Археи

Подобно бактериям, археи получили «правильный» таксономический статус с большим опозданием. От момента их первого описания (1919 г.) до момента их обособления в мегатаксон Archaea (конец 1970-х годов) прошло больше полувека.

Причины были следующими:

— интерес к археям никогда не был утилитарным, поскольку среди них отсутствуют патогенные формы, и их мало используют на практике;

— исследование биоразнообразия архей началось только с середины XX в., поскольку они занимают преимущественно экстремальные ниши, скрининг которых технически сложен;

— изучение строения архей стало возможным только с середины XX в., так как для него требуются сложные биохимические и молекулярно-биологические методы;

— до разработки молекулярных подходов к реконструкции глобальной филогении архей рассматривали как бактерий-экстремофилов, и помещали в соответствующие бактериальные таксоны, обособленные по фенотипическим признакам.

Археи уступают бактериям по общему числу описанных видов (217 против 5007). Несмотря на это, они не только эквивалентны бактериям по морфологическому разнообразию и спектру физиолого-биохимических свойств, но и имеют ряд уникальных особенностей (см. гл. 8).

Клетки архей бывают сферическими, палочковидными, нитевидными, спирально изогнутыми и лопастными, а также могут образовывать выросты-простеки; помимо этого, существуют «квадратные» и «треугольные» морфологические варианты.

За исключением представителей семейства Thermoplasmataceae, все археи имеют ригидную стенку из белка (S-слой), гетерополисахарида или псевдомуреина — аналога бактериального муреина; известны случаи образования дополнительных покровов и внеклеточного матрикса.

По типу строения клеточной оболочки археи конвергируют с грамположительными бактериями, однако их цитоплазматическая мембрана имеет уникальный липидный состав. В отличие от грамположительных бактерий, археи лишены наружной мембраны. Как следствие, у них не может быть трихомов, хотя и встречаются многоклеточные, в том числе нитчатые, агрегаты. Внутриклеточные мембранные структуры у них отсутствуют.

Археи могут плавать при помощи жгутиков, которые морфологически сходны с бактериальными, однако не гомологичны им по молекулярному строению и механизму биогенеза; подвижность путем скольжения не наблюдается. В цитоплазме встречаются такие же включения, как у бактерий, в частности газовые везикулы. Археи больше, чем бактерии, склонны к образованию плеоморфных форм. В отличие от бактерий, они не образуют эндоспор.

Энергетический метаболизм архей относится к хемотрофному типу, в том числе у них существуют несколько вариантов хемолитотрофии. Среди них нет фототрофов, хотя известны случаи археотной квази-фототрофии, основанной на каротинопротеиновом фоторецепторном аппарате, который можно рассматривать как молекулярную альтернативу бактериального «хлорофильного» фотосинтетического аппарата.

Конструктивный метаболизм архей бывает гетеротрофного или автотрофного типа. Во втором случае используются уникальные механизмы ассимиляции углерода. У архей редко наблюдается диазотрофия.

Археи распространены во всех глобальных нишах, занимаемых бактериями. Однако среди них относительно мало симбионтов, а патогенные формы вообще не обнаружены. Очень многие археи являются экстремофилами, и некоторые из них обладают такой жизнеспособностью, которая невозможна у других организмов.

Не нашли подходящую информацию? Не беда! Воспользуйтесь поиском на сайте в верхнем правом углу.