Er befindet sich im Gebiet des Yellowstone „Mud Volcano“[A 1] (englischMud Volcano Group) etwa 200 Meter vom südwestlichen Ufer des Goose Lake.[A 2] Er liegt im Norden des Yellowstone Lake, 2800km westlich der Hauptstadt Washington; in einer Höhe von 2397 Metern über dem Meeresspiegel. Die Wassertemperatur der heißen Quelle liegt bei 75–80°C und der pH-Wert beträgt 6,37–6,7 (nahezu neutral).[3][1][6]
Der Name „Obsidian Pool“ bezieht sich auf die sandgroßen vulkanischen Glaskörner auf dem Boden der Quelle.
Das nähere Gebiet um diese Thermalquelle wird auch Obsidian Pool Thermal Area (OPTA) genannt[7][8]
und wurde u.a. von Shock etal 2014 detailliert beschrieben.[9]
Gelegentlich findet sich auch die Bezeichnung englischObsidian Pool Prime, OPP,[10][11] was hier mit Obsidian-Pool-Hauptbecken übersetzt ist.
Zahlreiche Arten von extremophilenBakterien und Archaeen wurden an diesem Ort nachgewiesen.[12][1][4][13]
Analysen zeigten 2014, dass im Hauptbecken die Vielfalt an Archaeen höher ist als die der Bakterien, in der Vegetationszone (englischvegetated area) darum ist es jedoch umgekehrt und die bakterielle Vielfalt insgesamt deutlich höher.[2]
Das Land um den Obsidian Pool ist im Osten hügelig, im Westen dagegen flach.[A 3] Der höchste Punkt in der Gegend hat eine Höhe von 2604 Metern und liegt 2,0km südlich vom Obsidian Pool.[A 4][4]
Die Bevölkerungsdichte in der Umgebung vom Obsidian Pool ist sehr gering, es leben dort weniger als 2 Menschen pro Quadratkilometer.[14] Der nächstgelegene Ort ist Lake Village am Abfluss des Yellowstone Lake.[15]
In der Region um den Obsidian Pool sind –typisch für den Yellowstone-Nationalpark– Quellen und Felsformationen besonders häufig.[A 5][4]
Das Klima in dieser Gegend ist boreal.[16]
Die Durchschnittstemperatur beträgt ca. 0°C; der wärmste Monat ist der Juli mit 14°C und der kälteste der Januar mit −14°C.[17]
Die durchschnittliche Niederschlagsmenge beträgt 439 Millimeter pro Jahr. Der feuchteste Monat ist der Mai mit 70 Millimeter Regen, der trockenste der Februar mit 24 Millimetern.[18]
Das Gebiet des Obsidian Pools ist fast vollständig von Kiefernwald umgeben.[19]
In der überfluteten Senke neben dem Obsidian Pool gibt es einen Bestand von Juncus tweedyi, einer hitzetoleranten Binsenart, die häufig in der Nähe anderer geothermisch aktiver Orte im Yellowstone-Nationalpark wächst.[2]
Im Januar 1998 gaben Philip Hugenholtz, Norman Pace etal. die Entdeckung einer Reihe neuer Kandidatenphyla (syn. Abteilungen, englischdivisions) von Bakterien bekannt, die sie aus Proben vom Obsidian Pool identifiziert hatten (worauf der Präfix „OP“ ihrer vorläufigen Bezeichnungen hinweist). Im Einzelnen sind dies:[20][21][22]
Candidate division OP9 (heute Atribacterota[23]) mit den aus Proben von Obsidian Pool identifizierten Stämmen OPB46, OPB47, OPB72, OPS118, OPS139A und OPS44.[24]
Zu den Clostridien, einer sehr ursprünglichen Gruppe von Bakterien, wird der 2010 von Hamilton-Brehm, Elkins etal. identifizierte anaerobe und extrem thermophileCaldicellulosiruptor obsidiansis (mit Referenzstamm OB47) klassifiziert.
