Methanogene sind eine Art von Mikroorganismus, der Methan als Nebenprodukt des Stoffwechsels bei sehr niedrigem Sauerstoffgehalt produziert. Sie kommen oft in Mooren, Sümpfen und anderen Feuchtgebieten vor, wo das von ihnen produzierte Methan als „Sumpfgas“ bekannt ist. Methanogene kommen auch im Darm einiger Tiere vor, darunter Kühe und Menschen, wo sie zum Methangehalt von Blähungen beitragen. Obwohl sie einst als Archaebakterien klassifiziert wurden, werden Methanogene heute als Archaea klassifiziert, im Gegensatz zu Bakterien.
Einige Arten von Methanogen, einschließlich der Methanopyrus-Gattung, sind Extremophile, Organismen, die unter Bedingungen gedeihen, unter denen die meisten Lebewesen nicht überleben könnten, wie heiße Quellen, hydrothermale Quellen, heißer Wüstenboden und tiefe unterirdische Umgebungen. Andere, wie die der Gattung Methanocaldococcus, sind mesophil, was bedeutet, dass sie bei gemäßigten Temperaturen am besten gedeihen. Methanobrevibacter smithii ist das bekannteste Methanogen im menschlichen Darm, wo es hilft, Polysaccharide oder komplexe Zucker zu verdauen.
Methanogene sind entweder stäbchenförmig oder kugelförmig. Sie bilden jedoch keine monophyletische Gruppe, was bedeutet, dass nicht alle Methanogene aus einem einzigen Vorfahren und all seinen Nachkommen bestehen. Es gibt über 50 Arten, die alle zur Domäne Archaea gehören. Methanogene benötigen keinen Sauerstoff und können in einigen Fällen nicht einmal in Sauerstoff überleben, obwohl sie seine Anwesenheit möglicherweise über längere Zeit tolerieren können.
Methanogene sind eine sehr vielfältige Gruppe. Sie verwenden eine Kohlenstoffquelle wie Kohlendioxid oder Acetat, um ihren Stoffwechsel, die sogenannte Methanogenese, zusammen mit Wasserstoff als Reduktionsmittel anzutreiben. Daher haben sie den ökologischen Vorteil, überschüssigen Wasserstoff und Kohlenstoff aus anaeroben Umgebungen zu entfernen. Ein Methanogen, das Kohlendioxid verstoffwechselt, wird als hydrogenotroph eingestuft, während diejenigen, die Acetat verstoffwechseln, als acetotroph oder essiglastisch bezeichnet werden.
Methanogene erfüllen eine wichtige ökologische Funktion, indem sie dazu beitragen, Kohlendioxid aus der Umwelt zu entfernen. Dies geschieht jedoch zu einem erheblichen Preis, da bei der Methanogenese auch Methan entsteht, das ein 21-mal größeres Treibhauspotenzial hat als Kohlendioxid. Dieser Effekt kann glücklicherweise durch den Einsatz von Methan als Biokraftstoff ausgeglichen werden.