19.2B: Архея
- Page ID
- 5645
Коли ці мікроскопічні організми були вперше виявлені (в 1977 році), їх вважали бактеріями. Однак, коли їх рибосомна РНК була секвенована, стало очевидним, що вони не мали тісного зв'язку з бактеріями і насправді були більш тісно пов'язані з еукаріотами (включаючи нас самих!) Деякий час їх називали архебактеріями, але тепер, щоб підкреслити їх відмінність, ми називаємо їх Археями. Їх також називали екстремофілами на знак визнання екстремальних середовищ, в яких вони були знайдені:
- термофіли, які живуть при високих температурах
- гіпертермофіли, які живуть при дійсно високих температурах (даний рекорд - 121° C!)
- психрофіли, які люблять холодно (один в Антарктиці найкраще росте при 4° C)
- галофіли, які живуть у дуже солоних середовищах (наприклад, Мертве море)
- ацидофіли, які живуть при низькому рН (як низький, як рН 1 і які помирають при рН 7!)
- лугів, які процвітають при високому рН.
Більшість із > 250 названих видів, які були виявлені до цих пір, були розміщені у двох групах: Euryarchaeota та Crenarchaeota
Еурія — Археота
Виділяють три основні групи: метаногени, галофіли. і термоацидофіли.
метаногени
Вони зустрічаються в таких анаеробних середовищах, як
- гидота боліт і боліт
- рубці великої рогатої худоби (де вони живуть на водні і\(\ce{CO2}\) виробляються іншими мікробами, що живуть разом з ними)
- наша товста кишка (товста кишка)
- осаду стічних вод
- кишечник термітів
Вони є хемоавтотрофами; використання водню як джерела електронів для зменшення вуглекислого газу до їжі та виділення метану («болотного газу»\(\ce{CH4}\)) як побічного продукту.
\[\ce{4H2 + CO2 -> CH4 + 2H2O} \nonumber\]
Два метаногени, які мали секвеновані повні геноми:
- Метанокальдокок яний
- Метанотермобактер термоавтотрофік
Галофіли
Вони знаходяться в надзвичайно солоних середовищах, таких як Велике Солоне озеро в США та Мертве море. Вони підтримують осмотичний баланс зі своїм оточенням, нарощуючи концентрацію розчинених речовин у своїх клітині.
Термоацидофіли
Як випливає з назви, їм подобається гарячий і кислий (але не такий гарячий, як деякі з Crenarchaeota!). Вони зустрічаються в таких місцях, як кислі сірчані джерела (наприклад, в Єллоустонському національному парку) та підводні отвори («чорні курці»).
Крен Археота
Перші члени цієї групи, які будуть виявлені, як це дійсно гаряче і так називаються гіпертермофілами. Можна рости при 121° C (однакова температура в автоклавах, що використовуються для стерилізації культуральних середовищ, хірургічних інструментів тощо). Багатьом подобається кислота, а також гаряча і живуть в кислих сірчаних джерелах при рН до 1 (еквівалент розведеної сірчаної кислоти). Вони використовують водень як джерело електронів для зменшення сірки, щоб отримати енергію, необхідну для синтезу своєї їжі (з СО 2).
Aeropyrum pernix є одним з членів групи, яка мала свій геном повністю секвенований. Інші члени цієї групи, здається, складають велику частку планктону в прохолодних морських водах та мікробів як у ґрунті, так і в океані, які перетворюють аміак у нітрити (нітрифікація).
Еволюційне положення Археї
Археї мають цікаву суміш ознак, характерних для бактерій, а також рис, виявлених у еукаріотів. У таблиці підсумовуються деякі з них.
| риси еукаріот | бактеріальні риси |
|---|---|
|
|
Що можна зробити висновок з цієї колекції рис?
Багато ознак, виявлені у бактерій, вперше з'явилися у предків всіх нинішніх груп. Розкол, що веде до археї та еукаріотів, стався після того, як бактерії пішли своїм шляхом. Однак придбання еукаріотами мітохондрій (ймовірно, від предка сучасних рикетсій) і хлоропластів (від ціанобактерій) відбулося після того, як їх лінія розійшлася від архей (тобто гіпотези ендосимбіозу).
Оскільки все більше і більше генів секвенуються, виявляється, що лінія, яка в кінцевому підсумку виробляла еукаріоти, відділяється після лінії, що веде до евріархеоти. Якщо це так, Архея - це парафілетична група, і ми поділилися спільним предком з іншою архейєю зовсім недавно, ніж вони (і ми) робили з евроархеотою.
Економічне значення Археї
Оскільки вони мають ферменти, які можуть функціонувати при високих температурах, докладаються значні зусилля для використання археї для комерційних процесів, таких як надання ферментів, що додаються до миючих засобів (підтримують їх активність при високих температурах та рН) та ферменту для приховування кукурудзяного крохмалю в декстрини. Архея також може бути зарахована для допомоги в очищенні забруднених ділянок, наприклад, розливів нафти.