium basierte auf einem Natriumcarbonatpuffer mit pH 10 und 0,6 M Gesamt-Na+. Unter diesen Bedingungen reagiert das bei der Schwefelreduktion entstehende Sulfid sofort chemisch mit dem restlichen Schwefel zu löslichen Polysulfiden (Sn2−), die als eigentliche Elektronenakzeptoren fungieren. Im Gegensatz zu den pH-neutralen Bedingungen, unter denen Polysulfid chemisch nicht stabil ist, erreichen die Konzentrationen von Polysulfiden in den schwefelreduzierenden Kulturen des Sodasees beispiellos hohe Werte, wobei bis zu 100 Millimol Schwefel gelöst werden.
Bei der Arsenatmung wird aus Arsenat die Säure Arsenit (Anion der Arsenigen Säure) gebildet.
Desulfurispira natronophila nutzt kurzkettige organische Säuren wie Acetat, Propionat, Lactat, Pyruvat und Fumarat als Elektronendonatoren und Kohlenstoffquellen. Wasserstoff (H2) und Formiat können in Gegenwart von Acetat (Anion der Essigsäure) als Kohlenstoffquelle ebenfalls als Elektronendonatoren und Schwefel als Akzeptor verwendet werden. Die Bakterien sind obligat alkaliphil, mit einem pH-Bereich für das Wachstum zwischen 8,2 und 10,9 und einem Optimum bei pH 9,8–10,2. Sie sind mäßig salztolerant und tolerieren einen Na⁺-Konzentrationsbereich von 0,2 bis 3,0 Mol (Optimum bei 0,4–0,6 M). Die Art ist mesophil, mit einer maximalen Wachstumstemperatur von 42 °C und einem Optimum von 30 °C.
Es folgt eine Tabelle mit Desulfurispira natronophila im Vergleich zu Desulfurispirillum und Chrysiogenes. MerkmalDesulfurispiraDesulfurispirillumChrysiogenesZellmorphologieSpirilla mit bipolaren Flagellenspirillenförmig mit Büschen von Geißeln an den zwei Endenvibrionenförmig, einzelnes polares FlagellumAutotrophes Wachstum−−−Elektronendonatoren:H2 / Formiata + (Typstamm) + (D. alkaliphilum)−Acetat, Pyruvat, Lactat, Malat, Succinat, Fumarat + typ +Propionat + +−Citrat− + (D. alkaliphilum)−Glycerin + (Typstamm)−−Elektronenakzeptoren:O2−−−Schwefel (Polysulfid) + + (D. alkaliphilum)−Nitrat, Nitrit (zu Ammoniak)− + +Distickstoffmonoxid (N2O)−−−Fumarat− + (D. alkaliphilum)−Arsenat (AsO43-) + + +Selenat (SeO42-) / Selenit (SeO32-)− + (D. indicum)−pH-Bereich (optimal)8,5–10,9 (10)8,0–10,2 (9,0)neutrophilSalzbereich (optimal), (Mol Na +)0,2–3,0 (04–0,6)0,1–2,5 (0,4) (D. alkaliphilum) 0,1–0,75 (0,4) (D. indicum)Na-unabhängigLebensraumSodaseenBioreaktor (D. alkaliphilum), Flussmündung (D. indicum)Goldmine
Die Typusgattung Chrysiogenes wird durch C. arsenatis repräsentiert; die Gattung Desulfurispirillum wird durch zwei Arten repräsentiert, D. alkaliphilum und D. indicum, und die Gattung Desulfurispira wird durch zwei Stämme repräsentiert, die zu der einzigen Art D. natronophila gehören. a Mit Acetat als C-Quelle.
Systematik Die Art Desulfurispira natronophila wurde im Jahr 2010 beschrieben. Sie ist die einzige Art der Gattung Desulfurispira (Stand August 2026). Sie zählt zu der Familie Chrysiogenaceae. Hier sind außer Desulfurispira noch die Gattungen Desulfurispirillum und Chrysiogenes vertreten. Die Familie zählt zu der Ordnung Chrysiogenales innerhalb der Klasse Chrysiogenia des Reiches Pseudomonadati.
Die Gattungen Desufurispirillum und Chrysiogenes sind dazu in der Lage Arsenat zu Arsenit zu reduzieren. Außerdem können Vertreter der zwei Gattungen Nitrat bzw. Nitrit zu Ammoniak reduzieren, also die Nitratammonifikation durchzuführen.Dimitry Y. Sorokin, Alexander Y. Merkel, Max M. Häggblom: Desulfurispirillum In: Joan M. Macy, Torsten Krafft, Lindsay I. Sly: Chrysiogenes In: Desulfurispirillum alkaliphilum wurde ebenfalls in einem Sodasee gefunden. Der Fundort von D. indicum lag in einem Flussmündungsgebiet (Ästuar) in Indien.
Einzelnachweise Dimitry Y. Sorokin, Alexander Y. Merkel: Desulfurispira In:
Literatur Dimitry Y. Sorokin, Alexander Y. Merkel: Desulfurispira In:
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