Las bacterias termófilas son aquellas bacterias que se desarrollan a alta temperatura. Por lo general se considera que son termófilas si la temperatura óptima de crecimiento está por encima de los 46°C.
La mayoría de bacterias termófilas presentan algún tipo de cercanía filogenética; sin embargo, las relaciones no están bien definidas y en 2020 no hay consenso. La principal controversia está en dos corrientes: una es la tendencia a considerar que la mayoría de ellas forman un grupo monofilético que a su vez pertenece al supergrupo Terrabacteria; la otra tendencia coloca a las bacterias termófilas en posición basal del árbol filogenético bacteriano, formando un grupo parafilético.
Las bacterias termófilas fueron reconocidas desde el siglo XIX, observándose que, por ejemplo, micrococos podían crecer a 70°C. Sin embargo, la observación en la naturaleza recién se da en 1969, cuando se identifica a Thermus aquaticus en aguas termales del Parque nacional de Yellowstone. En 1986, el análisis genético dio un gran paso cuando Kary Mullis descubre la técnica de replicación de ADN basada en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), la cual usa la enzima termoestable polimerasa Taq proveniente de Thermus aquaticus.
Los filos bacterianos termófilos estarían relacionadas entre sí, pero no hay acuerdo si esta relación es parafilética o monofilética.
Si las bacterias termófilas son un grupo parafilético, significaría que fueron un grado evolutivo ancestral de la mayoría de bacterias conocidas. Esta situación está apoyada por el análisis del ARNr 16S y 23S, al igual que en algunos árboles genómicos, proteicos y enzimáticos. Un extenso análisis basado en el ARNr 16S muestra a las bacterias que son termófilas, quimiótrofas y anaerobias en posición basal:
Las demás bacterias
Varios grupos termófilos forman un clado de acuerdo con algunos árboles del genoma y del proteoma, y ocasionalmente se incluyen dentro de un supergrupo mayor denominado Terrabacteria. El análisis de proteínas ribosómicas ha dado el siguiente resultado:
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