Aquifex pyrophilus — это грамотрицательная , не образующая спор , палочковидная бактерия . Это один из немногих видов в типе Aquificota , представляющем собой группу термофильных бактерий, которые встречаются вблизи подводных вулканов или горячих источников . [1] [2]
Aquifex pyrophilus имеет название, которое ссылается на его дыхание и среду обитания . Название «Aquifex» означает «водотворец» на латыни . Название было присвоено A. pyrophilus , потому что он обычно использует кислород для своего дыхания и воду в качестве побочного продукта . [3] Название «Pyrophilus» можно разбить на «Pyro» и «Philus». «Pyro» на латыни означает огонь, тепло или высокую температуру, а «Philus» — латинское слово, означающее «любящий». Поэтому термин «pyrophilus» можно интерпретировать как «любящий тепло», что относится к среде обитания A. pyrophilus , в которой он обычно встречается. [ требуется ссылка ]
Род Aquifex содержит некоторые из самых термофильных бактерий из всех известных бактерий. A. pyrophilus — это водный микроб, который обычно встречается вблизи подводных вулканов , морских гидротермальных источников и/или горячих источников , где температуры чрезвычайно высоки, а давление может быть огромным. [4] A. pyrophilus показал устойчивость к ультрафиолетовому свету и ионизирующему излучению . [4] Род Aquifex довольно непереносим к кислороду, поэтому он встречается только в средах с низким содержанием кислорода . Несмотря на это, Aquifex остается одним из немногих известных аэробных бактерий- гипертермофилов . [5] Кислород ограничен вблизи этих гидротермальных источников и подводных вулканов из-за чрезвычайно высокой температуры и восстановительной силы вулканических газов, таких как H2S . A. pyrophilus процветает там, где встречаются кислородные и бескислородные зоны в этих средах из-за высокой доступности водорода и тиосульфата . [6]
Aquifex pyrophilus был обнаружен на хребте Кольбейнсей , к северу от Исландии, Робертом Хубером и Карлом Штеттером в 1992 году. [6] В первом анализе бактерий Хубер и Штеттер обнаружили, что A. pyrophilus имеет оптимальный pH 6,8, но может варьироваться от 5,4 до 7,5, растет при температуре от 67 °C до 95 °C с оптимумом при 85 °C и имеет оптимальный рост при концентрации NaCl 3% (диапазон 1-5%). [6]
A. pyrophilus имеет длину от 2 до 6 микрометров и диаметр около половины микрометра. Он имеет восемь политрихически вставленных жгутиков, что делает его подвижным. [6] A. pyrophilus может расти поодиночке, парами и/или образовывать большие клеточные конгломераты , включающие до 100 отдельных клеток. [6] [7]
A. pyrophilus является строго хемолитоавтотрофным . [6] Он способен использовать кислород для своего дыхания , но может также расти анаэробно за счет восстановления нитрата. [6] В аэробных условиях A. pyrophilus окисляет молекулярный водород и производит H 2 O и АТФ . Другими донорами электронов, которые A. pyrophilus использует в аэробных условиях, являются S° и S 2 O 3 2- . [6] Побочные продукты включают серную кислоту из S° и S 2 O 3 2- и сероводород из S° и H 2. [ 6]
A. pyrophilus имеет относительно небольшой геном . Из известных геномов термофилов A. pyrophilus является самым маленьким. [8] Благодаря своему небольшому геному, способности выживать в условиях экстремальной жары, устойчивости к ультрафиолетовому излучению и ионизирующему излучению , а также благодаря филогенетическому анализу гена малой субъединицы 16S рРНК , A. pyrophilus считается одним из древнейших видов в области бактерий. [9] [10]
Исследования филогенетического положения Aquificales использовали конкатенированные белки, общие для порядка Aquificales и A. pyrophilus . [11] Результаты показывают, что Aquificales наиболее тесно связаны с Thermotogales при наблюдении за информацией о полном геноме. [11] Кроме того, было обнаружено, что Aquificales несколько тесно связаны с ε-протеобактериями на филогенетических деревьях . [11] Эта небольшая двусмысленность в размещении Aquificales на филогенетическом дереве оставляет место для некоторых дополнительных исследований в этой области. Несмотря на это, существуют неопровержимые доказательства того, что Aquificales, включая A. pyrophilus , являются одними из самых ранних бактерий, ответвившихся от архей. [10] Это привело к гипотезе, что эти бактерии эволюционировали, когда Земля была еще горячей и имела тонкую атмосферу . [4]