Современная классификация микроорганизмов

Группа 31. Метаногены
В группу метаногенов входят облигатные анаэробы, всегда образующие метан в качестве конечного продукта катаболизма. Метаногены обладают уникальным типом метаболизма, который может использовать водород как источник энергии и диоксид углерода как источник углерода. Никакие другие организмы не обладают этими свойствами. Благодаря метаногенам на нашей планете созданы большие запасы природного газа, который является источником энергии для коммунального и индустриального использования.
Метаногены представлены палочками, кокками, псевдосарцинами, спириллами. Способностью образовывать метан обладают около 50 видов метаногенов из 17 родов, которые объединяются в три подгруппы: Methanobacterium, Methanococcus и Methanococcoides.
Большинство метаногенов—мезофилы с оптимумом роста в области 30-40 °C. Метаногены завершают анаэробную деструкцию органических веществ, используя молекулярный водород, диоксид и оксид углерода, а также ацетаты, образующиеся в процессах брожения. Акцепторами и донорами электронов у мета-нобразующих бактерий является ряд одноуглеродных соединений (диоксид углерода, окись углерода, формиат, метанол, метилированные амины) и единственное двухуглеродное соединение — ацетат.
Метанобразующие бактерии могут использовать в качестве конечного акцептора электронов молекулярную серу. При этом наблюдается образование значительного количества сероводорода при одновременном снижении (в 2-10 раз) синтеза метана. Таким образом, метанобразующие бактерии способны осуществлять энергетический метаболизм как хемолито- или хемоорганотрофного типа, так и авто- или гетеротрофного типа.
Обычными местами обитания метаногенов является анаэробная зона водоемов, богатых органическими соединениями. Они обнаруживаются в иловых отложениях озер и рек, в болотах и заболоченных почвах, в осадочных слоях морей и океанов. Метанобразующие бактерии — обитатели пищеварительного тракта животных и человека, а также важный компонент микрофлоры рубца жвачных животных. Микробное разложение органических остатков в почвах, илах, а также в пищеварительной системе травоядных животных и питающихся древесиной насекомых приводит к накоплению в биосфере биогенного метана. Более 1 % углерода, содержащегося в растениях, превращается прокариотами в метан.
Метаногены используют ограниченный набор субстратов, образующихся в результате жизнедеятельности сопутствующих симбиотических микроорганизмов, в частности водородвыделяющих бактерий. Совместно с ними метанобразующие бактерии участвуют в глобальном процессе анаэробного разложения органических соединений, в первую очередь целлюлозы. Метаногены ежегодно образуют до 10⁸ тонн метана. Примерно половину этого количества окисляют аэробные метанотрофные бактерии, а более 20 % поступает в атмосферу, формируя парниковый эффект.