Archaea

As Archaea (arqueias) podem ser esféricas, de haste, em espiral, com lóbulos, de forma retangular ou irregular.

Também foi descoberta uma espécie incomum, plana e quadrada, que vive em piscinas salgadas.

Alguns existem como células únicas, outros formam filamentos ou aglomerados.

Até a década de 1970, esse grupo de micróbios era classificado como bactéria.

As Archaea (arqueias) são um grupo de microrganismos semelhantes, mas evolutivamente distintos das bactérias.

O que são Archaea (arqueias)?

As Archaea (arqueias) são um grupo principal de procariontes, organismos unicelulares sem núcleos.

No sistema de classificação de três domínios introduzido por Carl Woese em 1990, eles são um dos três grupos, juntamente com Bacteria e Eukaryota.

Quando eles foram descobertos pela primeira vez, em ambientes extremos como as fontes termais do Parque Yellowstone, as Archaea eram classificadas como bactérias e eram chamadas de Archaebacteria.

Às vezes, os organismos desse grupo ainda são chamados de archaebacteria, embora esse termo tenha caído em desuso, pois não são bactérias.

Apesar disso, muitos têm o sufixo – bactérias incluídas no nome de sua espécie, uma passagem do tempo em que se pensava serem bactérias.

Possivelmente entre os primeiros seres vivos da Terra, Archaea parece remontar à era arqueana, 3800 – 2500 milhões de anos atrás.

Seu nome significa “antigos” em grego. Embora sejam procariontes como bactérias, eles estão mais intimamente relacionados a eucariotos, como ameba.

As arqueias foram encontradas apenas em pequenas quantidades em ambientes extremos, mas foram encontradas em muitos outros lugares e podem representar 20% da biomassa planetária.

As arqueias são conhecidas por serem extremófilas e teriam prosperado nas duras condições encontradas no início da Terra, bilhões de anos atrás.

É difícil conceber um desastre planetário que possa destruir todos esses organismos.

Três grupos principais são: os halófilos (amantes do sal), termófilos (amantes do calor) e acidófilos (amantes do ácido).

Halófilos, como o Halobacterium, podem sobreviver na água cinco vezes mais salgada que o oceano e são encontrados em grande número em lugares como o Grande Lago Salgado, o Mar Morto e o Lago Magadi, no Quênia.

Termófilos, como o Thermus aquaticus, prosperam em temperaturas acima de 45° C, usando enzimas exclusivas que operam apenas sob temperaturas tão altas.

Os hipertermófilos são um tipo de arqueia que precisa de temperaturas ainda mais altas para se reproduzir. O famoso Strain 121, extraído de uma fonte hidrotermal do mar profundo na costa do estado de Washington, pode sobreviver e se reproduzir a temperaturas de 121 C°, a temperatura de uma autoclave. Acidófilos como Acidianus infernus sobrevivem na água com um pH abaixo de 2, quase tão ácido quanto o ácido estomacal.

Habitats das Archaea (arqueias)

Arqueias são microorganismos que definem os limites da vida na Terra. Eles foram originalmente descobertos e descritos em ambientes extremos, como fontes hidrotermais e fontes termais terrestres.

Eles também foram encontrados em uma ampla variedade de ambientes altamente salinos, ácidos e anaeróbicos.

Embora muitas das arqueias cultivadas sejam extremófilas, esses organismos em seus respectivos habitats extremos representam apenas uma minoria da diversidade total do domínio Arquea.

A maioria das arqueias não pode ser cultivada dentro do laboratório, e sua presença onipresente em habitats globais foi realizada através do uso de técnicas independentes da cultura.

Uma técnica independente de cultura comumente usada é o isolamento e a análise de ácidos nucleicos (isto é, DNA e RNA) diretamente de um ambiente, em vez da análise de amostras cultivadas isoladas do mesmo ambiente.

Estudos independentes da cultura demonstraram que as arqueias são abundantes e cumprem importantes papéis ecológicos em ecossistemas frios e temperados.

Postula-se que os organismos não cultivados na subdivisão Crenarchaeota são os organismos oxidantes de amônia mais abundantes nos solos e representam uma grande proporção (aproximadamente 20%) dos microrganismos presentes no picoplâncton nos oceanos do mundo.

Na subdivisão Euryarchaeota, organismos não cultivados em sedimentos marinhos de profundidade são responsáveis pela remoção de metano, um potente gás de efeito estufa, via oxidação anaeróbica do metano armazenado nesses sedimentos.

Por outro lado, estima-se que a euryarchaea metanogênica (produtora de metano) não cultivada de ambientes anaeróbicos terrestres, como campos de arroz, gera cerca de 10 a 25% das emissões globais de metano.

