ArchaeaDefinicja, przykłady, Vs Bacteria, charakterystyka i klasa

Definicja: What are Archaea?

Archaea są organizmami jednokomórkowymi, które tworzą trzecią domenę organizmów na Ziemi. Jako takie, różnią się od dwóch pozostałych domen, do których należą bakterie i Eukaryota.

Jak bakterie, archaea są jednak prokariotami, które dzielą pewne cechy z bakteriami (jest to jeden z powodów, dla których archaea były wcześniej uważane za rodzaj bakterii).

Dzięki ich zdolności do przetrwania w ekstremalnych warunkach, można je znaleźć w różnych środowiskach, od jezior i gleby do Morza Martwego i najgłębszych części oceanu (dno oceaniczne).

Niektóre przykłady obejmują:

• Aeropyrum pernix
• Thermosphaera aggregans
• Ignisphaera aggregans
• Sulfolobus tokodaii
• Metallosphaera sedula
• Staphylothermus marinus
• Thermoproteus tenax

Przykłady

W oparciu o różne składy molekularne i genetyczne, dziedzina Archaea jest podzielona na pięć (5) filii, które obejmują:

• Euryarchaeota
• Crenarchaeota
• Korarchaeota
• Thaumarchaeota
• Nanoarchaeota

Flag Euryarchaeota

Flag Euryarchaeota jest jedną z najlepiej zbadanych fylli domeny (Euryarchaeota).badanych gromad w tej dziedzinie (Archaea). Składający się z ponad 70 rodzajów, członkowie azylu są niezwykle zróżnicowane fizjologicznie ze zdolnością do przetrwania niektórych z najbardziej ekstremalnych środowisk na całym świecie.

Następujące cechy różnych grup azylu Euryarchaeota:

Euryarchaeotae składa się z mezofilnych, termofilnych i psychrotolerancyjnych gatunków rozłożonych na osiem (8) klas.

Klasa Archaeoglobi – Klasa Archaeoglobi składa się z pojedynczego rzędu (Archaeoglobales) i rodziny (Archaeoglobaceae). Archaeoglobaceae jest dalej podzielona na trzy rodzaje, które obejmują Ferroglobus, Geoglobus i Archaeoglobus. Podobnie jak klasa Thermococci, członkowie Archaeoglobaceae mają kulisty wygląd i dlatego mogą być opisani jako posiadający morfologię kokoidalną.

Niektóre z głównych cech tej grupy obejmują:

• Znajdują się w kominkach hydrotermalnych (w głębinachmorskiej)
• Beztlenowe
• Dobrze rosną w warunkach zasolenia morskiego
• Trzy rodzaje w tym azylu zawierają gatunki, które są miksotroficzne (wykorzystują różne źródła energii) i litoautotroficzne (uzyskują energię z zredukowanych związków) w przyrodzie
• Optymalny zakres temperatur dla członków tego azylu wynosi od 83 do 88 stopni Celsjusza (maksymalna temperatura wynosi około 95 stopni Celsjusza)

Klasa Protoarchaea – Znana również jako klasa Thermococci, Protoarchaea składa się również z jednego rzędu (Thermococcales) i rodziny (Thermococcaceae). Rodzina Thermoccaceae jest dalej podzielona na rodzaje Pyrococcus, Thermococcus i Paleococcus.

Z wyjątkiem kilku gatunków, większość gatunków w tych rodzajach posiada następujące cechy:

• Obligatoryjne beztlenowce
• Hypertermofilne (rozwijają się w ekstremalnie gorących środowiskach)
• Organotroficzne
• Dobrze rosną w neutralnym pH i morskim morskim zasoleniu
• Morfologia markoidalna
• Możliwość przemieszczania się
• Znajdywane w kominkach hydrotermalnych
• Niektóre gatunki są zdolne do fermentacji
• Wszystkie są obligatoryjnymi organo-heterotrofami (mogą uzyskiwać energię/odżywianie ze związków organicznych lub od innych organizmów)

Klasa Thermoplasmata – Klasa Thermoplasmata składa się z jednego rzędu (Thermoplasmatales) i trzech rodzin.

