Археї: хто вони такі?

Як відомо, походження життя і подальша еволюція
живого на нашій планеті пояснюється вченими в основному пребіотичної
(Хімічної) еволюцією, в ході якої органічні речовини виникли з
неорганічних молекул. Згідно з останніми дослідженнями життя на Землі
з’явилася приблизно 3,9 мільярдів років тому, а приблизно 3,5-3,8 мільярдів років
тому існував останній загальний предок, від якого відбулися бактерії і археї, а також еукаріоти.

Археї – це одноклітинні найпростіші мікроорганізми, які не
помітні неозброєним людським поглядом, які не мають ні ядра, ні
мембранних органел (тобто будь-яких постійних структур, кожна з яких
виконує певні функції). Цікаво, що до 1977 року вчені взагалі не
поділяли царства Архе і бактерій між собою, як це зроблено зараз: археї
тоді називалися архей, тому що вважалося, що в цілому ці організми
подібні між собою за багатьма ознаками. В даний час вчені поділяють 4
царства – царство Архе, царство вірусів, царство бактерій і царство
еукаріотів (сюди відносяться царства грибів, рослин, тварин і ін.).
Поділ всіх організмів по царствам відбувалося протягом XIX-XX століть з розвитком мікроскопів та
продовжується до цього дня.

Бактерії і археї були віднесені в одне царство прокаріотів по
багатьма ознаками, перший, який виявили вчені – це разючу подібність
за розміром і формою клітин. Незважаючи на це, археї схильні приймати більш
химерні форми (наприклад, квадратні), в той час як бактерії – правильні.
Вчені відзначають, що археї мають і спільне з еукаріотамі, наприклад, при процесах
транскрипції і трансляції беруть участь одні й ті ж ферменти. Порівняно
з іншими організмами відмінними рисами є і транспортні РНК
(РНК, завдання яких – транспортування амінокислот до місць
синтезу білка).

Розмножуються археї безстатевим шляхом: або брунькуванням, або
бінарним поділом, в ході якого розходяться в різні боки клітки дві
дочірні хромосоми, а після відбувається безпосередньо розподіл клітини на дві
нових. При цьому археї не здатні утворювати спори. Вчені відзначають, що
рідкісні види Архе можуть зазнавати змін фенотипу (сукупності
характеристик особи) протягом життєвого циклу. Крім цього, археї можуть
існувати як клітини декількох типів. Швидше за все, така схильність
обумовлює здатність пристосовуватися до самих екстремальних умов
життя.

явна
відміну же від еукаріотів полягає в тому, що археї здатні використовувати
набагато більше джерел енергії, їх пристосованість до навколишнього середовища в
рази більше. Загальна процентне їх зміст від всієї біомаси складає
приблизно 20% .Існують
солестійких археї, які використовують сонячні світло в якості енергії, а
мешкають в морях з високим вмістом солі, наприклад, в Мертвому морі.

Вченими були знайдені археї, які в якості джерела
енергії використовують аміак і інші групи вуглеводнів, водень і іони
металів. До речі, ще одна відмінність Архе від еукаріотів – вони не багатофункціональні,
як, наприклад, синьо-зелені водорості, які здатні отримувати енергію двома
способами одночасно.

Висока пристосовницька здатність Архе спочатку
змусила вчених віднести їх до групи екстремофіл – тобто до особливої ​​групи організмів, здатних
розмножуватися і жити в якихось екстремальних умовах (до таких належать гарячі
вулканічні джерела, вічна крига, полярні моря і т.п.). Однак в
середині-кінці XX століття
стало все більше знахідок їх і в океані (в основному, на океанічному дні), і в болотах, і в посушливих районах, і в полярних морях, і
навіть в самій людині (в основному, вони знаходяться в шлунку, частіше за все – в товстій
кишці, для них це практично що ідеальне середовище розмноження і життєдіяльності).

Непідробний інтерес до цих організмів викликає той факт, що археї здатні здійснювати
деякі складні біохімічні процеси, які не під силу іншим організмам:
зокрема вони можуть виробляти метан або сірчану кислоту в процесі своєї
життєдіяльності.

Без діяльності організмів царства Архе неможливе
нормальне функціонування всієї екосистеми (тобто єдності живого) і
кругообігу вуглецю в природі. Археї здатні видаляти азот з екосистеми,
переробляючи його в ході своєї діяльності, а також окисляти аміак, в результаті
чого відбувається утворення нітритів, які потім будуть перероблені іншими
організмами в нітрати, які в свою чергу будуть спожиті рослинами.
Однак така діяльність Архе може зіграти і шкідливу роль для всього живого
на планеті: згадане виділення метану в процесі життєдіяльності грає на
руку виникнення парникового ефекту. Це пояснюється з хімічної точки
зору тим, що метан має велику схильність (в 25 разів вище, ніж у
вуглекислого газу) до створення цього ефекту.

Археї можуть брати участь в явищі мутуалізму – явище
взаємовигідного співжиття двох різних організмів, при якому вигоду від
співжиття отримує кожна особина. Чудовим прикладом є взаємодія
найпростіших і Архе в шлунку у термітів. Найпростіші, що знаходяться разом з
археями в шлунку, здатні розкладати надходить в травний тракт
терміту целюлозу. При цьому процесі виділяється досить велика кількість
водню, що сприяє меншому поглинанню енергії найпростішими. тут на
допомогу приходять археї, які споживають виділяється водень як
енергії для себе, виділяючи при цьому метан, який виводиться термітом назовні.

Все великі дослідження царства Архе доводять, що їх
роль в технології і промисловому виробництві воістину велика. як уже
згадувалося вище, археї-екстремофили є відмінними джерелами деяких ферментів,
які здатні продовжувати функціонувати при температурах, що перевищують 100
° C. Ці ферменти використовуються при виробництві деяких продуктів харчування з
зниженим вмістом лактози – молока або сироватки.

Останні дослідження вчених показують, що в майбутньому
археї здатні дати медицині нові сильні антибактеріальні засоби,
потенційно кращі за своїм впливом на організм сучасних. Єдине,
що не дає права вченим відчувати їх на піддослідних тварин – такі
антибіотики відрізняються за своєю структурою від звичних бактеріальних, а
можливі реакції організму еукаріотів з ними поки до кінця не прораховані.

Ссылка на основную публикацию