mikro-organismeilla näyttää olevan huono maine suuren osan ajasta. Monet ajattelevat niiden aiheuttavan tulehduksia ja tauteja, paitsi ehkä niille hyville, jotka elävät sisällämme ja auttavat meitä muun muassa sulattamaan ruokaa.

mutta mikro-organismien maailma on paljon laajempi, monipuolisempi ja elintärkeä planeettamme jatkuvan toiminnan kannalta kuin kukaan meistä voi kuvitellakaan. Mikro-organismit osallistuvat ekologisiin prosesseihin, kuten hiilidioksidin poistamiseen ilmakehästä tai jätemateriaalien ja ravinteiden kierrätykseen. Monia mikrobilajeja ei ole vielä löydetty, mutta on eräs ryhmä, josta tutkijat tietävät verrattain vähän: arkaiat.

Archaea: elollisten alueiden

ymmärtääksemme, mikä tekee arkaiasta erityisen, meidän on muistettava, että elämä maapallolla voidaan organisoida kolmeen pääryhmään eli ’domeeneihin’: eukaryaan, bakteereihin ja arkaiaan. Kaikki arkeonit ja bakteerit ovat mikrobilajeja (eläviä olentoja, jotka ovat liian pieniä näkemään paljain silmin) ja edustavat valtavaa määrää erilaisia evoluutiolinjoja. Eukaryassa on eläimiä, kasveja, sieniä ja joitakin muita eliöitä, joita kutsutaan protisteiksi. Osa näistä eukaryoottisista ryhmistä sisältää myös mikrobilajeja.

bakteerit ja arkeonit voivat vaikuttaa melko samanlaisilta, mutta näiden kahden ryhmän välillä on joitakin suuria eroja. Niiden solujen rakenne on erilainen: ne koostuvat hieman eri yhdisteistä ja komponenteista, jotka sisältävät pohjimmiltaan erilaista geneettistä materiaalia. Archaea voi myös tuottaa energiaa eri tavalla ja sillä on ainutlaatuinen ekologinen rooli, kuten vastuu biologisen metaanin tuottamisesta—mihin eukaryootit tai bakteerit eivät pysty.

nämä erot eivät välttämättä tunnu suurimmasta osasta ihmisiä isoilta asioilta—miksi ne sitten ovat eri ryhmissä? Vertaamalla eri eliöiden genomeja ja tutkimalla sitä, miten nopeasti geneettiset muutokset tapahtuvat ajan kuluessa, tutkijat voivat jäljittää elollisten evoluutiohistoriaa ja arvioida, milloin kukin ryhmä muodosti uuden elämän puun oksan. Arkaaian ja muiden elollisten molekyylien ja geneettiset erot ovat niin syvällisiä ja ikivanhoja, että ne oikeuttavat täysin erilliseen alueeseen.

Archaea ovat kuuluisia rakkaudestaan elää äärimmäisissä ympäristöissä. Jos on superkuumaa (yli 100° C), jäätävää, hapanta, emäksistä, suolaista, syvällä meressä, jopa gamma-tai UV-säteilyn pommittamaa, siellä on luultavasti elämää, ja että elämä on luultavasti arkaaisia lajeja.

on tietysti syytä muistaa, että vaikka nämä olosuhteet tuntuvat meistä karuilta, ne ovat archaialle täysin normaalit. Ne ovat normaaleja myös lukuisille ei-arkaalisille lajeille, mutta archaea saa siitä paljon mainetta.

osittain tämä tekee arkeasta tutkijoiden kannalta niin vaikean tutkia: kun niiden ’ normaali ’on niin’ äärimmäinen ’ meille (ja päinvastoin), se on melko vaikea tutkia archaea laboratoriossa tai käyttää niitä niiden luonnollisessa ympäristössä. Tutkijat oppivat kuitenkin pikkuhiljaa lisää uusien tekniikoiden ja teknologioiden avulla, jotka helpottavat näiden lajien löytämistä ylipäätään. Metagenomiikan kaltaiset menetelmät mahdollistavat geneettisen materiaalin tutkimisen ilman tarvetta kasvattaa tietyn lajin viljelmiä laboratoriossa, jolloin tutkijat voivat tutkia enemmän mikrobeja kuin koskaan aiemmin.

Archaea ovat yleensä melko ystävällisiä. Monet arkaiat elävät mutualistisissa suhteissa muiden elollisten kanssa, eli ne tarjoavat jonkinlaisen hyödyn toiselle lajille ja saavat vastineeksi jotain hyvää. Esimerkiksi ihmisen ruuansulatuselimistössä elävien metanogeenien (arkeonien, jotka tuottavat sivutuotteena metaania) suuri määrä auttaa pääsemään eroon ylimääräisestä vedystä hyödyntämällä sitä energian tuottamiseen. Tämä vety on bakteerien tuottama jätetuote, joka auttaa hajottamaan syömämme ruoan, joten ylimäärästä eroon pääseminen tarkoittaa sitä, että bakteerit voivat tehdä työnsä tehokkaammin ja tehokkaammin. Se on kuitenkin herkkä tasapaino-arkaaian esiintyminen ihmisen ruuansulatuskanavassa voi joissakin tapauksissa liittyä myös sairauteen.

he ovat myös hyvin neuvokkaita. Monet arkaaian muodot voivat hyödyntää täysin epäorgaanisia ainemuotoja—esimerkiksi vetyä, hiilidioksidia tai ammoniakkia—tuottaakseen itse orgaanista ainesta. Useimmat muut elolliset tarvitsevat ainakin jonkinlaista orgaanista materiaalia tuottaakseen energiaa, joten archaialla on tässä suhteessa ainutlaatuinen paikka maailmanlaajuisessa ravintoverkossa.

Arkhaea voi myös antaa meille välähdyksen siitä, miten etsiä elämää maan ulkopuolelta. Tiedämme nyt, että on olemassa niin monia ympäristöolosuhteita—olivatpa ne miten äärimmäisiä tahansa—jotka kykenevät ylläpitämään elämää, joten voimme laajentaa elämän etsimisen rajoja muilla planeetoilla (kuten vaikkapa Marsissa).

Haloarchaea tunnetaan siitä, että se selviää supersuolaisissa olosuhteissa hyvin vähällä vedellä ja pystyy säilymään lähes nälkiintyneessä tilassa hyvin pitkään-kuten mahdollisesti miljoonia vuosia kerrallaan. Korkeallekaan UV-säteilylle altistuminen ei heitä häiritse. Tämä herättää mahdollisuuden, että muita elollisia voisi olla yhtä suolaisissa, kivisissä, kuivissa paikoissa muilla planeetoilla, meteoriiteissa tai kuissa.

mitä siellä on? Onko muilla planeetoilla arkaaian kaltaisia eliöitä? Meillä on vielä paljon löydettävää archaian maailmasta täällä maan päällä, mutta kun he edelleen haastavat ja laajentavat määritelmiämme siitä, missä elämä voi kukoistaa, se on jännittävää aikaa uusille biologisille löydöille.