Thiobacillus ist eine Gattung gramnegativer, Schwefel-oxidierender, nicht-phototropher Bakterien. Die ehemals umfangreiche Gattung wird seit Untersuchungen um die Jahrtausendwende deutlich kleiner gefasst und umfasst nur noch drei Arten (Stand Dezember 2022).

Merkmale

Die Zellen der Arten von Thiobacillus sind stäbchenförmig. Sporen werden nicht gebildet. Die Zellen treten einzeln, in Paaren oder in kurzen Ketten auf. Es folgt eine Tabelle mit weiteren Merkmalen der einzelnen Arten.

Lebensraum und Lebensweise

Die farblosen Schwefelbakterien können aus Flusssedimenten, Kanälen, Mündungen, Wattenmeerböden, sauren Sulfatböden, (heißen) Säurequellen, Minenschachtentwässerungen, Thermalquellen, Kläranlagen und hyperalkalischen Salzseen isoliert werden, vor allem aus Zonen zwischen aerobem Wasser und anaeroben Sediment. Sie leben in Bereichen, in denen als Elektronendonatoren reduzierte Schwefelverbindungen (häufig Sulfide) und Elektronenakzeptoren wie Sauerstoff oder Stickoxide vorkommen. Marine Arten benötigen Natriumchlorid zum Leben.

Sie werden aufgrund ihrer Produktion von Schwefelsäure für Schäden durch oxidative Korrosion an Beton und Röhren, aber auch an Gebäuden und antiken Bauwerken verantwortlich gemacht. Man kann sie jedoch auch als Nützlinge im Bergbau für die Extraktion von Metallen aus erzarmen Böden benutzen, die nicht durch konventionelle metallurgische Methoden zugänglich sind, wobei jedoch das Problem saurer Eisensulfat-Abwässer noch ungelöst ist. Thiobacillus-Arten wurden zur Bekämpfung von Kartoffelschorf eingesetzt: Das betroffene Gebiet wurden mit Schwefel behandelt und die Bakterien oxidieren diesen zu Schwefelsäure. Dadurch wird der Boden sauer und das Wachstum des Erregers Streptomyces scabies verhindert.

Zudem können Thiobacillus-Arten Pyrit löslich und zugänglich für andere Mikroorganismen und Pflanzen machen.

Stoffwechsel

Die vollständige Oxidation von reduzierten Schwefelverbindungen zu Sulfaten ist allen obligat und fakultativ autotrophen Schwefeloxidierern gemein, ebenso wie die Fähigkeit, den pH-Wert zu senken sowie auf thiosulfathaltigen Nährböden zu wachsen, was auch zum Nachweis verwendet wird. Einige Reaktionen können folgendermaßen zusammengefasst werden:

${\displaystyle \mathrm {H_{2}S+2\ O_{2}\longrightarrow H_{2}SO_{4}} }$

${\displaystyle \mathrm {2\ H_{2}S+O_{2}\longrightarrow 2\ S^{0}+2\ H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {2\ S^{0}+2\ H_{2}O+3\ O_{2}\longrightarrow 2\ H_{2}SO_{4}} }$

${\displaystyle \mathrm {Na_{2}S_{2}O_{3}+2\ O_{2}+H_{2}O\longrightarrow Na_{2}S_{4}O_{6}+4\ NaOH} }$

${\displaystyle \mathrm {Na_{2}S_{4}O_{6}+7\ O_{2}+6\ H_{2}O\longrightarrow Na_{2}SO_{4}+6\ H_{2}SO_{4}} }$

${\displaystyle \mathrm {2\ KSCN+4\ O_{2}+4\ H_{2}O\longrightarrow (NH_{4})_{2}SO_{4}+K_{2}SO_{4}+2\ CO_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {5\ H_{2}S+8\ KNO_{3}\longrightarrow 4\ K_{2}SO_{4}+H_{2}SO_{4}+4\ N_{2}+4\ H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {5\ S^{0}+6\ KNO_{3}+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ K_{2}SO_{4}+2\ H_{2}SO_{4}+3\ N_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {FeS_{2}+2\ H_{2}O+7\ O_{2}\longrightarrow 2\ Fe_{2}(SO_{4})_{3}+2\ H_{2}O} }$

Systematik

Einzelnachweise

1. 1 2 3 Jean Euzéby, Aidan C. Parte: Genus Thiobacillus. In: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Abgerufen am 22. Februar 2020. 
2. 1 2 3 4 5 Lesley Robertson und J. Kuenen: The Prokaryotes - The Genus Thiobacillus, 2006, Part 1, Section 3.2, Seite 812–827, doi:10.1007/0-387-30745-1_37
3. ↑ Kevin Byrne: Bath Advanced Science - Environmental Science. ISBN 978-0174483052
4. 1 2 Donovan P. Kelly, Ann P. Wood: Reclassification of some species of Thiobacillus to the newly designated genera Acidithiobacillus gen. nov., Halothiobacillus gen. nov. and Thermithiobacillus gen. nov. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 50, Nr. 2, März 2000, S. 511–516, doi:10.1099/00207713-50-2-511, PMID 10758854. 
5. ↑ Jean Euzéby, Aidan C. Parte: Order Acidithiobacillales. In: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Abgerufen am 22. Februar 2020. 
6. ↑ Jean Euzéby, Aidan C. Parte: Order Chromatiales. In: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Abgerufen am 22. Februar 2020. 
7. 1 2 Rich Boden, Lee P. Hutt, Alex W. Rae: Reclassification of Thiobacillus aquaesulis (Wood & Kelly, 1995) as Annwoodia aquaesulis gen. nov., comb. nov., transfer of Thiobacillus (Beijerinck, 1904) from the Hydrogenophilales to the Nitrosomonadales, proposal of Hydrogenophilalia class. nov. within the ‘Proteobacteria’, and four new families within the orders Nitrosomonadales and Rhodocyclales. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 67, Nr. 5, Mai 2017, S. 1191–1295, doi:10.1099/ijsem.0.001927. 
8. ↑ Jean Euzéby, Aidan C. Parte: Family Thiobacillaceae. In: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Abgerufen am 22. Februar 2020.