mikroorganismer verkar ha ett dåligt rykte mycket av tiden. Många tänker på dem som orsakar infektion och sjukdom, förutom kanske för de goda som bor i oss och hjälper oss att smälta mat, bland annat.

men mikroorganismernas värld är mycket mer omfattande, varierad och vital för vår planets pågående funktion än någon av oss kan föreställa oss. Mikroorganismer är involverade i ekologiska processer som att ta CO₂ ur atmosfären eller återvinna avfallsmaterial och näringsämnen. Många mikrobiella arter är fortfarande oupptäckta, men det finns särskilt en grupp som forskare vet relativt lite om: archaea.

Archaea: en domän av levande saker

för att förstå vad som gör archaea speciellt måste vi komma ihåg att livet på jorden kan organiseras i tre huvudgrupper, eller ’domäner’: eukarya, bakterier och archaea. Alla archaea och bakterier är mikrobiella arter (levande saker för små för att se med blotta ögat) och representerar ett stort antal olika evolutionära linjer. I eukarya hittar du djur, växter, svampar och några andra organismer som kallas protister. Några av dessa eukaryota grupper innehåller också mikrobiella arter.

bakterier och archaea kan verka ganska lika, men det finns några stora skillnader mellan de två grupperna. Strukturen hos deras celler är annorlunda: de är gjorda av något olika föreningar och komponenter, som innehåller fundamentalt olika genetiska material. Archaea kan också generera energi annorlunda och har unika ekologiska roller att spela, som att vara ansvarig för att producera biologisk metan—något som inga eukaryoter eller bakterier kan göra.

dessa skillnader kanske inte verkar vara en stor sak för de flesta människor-varför är de då i olika grupper? Genom att jämföra genomerna hos olika organismer och studera den hastighet med vilken genetiska förändringar sker över tiden kan forskare spåra levande sakers evolutionära historier och uppskatta när varje grupp bildade en ny gren av livets träd. De molekylära och genetiska skillnaderna mellan archaea och andra levande saker är djupa och gamla nog för att motivera en helt separat domän.

Archaea är kända för sin kärlek att leva i extrema miljöer. Om det är super varmt (mer än 100 kg Celsius), frysning, surt, alkaliskt, salt, djupt i havet, till och med bombarderat av gamma eller UV-strålning, finns det förmodligen liv där, och det livet är förmodligen archaeal arter.

naturligtvis är det värt att komma ihåg att även om dessa förhållanden verkar ogästvänliga för oss, är de helt normala för archaea. De är också normala för många icke-archaeala arter, men archaea får mycket berömmelse för det.

detta är delvis det som gör archaea så svårt för forskare att studera: när deras ’ normala ’är så’ extrema ’ för oss (och vice versa) är det ganska svårt att studera archaea i ett labb eller komma åt dem i sina naturliga miljöer. Men forskare lär sig långsamt mer, hjälpt av nya tekniker och tekniker som gör det lättare att upptäcka dessa arter i första hand. Metoder som metagenomics möjliggör studier av genetiskt material utan att behöva odla kulturer av en viss art i ett laboratorium, vilket gör det möjligt för forskare att studera de genetiska ritningarna av fler mikrober än någonsin tidigare.

Archaea är i allmänhet ganska vänliga. Många archaea lever i ömsesidiga relationer med andra levande saker, vilket innebär att de ger någon form av fördel för en annan art och får något bra i gengäld. Till exempel hjälper det stora antalet metanogener (archaea som producerar metan som en biprodukt) som lever i matsmältningssystemet att bli av med överskott av väte genom att använda det för att producera energi. Detta väte är en avfallsprodukt som produceras av bakterierna som hjälper till att bryta ner maten vi äter, så att bli av med överskottet innebär att bakterier kan göra sitt jobb mer effektivt och effektivt. Det är dock en känslig balans—närvaron av archaea i det mänskliga mag-tarmkanalen kan också vara förknippat med sjukdom i vissa fall.

de är också väldigt resursfulla. Många former av archaea kan använda helt oorganiska former av materia-väte, koldioxid eller ammoniak till exempel—för att generera organiskt material själva. De flesta andra levande saker kräver åtminstone någon form av organiskt material för att generera energi, så archaea upptar en unik plats på den globala matbanan i detta avseende.

Archaea kan också ge oss en inblick i hur man letar efter livet bortom jorden. Vi vet nu att det finns så många miljöförhållanden—oavsett hur extrema de kan tyckas vara—som kan stödja livet, så vi kan bredda gränserna för vårt sökande efter liv på andra planeter (som Mars, kanske).

Haloarchaea är till exempel kända för att överleva i supersalta förhållanden med mycket lite vatten och kan överleva i ett tillstånd av nära svält under mycket lång tid-som i potentiellt miljontals år åt gången. Även exponering för höga nivåer av UV-strålning stör dem inte. Detta ökar möjligheten att andra levande saker skulle kunna existera på liknande salta, steniga, torra platser på andra planeter, meteoriter eller månar.

Så, vad finns där ute? Finns det archaea-liknande levande saker på andra planeter? Vi har fortfarande så mycket att upptäcka om archaeas värld här på jorden, men eftersom de fortsätter att utmana och bredda våra definitioner av var livet kan trivas är det en spännande tid för nya biologiska upptäckter.