【古菌域全系列3】嗜泉界:TACK古菌的系统发生与分类
桨兰
2025年03月23日 21:48
生物知识点

大家好,我又来了#(滑稽) 来补完我的古菌域全系列计划。标题就不写什么花里胡哨的了。本期文章主要盘点一下TACK古菌所有科。以及关于该类群的最新分类与系统发生。不定时更新,更完为止。

(和以往一样,这主要只是一个生物分类文章)

特别致谢:

本期帖子的大量系统发生以及许多资料都是由知乎的mekdull大佬写的#(笑尿) (他在b站也有账号,同名,评论区@了)

没有他,此时的我还停留在旧分类体系当中呢

我们的系统发生树主要依据GTDB的研究结果,也参考了LPSN

此外还查阅了大量论文来查漏补缺。

废话不多说,直接放系统发生树。

点进去查看清楚图片。

TACK古菌超门的名称来源于 奇古菌门Thaumarchaeota,曙古菌门Aigarchaeota,泉古菌门Crenarchaeota,初古菌门Korarchaeota首字母缩写

后来又有许多新的门类纷纷加入,现在一共有九个门。当然更具体的会随着新分类而变化

2024年,国际原核生物系统学委员会(International Committee on Systematics of Prokaryotes,ICSP)对《国际原核生物命名法规》进行了修订,新增了域(Domain)和界(Kingdom)两级分类单元。其中,在古菌域下设立的热变形菌界Thermoproteati,就是原来的TACK古菌超门

本文采用"嗜泉界"作为Thermoproteati的中文译名,这个中文名很早就有了,而且取的也不错,本来也是包括TACK古菌

TACK古菌是古菌的一大类

他们世界性分布,在极地,高山,活火山热泉,热液海口那样的极端环境,还有海洋,淡水河湖,还有你身边的土壤中,甚至你的肚子中都可能有分布(共生餐古菌Cenarchaeum symbiosum于人体消化道中检出)

他们在生物地球化学循环中也起到了重要的作用

他们有多样的代谢机制。多数为化能自养Chemolithotrophy

比如多数奇古菌门Thaumarchaeota就是氨氧化菌,他们的氨氧化作用通过氨单加氧酶(AMO)将氨(NH₃)氧化为亚硝酸盐(NO₂⁻),驱动全球氮循环。部分类群可能参与完全氨氧化(Comammox)

许多硫化叶菌门物种为硫代谢(Crenarchaeota):如硫化叶菌属Sulfolobus会氧化硫或还原硫酸盐,他们依赖硫化合物作为能源。

此外,某些曙古菌门Aigarchaeota物种利用氢气(H₂)作为电子供体进行氢代谢

还有的类群能参与碳固定,使用3-羟基丙酸/4-羟基丁酸循环(3-HP/4-HB)或逆向TCA循环固定CO₂,这与细菌的卡尔文循环不同。

少数类群进行异养代谢,他们降解有机物,如高温环境中的一些餐古菌可能会利用肽或多糖作为碳源。许多深古菌门物种也是以有机物为食。

TACK还包括不少超嗜热菌,他们生活于强酸高温的地方,比如说燃球菌属Ignicoccus通过硫呼吸在高温下生存,同时耐受强酸性环境

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盘古古菌门Panguiarchaeota

已知仅一种,共生盘古古菌Panguiarchaeum symbiosum

他是宏基因组测出来的,未培养,自然也不知道长啥样

盘古古菌缺失细胞膜、氨基酸、维生素和嘌呤合成等基础代谢通路。并有能表达氨基酸或多肽转运、细胞吸附的相关基因,于是推测他跟纳古菌(见之前的帖子

https://tieba.baidu.com/p/9258953863?share=9105&fr=sharewise&see_lz=0&share_from=post&sfc=copy&client_type=2&client_version=12.80.1.0&st=1742716831&is_video=false&unique=B398D4337A9CF79BD433AEB2C2B8DFEE

)一样是寄生性的古菌,他的宿主可能是曙古菌门Aigarchaeota的古菌

此外,盘古古菌本身还有硫还原能力。这也是他摄取能量的一种途径。

参考报道:https://kjc.cqu.edu.cn/info/1103/13499.htm

如图为盘古古菌的代谢通路图。

初古菌门Korarchaeota

有一纲两目两科(更具体的请见3楼的系统发生图)

硫甲烷初菌科Methanodesulfokoraceae

初古菌科Korarchaeaceae(如图)

关于上期文章

https://tieba.baidu.com/p/9470663307?share=9105&fr=sharewise&share_from=post&sfc=copy&client_type=2&client_version=12.80.1.0&st=1742736833&is_video=false&unique=2134D3BB04998B52568E78ED8792F5B8

