"La serie completa de la vida en la Tierra: desde células individuales hasta humanos" Archaea (Parte 2)

Archaea puede aparecer en varios hábitats y es una parte importante de la ecología global. Las arqueas constituyen el 20% de la biomasa de la Tierra. Muchas arqueas viven en ambientes extremos, incluidas las primeras arqueas encontradas entre extremófilos. Algunos viven a temperaturas extremadamente altas (a menudo superiores a 100°C), como géiseres, pozos petroleros o aguas termales de aguas profundas. Otros viven en ambientes muy fríos o en agua muy salada, muy ácida o muy alcalina. Sin embargo, algunas arqueas son neutrales y se pueden encontrar en pantanos, aguas residuales, océanos y suelos. Muchas arqueas productoras de metano viven en el tracto digestivo de animales, como rumiantes, termitas o humanos. Las arqueas son generalmente inofensivas para otros organismos y se desconocen las arqueas patógenas.

Las arqueas en ambientes extremos se pueden dividir en cuatro grupos fisiológicos: halófilas, termófilas, alcalófilas y acidófilas. Estas no son clasificaciones específicas y las clasificaciones no son mutuamente excluyentes, por lo que algunas Archaea a veces se clasificarán en varias de ellas, pero esto aún puede usarse como punto de partida para la clasificación.

Las bacterias halófilas viven en ambientes de alta salinidad, como lagos salados, donde la salinidad es entre un 20 y un 25 % más alta que donde los halófilos pueden sobrevivir. Las arqueas termófilas están adaptadas para crecer a temperaturas superiores a 45 °C (113 °F), como en aguas termales. Las arqueas que crecen mejor a temperaturas superiores a 80 °C (176 °F) son la cepa 116 de Methanospora cansoni (o incluso la 122c). .

Algunas arqueas pueden crecer en ambientes extremadamente ácidos o alcalinos. Por ejemplo, el Acidophilus acidophilus entre las arqueas puede crecer en un ambiente con un valor de pH de 0, lo que equivale a 1,2 M de ácido sulfúrico.

La capacidad de las arqueas para resistir ambientes extremos también permite a los científicos especular sobre las posibles características de la vida extraterrestre. Algunos de los ambientes extremos son similares a los de Marte, por lo que se especula que estas arqueas pueden haberse movido entre planetas sobre meteoritos.

Muchos estudios recientes han descubierto que las arqueas pueden sobrevivir no sólo en ambientes de temperatura alta y media, sino también en ambientes de temperatura extremadamente baja. Por ejemplo, hay muchas arqueas en los océanos polares, pero la mayoría de ellas son arqueas que se encuentran en ambientes oceánicos no extremos, que son el picoplancton entre el plancton. Aunque existe una gran cantidad de arqueas (que representan el 40% de la biomasa pura), casi ninguna puede aislarse y cultivarse en el laboratorio (en inglés: pure culture). Por lo tanto, el papel de las arqueas en la ecología marina es fundamental y se desconoce en gran medida su impacto en los ciclos biogeoquímicos generales. Algunas taumarchaeota marinas pueden producir nitrificación, por lo que se especula que debería tener un impacto en el ciclo del nitrógeno del océano, pero estas arqueas primaverales también utilizan otras fuentes de energía. Las arqueas se pueden encontrar en grandes cantidades en los sedimentos del fondo marino y son los organismos más abundantes a profundidades superiores al metro.

Las arqueas participan en los ciclos del carbono, nitrógeno y azufre de la Tierra. Si bien estas actividades celulares son importantes para los ecosistemas, las arqueas también pueden causar impactos ambientales similares a los cambios humanos e incluso pueden causar contaminación ambiental.

Archaea también puede realizar la mayoría de las reacciones químicas del ciclo del nitrógeno. Algunas arqueas pueden eliminar el nitrógeno orgánico de los ecosistemas. Estas reacciones químicas incluyen el metabolismo de los nitratos y la desnitrificación. Otras arqueas pueden añadir nitrógeno a la ecología, formando nitrógeno orgánico. Estas reacciones incluyen la absorción y fijación de nitrógeno. Recientemente, los científicos descubrieron que las arqueas también participan en la oxidación del amoníaco. Estas reacciones son particularmente importantes en el océano. Algunas arqueas también participan en la oxidación del amoníaco del suelo. Estas arqueas producen nitratos, que son oxidados aún más por otros microorganismos. Finalmente, las plantas y otros organismos absorben y utilizan los nitratos oxidados.

