Archaea
English: Archaea

Como ler uma infocaixa de taxonomiaArchaea
Halobacterium sp., estirpe NRC-1, cada célula com 5 μm de comprimento.
Halobacterium sp., estirpe NRC-1, cada célula com 5 μm de comprimento.
Classificação científica
Domínio:Archaea
Woese, Kandler & Wheelis, 1990
Filos
Crenarchaeota

Euryarchaeota
Korarchaeota
Nanoarchaeota
Thaumarchaeota

Sinónimos
Archaebacteria Woese & Fox, 1977

Archaebacteriobionta
Archaebacteriophyta
Mendosicutes Murray, 1984
Mendosicutes Gibbons & Murray, 1978
Prokarya (in part.)
Prokaryota (in part.)

Archaea (do grego: antigo, velho;[1] em português: arquea,[2][3] arquéia,[4] arqueiaAO 1990, arquaia[4] ) é a designação de um dos domínios de seres vivos, morfologicamente semelhantes às bactérias mas genética e bioquimicamente tão distintas destas como dos eucariotas. Conhecidas principalmente por habitar ambientes considerados extremos (sendo muitas das arqueias extremófilas) como fontes hidrotermais, lagos ou mares muito salinos, pântanos (onde produzem metano) e ambientes ricos em gás sulfídrico e com altas temperaturas, as arqueias são ubíquas no nosso planeta, fazendo inclusive parte do microbioma humano.[5]

A separação entre os domínios Bacteria e Archaea deu-se na década de 1970, quando o microbiólogo Carl Woese verificou que ao comparar as sequências de RNA ribossómico de várias espécies era possível separá-las em três grupos distintos. Apesar do nome (Archaea em grego significa “antigo”), este não significa que as Archaeas sejam mais semelhantes aos organismos primitivos do que as Bactérias ou os Eucariotas. Woese decidiu atribuir o nome Archaea a este domínio para fazer sobressair a sua natureza mais primitiva relativamente aos Eucariotas.[6]

Originalmente o termo Archaebacteria (do grego: bactéria primitiva; em português: arqueias )[7][8] era usado para descrever esses organismos, e o termo Eubacteria (do grego: bactéria verdadeira; em português: eubactéria )[8] era usado para os demais seres procariotas. De modo a ressalvar as diferenças existentes entre estes dois domínios, o nome Archaebacteria é desaconselhado.[6] A tendência atual, devido às diferenças estruturais, é utilizar Bacteria ("bactéria") apenas para os antigos Eubacteria, ajustando-se os nomes.

As arqueias possuem características morfológicas semelhantes às das bactérias, sendo a mais marcante a ausência de um núcleo delimitado por uma membrana; por este motivo tanto as arqueias como as bactérias são denominadas de procariotas. Uma vez que esta definição de procariotas é baseada em uma ausência, i.e., é feita com base numa característica que está presente nos eucariotas mas não está presente nos procariotas, alguns autores sugerem que a transcrição acoplada à tradução seja utilizada como característica apomórfica dos procariotas.[9]

As arqueias possuem características que podem ser encontradas em eucariotas ou em bactérias. A título de exemplo, as arqueias possuem geralmente um único cromossoma circular - à semelhança das bactérias -, mas os seus cromossomas podem ter mais do que uma origem de replicação - fenómeno que se pensava estar presente apenas nos eucariotas.[10]

Algumas arqueias possuem características metabólicas únicas, tais como:

  • Algumas espécies de Archaea (Halobacteria), produzem energia a partir da luz, por uma estrutura celular chamada bacteriorrodopsina.[11] Isto constitui um fenómeno de fototrofia (mas não de fotossíntese).
  • Algumas arqueias pertencentes ao filo Euryarchaeota conseguem produzir metano, sendo por isso chamadas de metanogénios. Alguns destes organismos vivem no intestino de ruminantes.

Além disso, as arqueias possuem uma membrana celular com lípidos compostos de uma associação de glicerol-éter, enquanto que os das bactérias e eucariotas são compostos de glicerol-éster. Além disso, o grupo glicerol ao qual a cadeia hidrofóbica se encontra ligada tem estereoquímica diferente nas arqueias, comparativamente às bactérias e aos eucariotas. Também ao contrário das bactérias, as arqueias não possuem uma parede celular de peptidoglicanos. Apenas um grupo relativamente pequeno de arqueias possui uma parede celular composta por um polissacarídeo (pseudomureína); a maior parte das arqueias possui antes uma estrutura proteica para-cristalina chamada de S-layer ("superfície S").[12] Finalmente, o flagelo das arqueias é diferente em composição e desenvolvimento do das bactérias, tendo sido inclusivamente chamado de arcaelo (do original archaellum) para evidenciar as diferenças relativamente ao flagelo bacteriano.[13]

O reino Archaea contém os filos

  • Korarchaeota
  • Crenarchaeota
  • Euryarchaeota
  • Nanoarchaeota
  • Thaumarchaeota (anteriormente considerados "Crenarchaeota mesófilos")
  • 'Aigarchaeota'

Em 2015 foi sugerida a existência de um novo filo, o Lokiarchaeota.[14]

História

O primeiro grupo de arqueias estudado foi o das metanógenas. A metanogénese foi descoberta no lago Maior de Itália em 1776, ao observar nele o burbulhar do "ar combustível". Em 1882 observou-se que a produção de metano no intestino dos animais devia-se à presença de micro-organismos (Popoff, Tappeiner e Hoppe-Seyler).[15]

Em 1936, ano que marcou o princípio da era moderna no estudo da metanogénese, H.A Barker oferece as bases científicas para o estudo da sua fisiologia e conseguiu desenvolver um meio de cultivo apropriado para o crescimento dos metanógenos. Nesse ano foram identificados os géneros Methanococcus e Methanosarcina.[16]

As primeiras arqueias extremófilas foram encontradas em ambientes quentes. Em 1970, Thomas D. Brock, da Universidade de Wisconsin, descobriu a Thermoplasma, uma arqueia termoacidófila, e em 1972 a Sulfolobus, uma hipertermófila.[17] Brock ter-se-á iniciado em 1969 no campo da biologia dos hipertermófilos com a descoberta de Thermus aquaticus, que não é uma arquea mas antes uma bactéria.

Em 1977 identificam-se as arqueias como o grupo procarionte mais distante ao descobrir que os metanógenos apresentam uma profunda divergência com todas as bactérias estudadas. Nesse mesmo ano propôs a categoria de super-reino para este grupo com o nome de Archaebacteria. Em 1978, o manual de Bergey dá-lhe a categoria de filo com o nome de Mendosicutes e em 1984 divide o reino Procaryotae ou Monera em 4 divisões, agrupando as Archaebacteria na divisão Mendosicutes.[18]

As arqueias hipertermófilas foram agrupadas em 1984 com o nome de Eocyta, identificando-as como um grupo independente das então chamadas arqueobactérias (em referência aos metanógenos) e às eubactérias, descobrindo-se para além disso que Eocyta era o grupo mais próximo dos eucariontes.[19] A relação filogenética entre metanógenos e hipertermófilos faz com que em 1990 se renomeie a Eocyta como Crenarchaeota e as metanógenas como Euryarchaeota, formando o novo grupo Archaea como parte do sistema dos três domínios.[20]