Diese Bakterien sind nicht-motil (unbeweglich), Gram-positiv und insbesondere cellulolytisch (engl. cellulolytic), d.h. in der Lage,
Zellulose abzubauen, was sie für verschiedene Anwendungen sehr interessant macht, denn zellulosehaltige Biomasse wird in Zukunft wahrscheinlich eine wichtige Quelle für erneuerbare Energie sein.[30][31]
Die bakterielle Gemeinschaft aus den erhitzten Sedimenten in der Umgebung der hitzetoleranten Binsen Juncus tweedyi zeigte sich in einer Untersuchung 2014 reich an Mitgliedern der Firmicutes, darunter potenziell (hemi-)cellulolytische Bakterien aus den Clostridien-Gattungen Clostridium (inklusive Anaerobacter[32]), Caloramator[33] und Thermoanaerobacter[34] (neben Caldicellulosiruptor).[2]
Im Obsidian-Pool-Hauptbecken (englischObsidian Pool Prime, OPP) wurden Stromatolithen gefunden. Dieser Fund wurde von Berelson etal. 2011 untersucht:
Der Hauptkörper besteht u.a. aus fein verkieselten fadenförmigen Bakterien. Man schätzt auf eine Wachstumsrate von bis zu 1–5cm pro Jahr; das Wachstum kann jedoch immer wieder unterbrochen werden.[10][35] Die Bakterien sind Cyanobakterien, der Haupttyp zeigte sich als eng verwandt mit Chlorogloeopsis sp. PCC 7518,[10][36][37] der Nebentyp mit Fischeralla sp. MV11.[38][10]
Ein weiteres aus dem Obsidian Pool identifiziertes Bakterium ist Geobacillus sp. Y412MC61 (Brumm etal., 2015),[39][40] eine vorgeschlagene Schwesterspezies von Geobacillus stearothermophilus aus der Familie Bacillaceae, der „echten Bazillen“.[41][42]
Im Jahr 1999 untersuchten Sandler, Hugenholtz, Pace etal. Proben vom Obsidian Pool mit Methoden der Metagenomik auch auf Archaeen hin[43] und fanden unter diesen ebenfalls neuartige Mitglieder (Obsidian Pool #1, #3, #4, #6, #9 und #10).[44]
Der Obsidian Pool gilt als ein typisches Habitat für Archaeen aus der GattungThermosphaera (Familie Desulfurococcaceae der Thermoprotei, früher „Crenarchaeota“, im ReichThermoproteati alias „TACK-Superphylum“), wo sie von Huber etal. wie 1998 berichtet erstmals identifiziert wurden.[45][46] Der Fund von „Crenarchaeota“ wurde 2005 von Spear etal. bestätigt und erweitert (OPPD012, im OPP[47]).[11]
REM-Aufnahme einer Anreicherungskultur von Korarchaeia aus dem Obsidian Pool
Im Jahr 2008 gaben Elkins, Koonin, Hugenholtz, Karl O. Stetteretal. die Entdeckung von „Ca. Korarchaeum cryptofilum“[48] mit Stamm OPF8[49] (Obsidian Pool F8) bekannt. Der Gruppe gelang es, das archaeale Genom aus einer Anreicherungskultur von OPF8-Proben des Obsidian Pools zu bestimmen. Wie sich zeigte, konnte dieses Archaeon zu keiner der beiden damals bekannten (Super-)gruppen „Methanibacteriati“ (früher Euryarchaeota i.w.S.) oder Thermoprotei (früher „Crenarchaeota“) gehören, sondern wurde in eine neue Gruppe namens „CandidatusKorarchaeia“ (früher als Phylum „Korarchaeota“ genannt) eingeordnet. Beide Klassen, Thermoprotei und „Ca. Korarchaeia“ gelten als Mitglieder des ReichsThermoproteati (früher „TACK-Superphylum“).[50]
