Planctomycetota
EM-Aufnahme vonGemmata obscuriglobus.
Systematik
Klassifikation: Lebewesen Domäne: Bakterien (Bacteria) ohne Rang: PVC-Gruppe Abteilung: Planctomycetota
Wissenschaftlicher Name
Planctomycetota
Garrity & Holt 2021

DiePlanctomycetota, (früherPlanctomycetes, deutschPlanctomyceten) bilden eine gut abgrenzbareAbteilung (Divisio), auch alsPhylum bezeichnet, innerhalb derPVC-Gruppe in derDomäne derBakterien. Man zählt dieKlasse derPlanctomycea (vorher: Planctomycetacia) mit der Ordnung derPlanctomycetales und der Familie derPlanctomycetaceae sowie die Klasse derPhycisphaerae dazu. Planctomyceten wurden in den 1970er Jahren entdeckt. Seither hat man sie fast überall in der Umwelt nachweisen können. Viele Arten leben aquatisch, sowohl im Salz- wie im Süßwasser. Einige kommen in hypersalinen (stark salzhaltigen) Gewässern vor, andere auch im Boden oder inKlärschlamm. Die wichtigsten Gattungen sindPlanctomyces,Pirellula,Isosphaera undGemmata.

Die Bezeichnung Planctobacteria wird manchmalim engeren Sinne alternativ zu Planctomycetes verwendet, kann aber auchim weiteren Sinne die gesamte PVC-Gruppe bezeichnen.

Die Planctomyceten sind in mehrfacher Hinsicht einzigartig. DieZellen vonPlanctomyces sind extrem starkkompartimentiert und besitzen oft – ähnlich wie dieEukaryoten – eineMembran, die dieDNA umgibt. Die Zellen sind gestielt und zeigen einen dimorphen Lebenszyklus, der auch vonCaulobacter, einer Art derAlpha-Proteobakterien, bekannt ist: Eine sessile Zelle schnürt eine Tochterzelle ab, die am entgegengesetzten Pol eineGeißel bildet. Die Schwärmerzelle ist mobil, wirft die Geißel aber nach einiger Zeit ab und bildet nun ihrerseits einen Stiel, mit dem sie sich an eine feste Oberfläche anheftet. Der Stiel vonPlanctomyces-Zellen ist anders aufgebaut als der vonCaulobacter, beide Gattungen sind nicht verwandt.

Bis vor einigen Jahren galten Planktomyceten auch deshalb als ungewöhnlich, weil in der Zellwand keinMurein gefunden wurde. Stattdessen war nur ein proteinreicherS-Layer bekannt. Im Jahr 2015 wurde allerdings festgestellt, dass bei einigen Planctomyceten, z. B. bei der ArtGammeta obscuriglobus, auch Peptidoglycan in ihren Zellwänden vorhanden ist.^[1][2]

Die Bakterien lebenchemoorganotroph und sind fakultativaerob, neben gestielten existieren auch filamentöse Formen. So ist die ArtIsosphaera pallida ein filamentöses, sich gleitend fortbewegendes Bakterium, das in heißen Quellen bei Temperaturen zwischen 35 und 55 °C vorkommt.

Einige Planctomyceten bilden Assoziationen mit Tieren, wie z. B. Insekten. Einige nicht näher identifizierte Planctomyceten wurden mit Hilfe von16S-rRNA-Analysen in Verdauungstrakten derTermitenCubitermes ugandensis undCubitermes orthognathus gefunden.^[3][4] Ein Planktomycet vermutlich der GattungPirellula wurde in demWasserflohDaphnia pulex gefunden. Eine weitere Art wurde aus der GarnelePenaeus monodon isoliert. Auch in denSchwämmenAplysina cavernicola undAplysina aerophoba wurden Planctomyceten nachgewiesen.

In welcher Verbindung die Bakterien mit den Wirten stehen (Symbiose oderParasitismus) und welche Funktion sie im Verdauungstrakt ausführen, ist noch unklar.