是我又落伍了

GTDB最新研究把泉古菌门给拆了😨

把硫化叶菌目与除硫球菌目给干到最基干的位置了……和火星古菌构成了姊妹群。能算一个独立门

但是没事儿,泉古菌门Crenarchaeota是 热变形菌门

Thermoproteota

也是这个界的模式门。

所以,热变形菌属在,泉古菌门就在!!!(什么东罗马帝国)

我的系统树里还保留了泉古菌门……但其实已经名存实亡。(只剩7个属了)

如图为GTDB的最新结果(照搬的)

硫化叶菌门Sulfolobota:

火星古菌纲Marsarchaea

火星古菌目Marsarchaeales

火星古菌科Marsarchaeaceae

(火星古菌当然是一种地球生物)

硫化叶菌纲的内容上期贴子都发过了,这里就一科一张图直接过吧

上期https://tieba.baidu.com/p/9470663307?share=9105&fr=sharewise&share_from=post&sfc=copy&client_type=2&client_version=12.80.1.0&st=1742736833&is_video=false&unique=2134D3BB04998B52568E78ED8792F5B8

硫化叶菌目Sulfolobales:

沸腾球菌科Zestosphaeraceae(没找到图)

燃球形菌科Ignisphaeraceae(如图)

硫化叶菌科Sulfolobaceae

除硫球菌目Desulfurococcales:

温热球菌科Caldococcaceae

除硫球菌科Desulfurococcaceae

高温球菌科Fervidicoccaceae

热网菌科Pyrodictiaceae

燃球菌科Ignicoccaceae

酸叶菌科Acidilobaceae

韦斯特古菌门Verstraetearchaeota:

哪吒古菌纲Nezhaarchaea

仅一目 哪吒古菌目

Nezhaarchaeales一科 嗜氢甲烷菌科Methanohydrogenotrophicaceae

这是宏基因组测出来的,没有图片

文章:【[交大智慧] 上海交通大学深部生命国际研究中心团队在烷烃厌氧氧化方向获重要进展 - 综合新闻 - 上海交通大学生命科学技术学院】

https://life.sjtu.edu.cn/Data/View/3127

甲基产烷菌纲Methanomethylicia

两目三科

甲基产烷菌目Methanomethylicales甲基产烷菌科Methanomethylicaceae(如图)

库勒古菌目Culexarchaeles:(两个都没找到图)

库勒微菌科Culexmicrobiaceae

库勒古菌科Culexarchaeaceae

地古菌门Geoarchaeota

只有一个科地古菌科Geothermarchaeaceae

这东西太冷门了,什么资料都查不到

泉古菌门Crenarchaeota(热变形菌门Thermoproteota):

被拆的只剩一纲两目三科七属了

热丝菌目Thetmofilales热丝菌科Thermofilaceae

热变形菌目Thermoproteales:

热枝菌科Thermocladiaceae

热变形菌科Thermoproteaceae

深古菌门Bathyarchaeota可能是TACK古菌最大的门

目前共有9目34个科

世界性分布,从周围的土壤中,苔藓中,到昆虫的肠道中,再到滋生真菌的朽木中……几乎是无处不在

科太多了,而且许多都是宏基因组测出来的,找不到图。所以就不一一讲了。

图一里面有深古菌门所有科

图三为深古菌属。

曙古菌门Aigarchaeota

一纲一目三科

曙古菌纲Augarchaea

暖古菌目Calditenuiales

细暖菌科Calditenuaceae(如图)

钨古菌科Wolframiiraptoraceae

暖古菌科Caldarchaeaceae

奇古菌门Thaumarchaeota:

热土古菌纲Geothermarchaea 热土古菌目Geothermarchaeales

热土古菌科Geothermarchaeaceae

黑暗古菌科Scotarchaeaceae

(都没找到图)

亚硝化球菌纲Nitrososphaeria:

过渡球形菌目Conexivisphaerales过渡球形菌科Conexivisphaeraceae(无图)

亚硝化热菌目Nitrosocaldales亚硝化热菌科Nitrosocaldaceae

耗烷菌目Methylarchaeales耗烷菌科Methylarchaeaceae(无图)

亚硝化球菌目Nitrososphaerales:

亚硝化广菌科Nitrosocosmicusaceae

亚硝化球菌科Nitrososphaeraceae

亚硝化杆菌目Nitrosotalea亚硝化杆菌科Nitrosotaleaceae

餐古菌目Cenarchaeales:

亚硝化纤菌科Nitrosotenuaceae(上面系统发生树中错误的将其写成了“亚硝化长菌科”。。。我很抱歉)

亚硝化海菌科Nitrosopelaqicusaceae

亚硝化侏菌科Nitrosopumilaceae

有趣的是,亚硝化侏菌科还存在大型多细胞的物种, 比如说巨奇古菌属Giganthauma的物种(如图),他们被发现于西印度群岛的一个红树林沼泽中。他们巨大的菌丝表面附着着共生的细菌。

本文章暂时完结。如果有需要补充的会发到评论区的。下期再见!

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