von Herrn Reinhard Wilms - ICBM

EINLEITUNG
Dieser neuen Sichtweise ist es auch zu verdanken, dass die Prokaryoten sich in die zwei
Domänen der Bakterien und Archaeen unterteilen ließen. Zudem grenzten sich die
Prokaryoten von den einzelligen Eukaryoten wie Pilze und Algen ab. Dieser neue Baum
beruhte für die Domäne der Bakterien zunächst auf 12 Klassen, die als Grundlage jeweils
mindestens einen kultivierten Vertreter besaßen. Dieser Stammbaum wurde bis ins Jahr 2005
durch die molekularbiologischen Methoden auf 55 Klassen erweitert, wobei ein großer Teil
der Klassen keinen kultivierten Vertreter mehr besaß (Backhed et al., 2005). Zudem belief
sich im Jahre 2004 der Umfang an Sequenzen in der NCBI Datenbank auf über 32 Millionen,
wobei davon lediglich 205.000 von benannten Organismen stammten (Benson et al., 2006).
Die Spanne zwischen bekannten eindeutig benannten Sequenzen zu den nur
molekularbiologisch gefunden Sequenzen wird somit täglich größer und ein Ende ist nicht
abzusehen. Hierbei spielen die weiter entwickelten molekularbiologischen Methoden eine
wichtige Rolle, da in wesentlich kürzerer Zeit immer mehr Sequenzen durch ein breites
screening der Habitate detektiert werden. Somit nimmt die Anzahl an Sequenzen, zu denen
keine kultivierten Vertreter existieren, immer weiter zu, während die Isolierung von Arten
dieser Klassen häufig keine Erfolge aufweist (D'Hondt et al., 2004).
Bei dieser Vielfalt an 16S rRNA Gen Sequenzen stellt sich schnell die Frage, ab wie viel
Prozent Unterschied es sich eventuell um zwei verschiedene oder um ein und dieselbe Art
handelt. Hagström et al. legten diese Grenze im Jahr 2000 auf 97 % Sequenzhomologie fest
(Hagström et al., 2000). So sollten zwei Organismen, die mehr als drei Prozent Unterschied in
ihren 16S rRNA Genen aufwiesen, als zwei Arten geführt werden. Stackebrandt und Goebel
hatten aber schon 1994 in einer Studie über DNA-DNA Hybridisierung gezeigt, dass erst
Organismen die bei dieser Hybridisierung weniger als 70 % erreichen, zu zwei
unterschiedlichen Arten zu zählen sind. Das musste aber nicht unbedingt bedeuten, dass ihre
16S rRNA Gene auch mehr als drei Prozent Abweichungen zeigten (Stackebrandt & Goebel,
1994). Somit sollte das 16S rRNA Gen heute als Hinweis für zwei verschiedene Arten gelten,
aber nicht zur Definition zweier Arten herangezogen werden.
Analysen des ribosomalen Gens liefern zudem keine Aussagen über die physiologischen
Eigenschaften der detektierten Mikroorganismen. Vergleiche mit den nächsten Verwandten in
den Datenbanken können lediglich Hinweise liefern. Eine Aussage, welche physiologischen
Eigenschaften ein Organismus hat und welche nicht, können eventuell Vollsequenzierungen
des Genoms (Seshadri et al., 2005), aber auch Isolate liefern. Diese Isolate sind aber häufig
nicht vorhanden, besonders wenn neue Habitate untersucht werden. Somit liefert die Analyse
des ribosomalen Gens zumindest erste Hinweise auf die Zusammensetzung der mikrobiellen
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