Członkowie tej klasy charakteryzują się następującymi cechami:

• Ekstremalne acidofile (rozwijają się w kwaśnych warunkach)
• Natura beztlenowa (potrzebują powietrza do wzrostu)
• Morfologia kulista/kokoidalna
• Większość gatunków to umiarkowane termofile (rosną w umiarkowanych temperaturach – poniżej 40°C)
• Niektóre gatunki (np.członkowie rodziny Ferroplasmaceae) mogą utleniać związki żelaza w celu uzyskania energii
• Nie są zdolne do fermentacji

Klasa Halobacteria – Składająca się z około 30 rodzajów, klasa Halobacteria składa się z organizmów, które są wysoce halofilne w przyrodzie. Jako takie, są one w stanie dobrze rozwijać się w środowiskach o wysokim stężeniu soli (30 do 36 procent chlorku sodu). Z tego powodu można je znaleźć w tak ekstremalnych środowiskach jak Morze Martwe.

Kilka innych ważnych cech członków tej klasy obejmuje:

• Organizmy tlenowe (potrzebują powietrza do wzrostu)
• Wiele gatunków potrzebuje również soli magnezu do swojego rozwoju
• Większość gatunków jest pleomorficzna w morfologii, co jest spowodowane dużą ilością minerałów w ich środowiskach
• Większość gatunków jest Gram-negatywne, a tylko kilka jest Gram- zmiennych
• Mezofilne
• Chemoorganotrofy – utleniają wiązania chemiczne. Utleniają wiązania chemiczne złożonych związków organicznych (pepton itp.) w celu uzyskania energii
• Większość gatunków występuje w takich słonych środowiskach jak jeziora sodowe i źródła morskie zawierające siarkę i siarczek między innymi

Metanogeny

Metanogeny obejmują cztery klasy Phylum Euryarchaeota, które charakteryzują się zdolnością do produkcji metanu. Należą do nich Methanotherma, Methanobacteria, Methanopyri i Methanomicrobia.

Oprócz zdolności do produkcji metanu, wszyscy członkowie tej grupy są obligatoryjnymi beztlenowcami, które wykorzystują dwutlenek węgla do przyjęcia elektronów. Jako takie, nie tolerują obecności tlenu.

Kilka innych cech charakterystycznych dla metanogenów obejmuje:

• Można je znaleźć w układzie pokarmowym zwierząt przeżuwających (np.kozy i jaka domowego) – w żwaczu tych zwierząt, Metanogeny biorą udział w procesie fermentacji
• Znajdują się w środowiskach głębinowych i słonych (np. członkowie klasy Methanopyri i Methanothermea)
• Różnią się morfologią od kokcytów i zakrzywionych pręcików do długich i krótkich
• Dobrze rozwijają się w środowiskach neutralnych (lub lekko zasadowych)

Phylum Crenarchaeota

Oprócz Phylum Euryarchaeotae, Phylum Crenarchaeota jest inną grupą organizmów, której poświęcono wiele uwagi na przestrzeni lat.

Pomimo że ten azyl zawiera mniej rodzajów w porównaniu z pierwszym, składa się on z dużej różnorodności organizmów, które można znaleźć w różnych typach środowisk. Na przykład, podczas gdy niektóre z gatunków można znaleźć w glebie, inne w środowiskach o wysokiej temperaturze (termofile).

W porównaniu z azylem Euryarchaeotae, w azylu Crenarchaeota zidentyfikowano dotychczas jedną klasę (Crenarchaeota).

Crenarchaeota dzieli się dalej na pięć rzędów, do których należą:

Rząd Acidolobales – członkowie tego rzędu są acidofilami, które wykorzystują siarkę podczas oddychania (jako akceptor elektronów). Mają kulisty kształt (kokcyty) i obejmują członków dwóch głównych rodzin, mianowicie Acidilobaceae i Caldispheraceae.

Porząd Desulfurococcales – Ten rząd jest podzielony na rodzinę Pyrodictiaceae i rodzinę Desulfurococcaceae. Podczas gdy niektóre z nich są w swojej morfologii kokcydiami (większość Desulfurococcaceae), inne mają kształt pręcików.

Kilka innych cech charakterystycznych dla rzędu Desulfurococcales obejmuje:

• Niektóre są obligatoryjnymi beztlenowcami w przyrodzie (Desulfurococcaceae)
• Lekko acidofilne lub neutrofilne organizmy, które można znaleźć w niektórych środowiskach morskich (Desulfurococcaceae)
• Niektóre członkowie są fermentatorami
• Niektórzy członkowie rodziny Pyrodictiaceae są termofilami i mogą przetrwać w ekstremalnie wysokich temperaturach
• Zawartość G+C różni się w zależności od grupy

Porządek Sulfolobales -… Rząd Sulfolobales składa się z pojedynczej rodziny (Sulfolobaceae), która z kolei składa się z hipertermofilnych i kwasofilnych organizmów występujących w sześciu rodzajach.

