Особенности архей

Уникальной особенностью архей служат мембранные липиды, которые представляют собой простые диэфиры глицерина и полностью насыщенного изопреноидного спирта фитанола (см. раздел 8.3.3.2). Это выяснилось в результате классических исследований Кейтса (М. Kates), проведенных на Н. salinarium в 1965 г.—еще до того, как Воз создал свою концепцию об археях.

В конце 1970-х годов Де Роза (М. De Rosa) и Гамбакорта (A. Gambacorta) нашли такие же липиды у гипертермофила Sulfolobus, а Ленгсуорси (Т. A. Langworthy) у термоацидофила Thermoplasma. В 1978 г. Торнэбени (Т. G. Tornabene) и Мэкула (R. A. Makula) исследовали липиды метаногенов и получили такой же результат, как для экстремальных галофилов и термоацидофилов. С этого момента липиды стали рассматривать как один из хемотаксономических признаков, по которому археи отличаются и от бактерий, и от эукариотов.

В 1960-1970-е годы дихотомия прокариотов и эукариотов считалась очевидной и неоспоримой. Однако после того, как Карл Воз использовал семантические характеристики рРНК для определения эволюционных связей, ситуация резко изменилась. Когда этот критерий был применен к экстремофильным прокариотам (которых принимали за бактерий), неожиданно выяснилось, что они одинаково дистанцированы на глобальном древе как от «обычных» бактерий, так и от эукариотов.

Таким образом, глобальное древо оказалось не дихотомическим, а тритомическим. На основе этого Воз пришел к выводу, который стал одной из парадигм современной биологии.

Она состоит в том, что на высшем номенклатурном уровне существуют не два, а три «первичных царства» (англ, primary kingdom):

— прокариоты-бактерии;

— прокариоты-археи;

— эукариоты.

Вначале Воз дал этим «первичным царствам» квазитаксономические названия (два латинских и одно английское) «Eubacteria», «Archaebacteria» «Eukaryotes». Позднее он переименовал их соответственно в Bacteria, Archaea и Eukaryota.

Мы уже говорили о том, что клеточные стенки и мембранные липиды у архей отличаются по строению от бактериальных. Разное строение у архей и бактерий имеют и такие важнейшие белки, как РНК-полимераза, факторы элонгации и мембранные АТФазы.

Таким образом, прокариотный тип организации представлен двумя стволами глобального древа. По инициативе Карла Воза с 1990 г. вместо термина «архебактерии» используется термин «археи», и этим подчеркивается, что архебактерий-архей необходимо рассматривать не как «других» бактерий, а как «других» прокариотов.