Os representantes de cultura da Crenarchaeota são de ambientes de alta temperatura, como fontes termais e fontes hidrotermais submarinas. Da mesma forma, os membros cultivados da Euryarchaeota incluem organismos isolados de ambientes quentes, organismos metanogênicos e organismos que crescem vigorosamente em ambientes com alto teor de sal (halófilos).

Os organismos da linhagem Korarchaeota e da linhagem Nanoarchaeota proposta também habitam ambientes de alta temperatura; no entanto, as nanoarchaea são altamente incomuns porque crescem e se dividem na superfície de outra arquéia, Ignicoccus.

Nanoarchaea, que foi descoberta em 2002, contém tanto a menor célula viva conhecida (1/100 do tamanho de Escherichia coli) quanto o menor genoma conhecido (490 kilobases [1 kilobase = 1.000 pares de DNA]; para comparação, o genoma humano contém 3.000.000 de kilobases).

Membros da Korarchaeota e Nanoarchaeota não foram detectados na cultura pura; ao contrário, eles foram detectados apenas em culturas laboratoriais mistas.

Também são encontradas arqueias que vivem em associação com eucariotos.

Por exemplo, arqueias metanogênicas estão presentes no sistema digestivo de alguns animais, incluindo humanos. Algumas arqueias formam relações simbióticas com esponjas.

De fato, Cenarchaeum symbiosum foi cultivado em laboratório com sua esponja hospedeira e foi a primeira Crenarchaeota não-termofílica a ser cultivada e descrita.

Foi o primeiro organismo considerado para classificação na linhagem proposta de Thaumarchaeota.

Quais são as diferenças entre Archaea (arquéias) e bactérias?

Archaea e bactérias são microorganismos unicelulares conhecidos como procariontes, mas essa é uma das poucas coisas que eles têm em comum.

Embora ambos pareçam vagamente semelhantes quando vistos através de um microscópio, cada um representa um grupo completamente diferente de criaturas.

De fato, as arqueias diferem das bactérias tanto quanto os humanos, em termos de bioquímica e estrutura genética. Arqueias e bactérias têm membranas e estruturas celulares diferentes, e arqueias são encontradas em ambientes extremos onde a maioria das bactérias não pode sobreviver.

As paredes celulares das bactérias contêm uma substância conhecida como peptidoglicano, enquanto as paredes celulares das arqueias não.

Arquea e bactérias também diferem porque as membranas celulares da arqueia têm uma estrutura única e não contêm os mesmos lipídios ou gorduras encontrados nas membranas celulares de outros organismos.

As membranas arqueanas contêm uma substância conhecida como isopreno, que forma estruturas resistentes ao calor e não está presente nas membranas celulares bacterianas.

Dentro das arqueias, as moléculas sintetizadoras de proteínas chamadas ribossomos são diferentes das encontradas nas bactérias e estão mais próximas dos ribossomos presentes nas células eucarióticas.

As células eucarióticas são encontradas em humanos, animais, plantas, fungos e protozoários. A enzima RNA polimerase, que permite a fabricação de RNA nas células, possui uma forma simples nas bactérias. Na arqueia, é mais complexo.

Archaea e bactérias diferem nos ambientes em que podem sobreviver. Embora as bactérias vivam em quase todos os lugares, apenas as arqueias são capazes de sobreviver em extremos severos, embora também sejam encontradas em outros lugares. Algumas arqueias, conhecidas como termófilos, vivem em ambientes muito quentes, como as aberturas de vulcões.

Outros são capazes de suportar condições ou locais extremamente ácidos ou alcalinos sem oxigênio. Alguns lugares muito salgados, como o Mar Morto, estão secando demais para a maioria dos organismos, mas certas arqueias conhecidas como halófilos podem viver lá.

Ao contrário das bactérias, que foram descobertas nos anos 1600, as arqueias só vieram à tona nos anos 70, quando se descobriu que certos procariontes tinham uma composição genética diferente das bactérias.

Observou-se que esses também eram os procariontes vivendo em ambientes extremos, e um novo grupo de formas de vida foi reconhecido. Isso significava que a vida poderia ser dividida em três grupos principais, ou domínios, conhecidos como eucariotos, arqueias e bactérias.

Alguns especialistas pensam que a capacidade das archaea de viver em condições inóspitas pode ser porque eles são um grupo antigo de micróbios, originalmente adaptado para uma época em que a terra estava mais quente e tinha uma atmosfera cheia de metano e amônia.

Bactérias em uma placa de Petri

Archaea são organismos unicelulares que não possuem núcleo

Fonte: www.science.org.au/eol.org/www.microscopemaster.com/www.wisegeek.org/ucmp.berkeley.edu/microbiologysociety.org