Кренархеоты
Кренархеоты
Систематика и эволюция
Кренархеоты представляют собой одну из наиболее древних групп организмов на Земле. В биологической систематике они часто рассматриваются как самостоятельный тип в составе домена архей, однако также классифицируются как единственный класс термопротеи в рамках своего типа. В данный класс входит несколько порядков, среди которых наиболее изучены сульфолобалы, термопротеалы и ацидилобалы. Порядок ацидилобалы был описан в научной классификации относительно недавно, в 2009 году. Предполагается, что на ранних этапах развития жизни именно представители этой группы архей участвовали в формировании первичных месторождений железных руд на планете.
Анатомия и физиология
Морфология клеток кренархеот отличается значительным разнообразием, среди них встречаются микрококки, округлые формы, палочки, диски и длинные нити. Размеры клеток варьируются от величин менее одного микрометра до двух микрометров в диаметре, при этом нитевидные формы термопротеалов могут достигать длины в сто микрометров. Представители порядка сульфолобалов размножаются бинарным делением и имеют специализированные выросты, такие как пили и псевдоподии, служащие для прикрепления к субстрату, например, к кристаллам серы. Для передвижения некоторые виды используют особые жгутики, называемые археллами, которые структурно отличаются от бактериальных. Генетический аппарат представлен одной хромосомой, расположенной в клетке без оформленного ядра. У большинства видов этой группы отсутствуют гистоны, что обуславливает максимально простой процесс передачи генетической информации. Энергетический обмен кренархеот часто связан с метаболизмом серы, при котором организмы синтезируют сероводород с выделением энергии. Многие виды способны окислять сероводород до элементной серы или серной кислоты. Отдельные представители используют в качестве акцепторов электронов оксид молибдена, железо или уран, который они восстанавливают с помощью водорода. В качестве источников углерода и энергии гетеротрофные виды могут потреблять аминокислоты, пептон, крахмал, сахара и этанол.
Экология и значение
Первоначально кренархеоты были обнаружены в экстремальных местообитаниях, таких как наземные горячие источники, органические котлы и подводные гидротермальные источники. Долгое время считалось, что они обитают исключительно в условиях высоких температур. Однако в 1996 году были открыты виды, обитающие при температуре десять градусов по Цельсию в ассоциации с морскими губками. Впоследствии выяснилось, что эти организмы повсеместно распространены в морских экосистемах, почвах, донных осадках и очистных сооружениях, преимущественно в анаэробных условиях. В современном океане они составляют значительную часть планктона, а их биомасса сопоставима с бактериальной, что делает их одними из самых многочисленных живых организмов на планете. Некоторые виды активно применяются в промышленности благодаря их способности окислять железо и участвовать в формировании железных и медных руд, а также из-за простоты их культивирования в искусственных средах на воздухе.
Особенности
Характерной чертой многих представителей является их способность к жизнедеятельности в экстремальных условиях, губительных для большинства живых существ. Среди них множество гипертермофилов, для которых оптимальная температура роста составляет от шестидесяти до девяноста градусов, а для порядка термопротеалов нормой является температура от семидесяти пяти до ста градусов по Цельсию, что позволяет им существовать в кипящей воде. Значительная часть видов относится к ацидофилам, предпочитая крайне кислые среды с низким уровнем pH, и может существовать в условиях высокой солености. По отношению к кислороду организмы делятся на строгих анаэробов, для которых атмосферный кислород токсичен, и аэробов. Термопротеалы и ацидилобалы представляют собой мощных анаэробов, быстро погибающих в присутствии кислорода. Также зафиксирована способность отдельных видов выживать в условиях сильной радиации и обитать на залежах таких элементов, как хром, кобальт, марганец, теллур и урановые руды.