En el ciclo del azufre, las arqueas que utilizan la oxidación y el metabolismo de los sulfuros pueden liberar azufre de las rocas y ponerlo a disposición de otros organismos. Estas arqueas, como las flavobacterias del azufre, serán metabolizadas por el azufre y eventualmente producirán ácido sulfúrico. Por lo tanto, el crecimiento de estas arqueas en minas abandonadas provocará contaminación ambiental, como el drenaje ácido de las minas.

En el ciclo del carbono, las arqueas metanogénicas pueden eliminar el exceso de hidrógeno y desempeñar el papel de descomponedores en la descomposición anóxica de la materia orgánica. Estas arqueas pueden vivir en ambientes privados de oxígeno, como sedimentos y pantanos, y también pueden usarse en el tratamiento de aguas residuales.

Los metanógenos son la principal fuente de metano atmosférico y representan la mayoría de las emisiones anuales globales de metano. Las emisiones de metanógeno aceleran las emisiones globales de gases de efecto invernadero y el calentamiento global.

El valor global de metano aumentó de 722 ppb en el período preindustrial (722 toneladas de metano en 100 millones de toneladas de atmósfera) a 1800 PPB en 2011. Durante este período, el valor de metano aumentó a 2,5 veces el Nivel anterior En 2011, el valor global de metano fue el más alto en 800.000 años. El metano tiene un potencial de calentamiento global de 29, lo que significa que puede atrapar 29 veces más calor que el dióxido de carbono en 100 años.

La relación entre arqueas y otros organismos es principalmente de beneficio mutuo o parcialmente de beneficio mutuo. Hasta el momento no se ha descubierto que las arqueas sean patógenos o parásitos de ningún otro organismo. Aunque hasta ahora no se han descubierto ni confirmado patógenos de arqueas, los estudios han demostrado que algunos metanógenos pueden estar relacionados con la enfermedad periodontal. Además, la nano archaea eqi tans (inglés: nano archaea eqi tans) puede ser una bacteria parásita adecuada para las arqueas primaverales de Ignicoccus hospitalis. Por el contrario, las arqueas de la mina Richmond, el nanoorganismo acidófilo de la mina Richmond (Arman), sólo ocasionalmente entran en contacto con otras arqueas en biopelículas minerales ácidas. La naturaleza de esta relación sigue siendo desconocida. Pero los científicos saben que la relación entre arqueas e Iggycoccus es diferente a la de las diminutas arqueas Alman, que generalmente no interactúan con los termófilos.

En el tracto digestivo de todos los rumiantes y termitas, existe una relación mutuamente beneficiosa entre los metanógenos y los protozoos, ayudando al huésped a digerir la celulosa. En este ambiente anóxico, los protozoos utilizan la celulosa para obtener energía mientras liberan gas hidrógeno. Grandes cantidades de hidrógeno afectan la eficiencia con la que los protozoos obtienen energía. Cuando el hidrógeno metanogénico se convierte en metano mediante una reacción química, los protozoos se benefician al ganar más energía.

Algunas arqueas viven en protozoos anaeróbicos y utilizan gas hidrógeno producido por generadores de hidrógeno (inglés: hidrogenosoma). Estos protozoos incluyen el ciliado Plagiopyla fronta (inglés: Plagiopyla fronta). Las arqueas también están relacionadas con organismos más grandes. Por ejemplo, la archaea cenarchaeus symbiosum (inglés: cenarchaeus symbiosum) vive en la esponja Axinella mexicana (inglés: Axinella mexicana) y está * * * relacionada con la esponja.

Las Archaea también pueden ser beneficiarias del favoritismo, sin que el anfitrión ni se beneficie ni perjudique. Por ejemplo, Methanobacter smithii es la arquea más común en la flora intestinal humana normal y representa una décima parte de los procariotas en el intestino. En las termitas y los humanos, estas bacterias metanogénicas pueden incluso resultar beneficiosas. Estas arqueas interactúan con otra flora para ayudar a la digestión. Las colonias de arqueas también viven sobre o cerca de la superficie de muchos otros organismos, como la superficie de los corales y la rizosfera alrededor de las raíces de las plantas.

1 archaeota*

2. Nanoarchaeota)*

3 Thaumarchaeota

4 Crenachaeota

4.1 Proteínas térmicas

Filo 5

5.1 Archaea

5.2 Halobacterium (Halobacterium)

5.3 Methanobacterium

5.4 Metanococos

5.5 Metanobacterias

5.6 Metanopiridina

5.7 Termococos

5.8 Termoplasma (pirógeno)