Des Weiteren konnten Planctomyceten auf der Oberfläche einer Vielzahl von Makroalgen nachgewiesen werden. Als Teil desBiofilms nutzen sie von den Algen produzierte Moleküle als Nährstoffe.Einige Taxa der Planctomyceten wurden bisher in keinem anderen Habitat beobachtet.Häufig stellen sie nur einen geringen Anteil desMikrobioms, auf der BraunalgeLaminaria hyperborea jedoch nehmen sie einen Anteil von bis zu 53 % ein.^[5]

Analysen von 16S rRNA Gensequenzen und weitere Untersuchungen haben eine enge Verwandtschaft der Planctomycetes und den Abteilungen derVerrucomicrobia undChlamydiae gezeigt. Aufgrund dessen bilden sie zusammen das sogenanntePVC-Superphylum.^[6]

Mitglieder (Stand 17. März 2022):^[7]

PhylumPlanctomycetota

• KlassePhycisphaeraeFukunagaet al. 2010 (früher WPS-1^[8]), mit
  • OrdnungPhycisphaerales
  • OrdnungSedimentisphaerales
  • OrdnungTepidisphaerales
• KlassePlanctomyceaCavalier-Smith 2002, mit Synonymen „Planctomycetia“Ward und Planctomycetes [class]Orenet al., mit
  • OrdnungGemmatales
  • OrdnungIsosphaerales
  • OrdnungPirellulales
  • OrdnungPlanctomycetalesSchlesner &Stackebrandt 1987
• Klasse „CandidatusBrocadiia“Lodhaet al. 2021, mit Synonym: „Ca. Brocadiae“Jenkins & Staley 2013, mit nur einer
  • OrdnungCa. Brocadiales
• Klasse „CandidatusUabimicrobiia“Lodhaet al. 2021, früher J132 genannt (GTDB), mit nur einer
  • OrdnungCa. Uabimicrobiales

Für einige der Ordnungen folgt eine Auswahl an Mitgliedern (Familien und Gattungen, Stand 17. März 2022):^[7]

KlassePlanctomycea synonym „Planctomycetia“

• Ordnung Gemmatales, mit nur einer
  • Familie Gemmataceae^[9]
  • GattungGemmataFranzmann & Skerman 1985
• Ordnung Isosphaerales, mit nur einer
  • Familie Isosphaeraceae
    • GattungIsosphaeraGiovannoniet al. 1995
      • SpeziesIsosphaera pallida
• Ordnung Pirellulales
  • Familie Lacipirellulaceae
  • Familie Pirellulaceae, mit
    • GattungBlastopirellulaSchlesneret al. 2004
    • GattungPirellulaSchlesner & Hirsch 1987
    • GattungRhodopirellulaSchlesneret al. 2004
  • Familie Thermoguttaceae
• OrdnungPlanctomycetalesSchlesner & Stackebrandt 1987, mit nur einer
  • FamiliePlanctomycetaceaeSchlesner & Stackebrandt 1987
    • GattungPlanctomycesGimesi 1924
• OrdnungCa. Brocadiales
  • FamilieCa. Brocadiaceae
    • GattungCa.Jettenia
  • FamilieCa. Scalinduaceae
    • GattungCa.Scalindua
• OrdnungCa. Uabimicrobiales, mit nur einer
  • FamilieCa. Uabimicrobiaceae
    • GattungCa. „Uabimicrobium“corrig.Shiratoriet al. 2019 alias „Ca. Uab“Shiratoriet al. 2019, früher SRT547 [genus]^[10], mit
      • SpeziesCa. „Uabimicronium amorphum“corrig.Shiratoriet al. 2019 alias „Ca. Uab amorphum“Shiratoriet al. 2019,
        früher Planctomycetes bacterium SRT547 oder SRT547 sp009002475

• Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker:Brock – Mikrobiologie. 11. Auflage. Pearson Studium, München 2006,ISBN 3-8274-0566-1
• John A. Fuerst, Heather G. Gwilliam, Margaret Lindsay, Agnieszka Lichanska, Craig Belcher, Joan E. Vickers und Philip Hugenholtz:Isolation and Molecular Identification of Planctomycete Bacteria from Postlarvae of the Giant Tiger Prawn, Penaeus monodon In:Applied and Environmental Microbiology Band 63, Nr. 1, Januar 1997, S. 254–262,PMC 168317 (freier Volltext)
• Naomi Ward, James T. Staley, John A. Fuerst, Stephen Giovannoni, Heinz Schlesner und Erko Stackebrandt:The Order Planctomycetales, including the Genera Planctomyces, Pirellula, Gemmata and Isosphaera and the Candidatus Genera Brocadia, Kuenenia and Scalindua. In: Martin Dworkin, Stanley Falkow, Eugene Rosenberg, Karl-Heinz Schleifer, Erko Stackebrandt (Hrsg.)The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria. Band 7:Proteobacteria: Delta and Epsilon Subclasses. Deeply Rooting Bacteria.3. Auflage. Springer, New York 2007,ISBN 978-0-387-25497-5.

Wikispecies: Planctomyceten – Artenverzeichnis

• J. P. Euzéby:List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature –Family Planctomycetaceae

1. ↑Wiegand S, Jogler M, Jogler C:On the maverick Planctomycetes In:FEMS Microbiology Reviews, Band 42, Ausgabe 6, S. 739–760, November 2018doi:10.1093/femsre/fuy029
2. ↑Boedeker C, Schüler M, Reintjes G, Jeske O, van Teeseling MC, Jogler M, Rast P, Borchert D, Devos DP, Kucklick M, Schaffer M, Kolter R, van Niftrik L, Engelmann S, Amann R, Rohde M, Engelhardt H und Jogler C:Determining the bacterial cell biology of Planctomycetes In:Nature Communications Band 8, Ausgabe 1, S. 14853, April 2017doi:10.1038/ncomms14853
3. ↑Dirk Schmitt-Wagner, Michael W. Friedrich, Bianca Wagner, und Andreas Brune:Phylogenetic Diversity, Abundance, and Axial Distribution of Bacteria in the Intestinal Tract of Two Soil-Feeding Termites (Cubitermes spp.) In:Applied and Environmental Microbiology Bd. 69, Nr. 10, Oktober 2003, S. 6007–6017Online.
4. ↑Andreas Brune:Symbiotic Associations Between Termites and Prokaryotes In: Martin Dworkin, Stanley Falkow, Eugene Rosenberg, Karl-Heinz Schleifer, Erko Stackebrandt (Hrsg.)The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria. Volume 1:Symbiotic Associations, Biotechnology, Applied MicrobiologyISBN 0-387-25476-5.
5. ↑Olga M. Lage, Joana Bondoso:Planctomycetes and macroalgae, a striking association. In:Frontiers in Microbiology. 5, 2014,doi:10.3389/fmicb.2014.00267.
6. ↑R. S. Gupta, V. Bhandari, H. S. Naushad:Molecular Signatures for the PVC Clade (Planctomycetes, Verrucomicrobia, Chlamydiae, and Lentisphaerae) of Bacteria Provide Insights into Their Evolutionary Relationships. In:Frontiers in microbiology. Band 3, 2012,ISSN 1664-302X, S. 327,doi:10.3389/fmicb.2012.00327,PMID 23060863,PMC 3444138 (freier Volltext).
7. ↑^abNCBI Taxonomy Browser:Planctomycetes, Detail:Planctomycetes Garrity and Holt 2001 emend. Ward 2011 (phylum); graphisch:Planctomycetes,Lifemap NCBI Version.
8. ↑Yukiyo Fukunaga:Phycisphaerae. In:Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria, 20. März 2020;doi:10.1002/9781118960608.cbm00069 (englisch).
9. ↑Tessa Koumoundouros:Underwater Labyrinth Hidden Beneath Mexico Contains a Huge Swathe of Life. Auf: science^alert vom 16. November 2023. Quelle:doi:10.1128/aem.01682-23, in:Applied and Environmental Microbiology.
10. ↑GTDB:g__SRT547

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