Im Jahr 2022 veröffentlichten Anthony J. Kohtz etal. eine Studie, in der sie aufgrund neuer Metagenomik-Ergebnisse eine neue Kandidatenklasse „Culexarchaeia“ innerhalb des TACK-Superphylums vorschlugen. Nach den Analysen beherbergen die „Culexarchaeia“ eine Reihe von wichtigen Proteinsätzen, die phylogenetisch von anderen TACK-Linien abweichen oder dort ganz fehlen, insbesondere Proteine zur Zellteilung und des Zytoskeletts. Diese Gruppe gliedert sich in einen marinen Zweig (Familie „Culexmicrobiaceae“, Fundort Guaymas Basin im Golf von Kalifornien) und einen terrestrischen Zweig (Fam. „Culexarchaeaceae“, Fundort u.a. der Obsidian Pool und das Lower Culex Basin).[53]
Im Jahr 2016 veröffentlichten Brett J. Baker, Thijs J. G. Ettemaetal. eine Studie, in der sie die Identifizierung einer neuen Kandidatenklasse „Hadesarchaea“ innerhalb des Archaeen-Reichs Methanobacteriati (früher „Euryarchaeida“ oder „Euryarchaeota“ s.l.) per Metagenomik aus Proben vom Ästuar des White Oak River[54] (Hadesarchaea archaeon DG-33[55]) und vom Lower Culex Basin (Candidatus Hadarchaeum yellowstonense YNP_45)[56] bekannt gaben.[57] Bei 2018/2020 an der Universität Hongkong vorgenommenen Datenanalysen von bereits 2012 aus dem Obsidian Pool entnommenen Proben konnte ein weiterer Stamm SpSt-756 der Spezies Ca. Hadarchaeum yellowstonense aus dem Lower Culex Basin identifiziert werden.[58][59]
Auch Vertreter der Klasse Thermoplasmata (ebenfalls Reich Methanobacteriati, früher Superphylum „Euryarchaeida“) wurden gefunden, darunter die Spezies mit vorläufigen Bezeichnungen DTKX01 sp011333475 (Uncultivated Euryarchaeota archaeon SpSt-866, eigene Ordnung DTKX01)[60][61] und B-DKE sp011334705 (Uncultivated Euryarchaeota archaeon SpSt-787, Thermoplasmataceae. Für die Gattung B-DKE wurde 2022 die Bezeichnung Ca.Scheffleriplasma vorgeschlagen).[62][63][64]
Im Jahr 2013 gaben Podar, Koonin, Reysenbach etal. die erstmalige Entdeckung eines hyperthermophilen Mitglieds Ca. Nanopusillus sp. Nst1 (heute Synonym von Ca. Nanobsidianus stetteri[65]) aus dem Phylum Nanoarchaeota (Reich Nanobdellati, früher Superphylum „DPANN“) bekannt, das wie die bereits bekannte Spezies Nanoarchaeum equitans aus dieser Archaeengruppe als kleiner Epibiont auf einem viel größeren Archaeon der Ordnung Sulfolobales (Reich Thermoproteati, früher Superphylum „TACK“) lebt. Diese symbiotische Gemeinschaft wurde ebenfalls im Obsidian Pool gefunden.[66]
Genom-Analysen zeigten 2015 virale Sequenzen in Nanobsidianus-Spezies. Zudem wurde N. stetteri in verschiedenen Thermalquellen des Yellowstone-Nationalparks gefunden. Man vermutet, dass es sich um ein Virus handelt, das sich innerhalb der dortigen Nanoarchaeota repliziert. Dazu gab es Hinweise auf ein Sulfolobus monocaudavirus 1 (SMV1), Familie Bicaudaviridae.[67]
↑Der Goose Lake im Gebiet des Mud Volcano ist nicht zu verwechseln mit einem gleichnamigen See, der weiter südöstlich am Firehole River ebenfalls im Yellowstone-Nationalpark gelegen ist; siehe Goose Lake auf Mapcarta.
↑Berechnet aus dem Schnittpunkt aller Höhendaten (DEM 3") im Umkreis von 10 Kilometern von Viewfinder Panoramas: Viewfinder Panoramas Digital elevation Model.21.Juni 2015;abgerufen im 1.Januar 1(englisch).
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