mikroorganizmy często mają złą reputację. Wiele osób uważa je za powodujące infekcje i choroby, być może z wyjątkiem tych dobrych, które żyją w nas i pomagają nam trawić żywność, między innymi.

ale świat mikroorganizmów jest o wiele bardziej rozległy, zróżnicowany i niezbędny do funkcjonowania naszej planety, niż ktokolwiek z nas może sobie wyobrazić. Mikroorganizmy biorą udział w procesach ekologicznych, takich jak usuwanie CO₂ z atmosfery lub recykling odpadów i składników odżywczych. Wiele gatunków drobnoustrojów jest wciąż nieodkrytych, ale jest jedna grupa, o której naukowcy niewiele wiedzą: archaea.

Archaea: domena żywych istot

aby zrozumieć, co sprawia, że archaea jest wyjątkowa, musimy pamiętać, że życie na Ziemi można podzielić na trzy główne grupy, czyli „domeny”: eukaria, bakterie i archaea. Wszystkie archeony i bakterie są gatunkami drobnoustrojów (żywe istoty zbyt małe, aby zobaczyć je gołym okiem) i reprezentują ogromną liczbę różnych linii ewolucyjnych. W eukarii można znaleźć zwierzęta, rośliny, grzyby i inne organizmy zwane protistami. Niektóre z tych grup eukariotycznych zawierają również gatunki drobnoustrojów.

bakterie i archeony mogą wydawać się dość podobne, ale istnieją pewne poważne różnice między tymi dwiema grupami. Struktura ich komórek jest inna: zbudowane są z nieco różnych związków i składników, zawierających zasadniczo inny materiał genetyczny. Archaea mogą również generować energię w inny sposób i mają do odegrania wyjątkowe role ekologiczne, takie jak bycie odpowiedzialnym za produkcję biologicznego metanu—coś, czego nie mogą zrobić eukarioty ani bakterie.

dla większości ludzi te różnice mogą nie wydawać się wielkim problemem—dlaczego więc są w różnych grupach? Porównując genomy różnych organizmów i badając tempo, w jakim zmiany genetyczne zachodzą w czasie, naukowcy mogą prześledzić ewolucyjne historie istot żywych i oszacować, kiedy każda grupa utworzyła nową gałąź drzewa życia. Molekularne i genetyczne różnice między archaea a innymi istotami żywymi są głębokie i wystarczająco stare, aby uzasadnić całkowicie odrębną domenę.

Archaea słyną z miłości do życia w ekstremalnych warunkach. Jeśli jest super gorąco (ponad 100 ° C), zamarznięte, kwaśne, zasadowe, słone, głęboko w oceanie, nawet bombardowane promieniowaniem gamma lub UV, prawdopodobnie istnieje tam życie, a to życie jest prawdopodobnie gatunkiem archaealnym.

oczywiście warto pamiętać, że choć warunki te wydają się dla nas niegościnne, to dla archaików są zupełnie normalne. Są również normalne dla wielu gatunków Nie-archaealnych, ale archaea zyskują za to dużą sławę.

to częściowo sprawia, że archaea jest tak trudna do zbadania przez naukowców: kiedy ich „normalne” jest dla nas tak „ekstremalne” (i odwrotnie), trudno jest badać archeony w laboratorium lub uzyskać do nich dostęp w ich naturalnym środowisku. Jednak naukowcy powoli uczą się więcej, dzięki nowym technikom i technologiom, które w pierwszej kolejności ułatwiają odkrywanie tych gatunków. Metody takie jak metagenomika pozwalają na badanie materiału genetycznego bez konieczności hodowania kultur danego gatunku w laboratorium, umożliwiając badaczom zbadanie planów genetycznych większej liczby drobnoustrojów niż kiedykolwiek wcześniej.

Wiele archeonów żyje w mutualistycznych relacjach z innymi żywymi istotami, co oznacza, że dostarczają korzyści innym gatunkom i otrzymują coś dobrego w zamian. Na przykład ogromna liczba metanogenów (archeonów, które produkują Metan jako produkt uboczny), które żyją w ludzkim układzie pokarmowym, pomaga pozbyć się nadmiaru wodoru, wykorzystując go do produkcji energii. Wodór jest produktem odpadowym wytwarzanym przez bakterie, które pomagają rozkładać jedzenie, które spożywamy, więc pozbycie się nadmiaru oznacza, że bakterie mogą wykonywać swoją pracę bardziej efektywnie i efektywnie. Jest to jednak delikatna równowaga-obecność archaea w przewodzie pokarmowym człowieka może być również związana z chorobą w niektórych przypadkach.

są też bardzo zaradni. Wiele form archeonów może wykorzystywać całkowicie nieorganiczne formy materii—na przykład Wodór, dwutlenek węgla lub amoniak-do samodzielnego wytwarzania materii organicznej. Większość innych żywych stworzeń wymaga co najmniej pewnego rodzaju materiału organicznego do wytwarzania energii, więc archaea zajmują wyjątkowe miejsce w globalnej sieci żywnościowej pod tym względem.

Archaea może również dać nam wgląd w to, jak szukać życia poza Ziemią. Teraz wiemy, że istnieje tak wiele warunków środowiskowych—niezależnie od tego, jak ekstremalne mogą się wydawać—które są w stanie utrzymać życie, więc możemy poszerzyć granice naszych poszukiwań życia na innych planetach (np. na Marsie).

Haloarchaea, na przykład, są znane z przetrwania w super słonych warunkach z bardzo małą ilością wody i są zdolne do przetrwania w stanie Bliskiego głodu przez bardzo długi czas-potencjalnie miliony lat naraz. Nawet narażenie na wysoki poziom promieniowania UV nie przeszkadza im. Stwarza to możliwość, że inne żywe istoty mogą istnieć w podobnie słonych, skalistych, suchych miejscach na innych planetach, meteorytach lub księżycach.

Co tam jest? Czy na innych planetach istnieją archaiczne istoty żywe? Wciąż mamy tak wiele do odkrycia na temat świata archai na Ziemi, ale ponieważ wciąż kwestionują i poszerzają nasze definicje tego, gdzie życie może się rozwijać, jest to ekscytujący czas dla nowych odkryć biologicznych.