Терматоговые
Терматоговые
Систематика и эволюция
Терматоговые представляют собой группу бактерий, которая рассматривается в научном сообществе как одна из древнейших. Согласно генетическим исследованиям, представители этой группы, наряду с аквификальными бактериями, отделились от архей на ранних этапах эволюции. Дискуссионным вопросом эволюционной биологии терматоговых является гипотеза о горизонтальном переносе генов. Предполагается, что между терматоговыми, археями и аквификальными бактериями мог происходить активный генетический обмен, однако данная теория до сих пор вызывает споры и требует дополнительных доказательств. Систематика группы в настоящее время остается нестабильной и подвергается регулярным пересмотрам. Это связано с относительно недавним открытием данных микроорганизмов: первые виды были описаны лишь в 1985 году. Впоследствии, в период с 2005 по 2014 год, было открыто значительное количество новых родов, что продолжает вносить изменения в их внутреннюю классификацию и положение в общей системе бактерий.
Анатомия и физиология
С точки зрения клеточного строения терматоговые классифицируются как грамотрицательные бактерии, однако их анатомия обладает рядом уникальных черт. В отличие от типичных грамотрицательных микроорганизмов, имеющих две мембраны, терматоговые обладают только одной клеточной мембраной. У них отсутствует развитая клеточная стенка в привычном понимании, что расценивается как свидетельство их древнего происхождения, поскольку полноценная клеточная стенка считается более поздним эволюционным образованием у бактерий. Характерной морфологической особенностью, давшей название всей группе, является наличие так называемой тоги. Тога представляет собой дополнительную наружную структуру, которая слабо функционирует на уровне мембраны, но окружает клетку и выполняет важнейшую защитную функцию. Основным типом метаболизма терматоговых является хемосинтез. В процессе жизнедеятельности данные бактерии способны использовать сложные углеводороды для получения энергии, при этом в качестве побочного продукта выделяется водород.
Экология и значение
По своим экологическим предпочтениям терматоговые являются термофилами и гипертермофилами. Их типичными местами обитания служат горячие источники, где температура окружающей среды достигает экстремальных значений, варьирующихся в пределах от восьмидесяти до девяноста градусов Цельсия и выше. Такой образ жизни в экстремальных условиях во многом идентичен экологии архей. Значение терматоговых в первую очередь связано с их физиологическими особенностями и высоким потенциалом использования в биотехнологической промышленности. Способность расщеплять сложные углеводороды с выделением водорода делает их перспективными кандидатами для разработки альтернативных источников энергии. В условиях постепенного истощения мировых запасов нефти и газа данные хемосинтезирующие микроорганизмы рассматриваются как возможная база для получения экологически чистого биотоплива. Тем не менее, промышленное применение терматоговых пока носит сугубо гипотетический характер, так как история их активного изучения насчитывает немногим более двадцати лет, в отличие от архей, которые исследуются на протяжении полувека.
Особенности
Ключевыми особенностями терматоговых являются их специфическая клеточная оболочка и адаптация к экстремально высоким температурам. Наличие защитной тоги при функционировании лишь одной клеточной мембраны выделяет их среди прочих грамотрицательных прокариот. Реликтовый статус этих бактерий подтверждается генетической близостью к археям и сохранением архейного паттерна выживания в высокотемпературных гидротермальных системах. Совокупность хемосинтетического метаболизма, уникальной способности к генерации водорода из углеводородов и активно пересматриваемого таксономического положения делает эту группу микроорганизмов крайне важным объектом для фундаментальных эволюционных и прикладных исследований.