Charakterystyki rzędu Sulfolobaceae różnią się między poszczególnymi grupami organizmów. Na przykład, podczas gdy rodzaj Sulfurisphera składa się z organizmów, które są ściśle organotroficznymi beztlenowcami fakultatywnymi, członkowie Acidianus i Sulfolobus między innymi wykorzystują metabolizm litoautotroficzny i organotroficzny.

Porząd Thermoproteales – Rząd ten składa się z dwóch rodzin (Thermofilaceae i Thermoproteaceae), które mają następujące cechy:

• Neutrofile lub organizmy lekko kwasolubne, które mogą występować w środowiskach wysokotemperaturowych (hipertermofile)
• Rod-kształtne
• Niektóre są fermentatorami (Thermoproteus)
• Niektóre mogą rosnąć na związkach zawierających wodór i tiosiarczany itp
• Organo-heterotrofy

Porządek Fervidicoccales – Ten rząd składa się z jednej rodziny i gatunków, które można znaleźć w gorących źródłach.

Pozostałe trzy gromady Archaea nie są w pełni poznane i nie ustalono ich prawidłowych przedstawicieli.

Następujące cechy tych trzech grup:

Korarchaeota – Ta gromada została odkryta zarówno w gorących środowiskach morskich, jak i lądowych, co sugeruje, że jej członkowie są hipertermofilami. W celu określenia różnorodności i liczebności tej grupy w przyrodzie, przeprowadzono badania w różnych środowiskach i w wielu krajach.

Poprzez te badania stało się oczywiste, że członkowie tego azylu rosną w środowiskach, które wahają się od 70 do 97 stopni Celsjusza w temperaturze i 2,5 do 6,5 w pH. Obecnie bardzo niewiele organizmów zostało zidentyfikowanych jako należące do tego azylu. Jednym z przykładów jest Candidatus Korarchaeum cryptofilum, który został wyizolowany z kultury zawierającej osady z Obsidian Pool.

Na podstawie badań nad tym organizmem zidentyfikowano następujące cechy:

• Uzdolniony do degradacji peptydów na drodze fermentacji
• Nie potrafi syntetyzować takich kofaktorów jak witaminy

Nanoarchaeota – Podobnie jak w przypadku phylum Korarchaeota, obecnie zidentyfikowano tylko jednego członka (Nanoarchaeum equitans) phylum Nanoarchaeota.

N. equitans rośnie przytwierdzony (w relacji symbiotycznej) do powierzchni różnych gatunków Ignicoccus i posiada następujące cechy:

• Organizmy hipertermofilne
• Można je znaleźć na gorących skałach, w środowiskach morskich ujść termicznych i źródłach
• Są ścisłymi beztlenowcami
• posiadają rozbieżną sekwencję 16S rDNA
• Brak genów odpowiedzialnych za syntezę lipidów, aminokwasów i nukleotydów
• Dobrze rosną w wysokich temperaturach (ok. 90 stopni Celsjusza) i zakresie pH pomiędzy 2.5 i 3.0

Thaumarchaeota – W porównaniu do Korarchaeota i Nanoarchaeota, Thaumarchaeota jest lepiej poznana, a grupa ta stanowi około pięciu (5%) procent wszystkich prokariotów w systemach glebowych. Można je również znaleźć w gorących źródłach i wodach morskich, a składają się z organizmów utleniających amoniak.

Niektóre z głównych cech Thaumarchaeota obejmują:

• Większość organizmów potrafi wiązać dwutlenek węgla w warunkach autotroficznych
• Otleniają amoniak tlenowo

Grupy archeonów

Oprócz podziałów azylowych Archaea, dziedzina ta dzieli się również na następujące trzy grupy:

Ekstremalne halofile

Ekstremalne halofile obejmują różnorodne organizmy, które rozwijają się w środowisku zawierającym wysokie stężenia soli. Wykazano, że do optymalnego wzrostu ekstremalne halofile wymagają co najmniej 1,5 mol l-1 chlorku sodu. Dlatego też, podczas gdy wiele z nich może tolerować wysokie stężenie soli, wykazano, że wiele z nich jest faktycznie uzależnionych od takich warunków wzrostu.

Przykłady ekstremalnych halofilów obejmują:

• Haloadaptus
• Halobaculum
• Methanohalobium

Metanogeny

Metanogeny charakteryzują się niezdolnością do tolerowania tlenu, jak również zdolnością do wytwarzania metanu.

Metan jest więc produkowany w warunkach beztlenowych i przy braku takich jonów jak jony żelazowe i azotany. W przypadku, gdy metanogeny żyją w glebach anoksycznych lub w środowiskach, w których inne organizmy produkują tlen, wytwarzają metan z dużą szybkością w celu doprowadzenia do warunków anoksycznych.

Z uwagi na zdolność do produkcji metanu, są wykorzystywane w niektórych gałęziach przemysłu do produkcji tego gazu.

Przykłady metanogenów obejmują:

• Methanopyrus kandleri
• Methanocaldoccus
• Methanobrevibacter
• Methanosphera

Hipertermofile

Hypertermofile są również powszechnie określane jako ciepłolubne prokariota. Są one bowiem grupą Archaea, które są zdolne do wzrostu w temperaturach powyżej 80 stopni Celsjusza.

Są one powszechnie spotykane w środowiskach o bardzo wysokich temperaturach, takich jak gorące kwaśne źródła, w elektrowniach geotermalnych, jak również w podmorskich siedliskach wulkanicznych i obszarach z podgrzaną glebą.

Oprócz wysokich temperatur, niektóre Hipertermofile okazały się również tolerować ekstremalną kwasowość w swoich środowiskach. Jednak większość, która jest obligatoryjnymi beztlenowcami, rośnie dobrze w środowiskach, które są neutralne lub lekko kwaśne.

Przykłady hipertermofilów obejmują:

• Geoglobus
• Archaeoglobus
• Ferroglobus

Główne cechy archaidów (w porównaniu z bakteriami)

Główne cechy archaidów (w porównaniu z bakteriami) Bacteria)

Z powodu swojej różnorodności, komórki archeonów wykazują znaczne różnice w morfologii. Podczas gdy niektóre mają kształt pręta, jak wiele bakterii, inne mają kształt spirali, dysku lub kuli. Z drugiej strony, wykazano, że niektóre z nich mają różne nieregularne kształty.

Mimo że Archaea to odrębna dziedzina, ma wiele cech wspólnych zarówno z Bacteria, jak i Eukaryota. Na przykład, podobnie jak bakterie, większość Archaea posiada ścianę komórkową, która reguluje osmozę i utrzymuje kształt komórki.

Jednakże, w przeciwieństwie do bakterii, Archaea nie posiadają peptydoglikanu. Zawierają one raczej pseudopeptydoglikan składający się z kwasu N-acetylotalozaminy uronowego (NAT), podczas gdy inne mają ścianę komórkową zbudowaną z białek lub polisacharydów.

Oba gatunki (bakterie i archaea) są również zdolne do poruszania się w środowisku wilgotnym lub płynnym. Jest to możliwe dzięki obecności flagelli. W zależności od gatunku, archaea mogą posiadać jedną lub kilka flagelli, co pozwala im na przemieszczanie się z jednego punktu do drugiego.

Mimo że oba posiadają flagelle, które pozwalają na lokomocję, białko flagelli i struktura flagelli jest różna między nimi.

Inna różnica między archaea i bakteriami dotyczy ich błony komórkowej. Podczas gdy oba mają błonę komórkową, istnieje różnica w tym, jak różne składniki błony komórkowej są ułożone w archaea. Na przykład, u archaea, ogony hydrofobowych lipidów są połączone z glicerolem za pomocą wiązań eterowych. Różni się to od wiązań estrowych obecnych u Bacteria i Eukaryota.

Zarówno u Bacteria, jak i Archaea będących prokariotami, region chromosomu składa się z ciał znanych jako nukleoidy. W porównaniu z Eukariotami, te rozproszone masy pozbawione są otoczki błonowej i dlatego rezydują w cytoplazmie jako agregaty DNA.

Bakterie i Archaea zawierają również plazmidy (małe cząsteczki DNA). Te pozachromosomalne cząsteczki DNA mają zwykle kolisty kształt i zawierają od około 5 do 100 genów.

* Podobnie jak Eukarionty, Bacteria i Archaea posiadają również cytoszkielet, który reguluje podziały komórkowe.

Zobacz również Eukarionty oraz Bakterie

Powrót do zrozumienia Królestwa Monera

Powrót do strony głównej Organizmy jednokomórkowe Page

Powrót do Prokaryotes Main Page

Powrót z Archaea do MicroscopeMaster Home

reportaż tego ogłoszenia

Elena V. Pikuta. (2014). Overview of Archaea. ResearchGate.

Jeffrey C. (1994). Cell Structure and Function in the Bacteria and Archaea. Fundamentals of Microbiology – Pommerville 9th Edition.

Jet McLain. (2004). Archaea. Encyclopedia of Soils in the Environ., Elsevier Ltd., Oxford, UK, pp. 88-94, 2004..

Jose Berenguer. (2011). Thermophile. Encyklopedia Astrobiologii.