Los Seres Vivos más Antiguos, más Numerosos, más Rápidos y más Resistentes a Extremas Temperaturas (poliextremófilas) de todo el Planeta

Las Arqueas: Los Seres Vivos más Antiguos, más Numerosos, más Rápidos y más Resistentes a Extremas Temperaturas (poliextremófilas) de todo el Planeta

Definición:

Las arqueas o arqueobacterias, son un grupo de microorganismos unicelulares pertenecientes al dominio Archaea. 

Las arqueas, como las bacterias, son procariotas que carecen de núcleo celular o cualquier otro orgánulo dentro de las células.

Actualmente se las clasifica como un dominio distinto en el sistema de tres dominios. En este sistema, presentado por Carl Woese, las tres ramas evolutivas principales son las arqueas, las bacterias y los eucariotas.

Las arqueas están subdivididas en cuatro filos.

Características:

En general, las arqueas y bacterias son bastante similares en forma y e tamaño, aunque algunas arqueas tienen formas muy inusuales, como las células planas y cuadradas de Haloquadra walsbyi. A pesar de esta semejanza visual con las bacterias, las arqueobacterias poseen genes y varias rutas metabólicas que son más cercanas a las de los eucariotas, en especial en las enzimas implicadas en la transcripción y la traducción. Otros aspectos de la bioquímica de las arqueobacterias son únicos, como los éteres lipídicos de sus membranas celulares. Las arqueas explotan una variedad de recursos mucho mayores que los eucariotas, desde compuestos orgánicos comunes como los azúcares, hasta el uso de amoníaco, iones de metales o incluso hidrógeno como nutrientes. Las arqueas tolerantes a la sal (las halobacterias) utilizan la luz solar como fuente de energía, y otras especies de arqueas fijan carbono, sin embargo, a diferencia de las plantas y las cianobacterias, no se conoce ninguna especie de arquea que sea capaz de ambas cosas.

Capaz de recorrer en un segundo una distancia 500 veces su tamaño, las arqueas no se caracterizan sólo por su inigualable velocidad, sino también por variar su movimiento, ya que son capaces de moverse tanto en línea recta como en zigzag. Según estos cálculos, para batir a estos microorganismos unicelulares, el guepardo tendría que alcanzar una velocidad de más de 3,000 kilómetros por hora, ya que sus 110 kilómetros por hora corresponden únicamente a unos 15 bps.

Por último, algunas arqueas extremófilas son poliextremófilas, que quiere decir que pueden sobrevivir en varias condiciones extremas. La Deinococcus radiodurans puede sobrevivir a 5.000 gray de radiación (un humano muere a los 10 gray y una colonia de E. Coli a los 60 gray).

También puede sobrevivir al vacío (como varias semillas y otros organismos) y resistir la deshidratación y las bajas temperaturas, y es uno de los únicos seres vivos que se ha encontrado en el polo norte. Se han encontrado microorganismos productores de metano en dos ambientes extremos en la Tierra: enterrados bajo kilómetros de hielo en Groenlandia a 10 grados bajo cero y en los suelos cálidos del desierto. Estos descubrimientos hacen más plausible la esperanza que tenemos sobre la existencia de vida en Marte.

Los microorganismos de Groenlandia han sido descubiertos por investigadores de la universidad de California en Berkeley en testigos de hielo a tres kilómetros de profundidad. Pertenece al género arquea y es la primera vez que se ha encontrado a semejante profundidad.

Reproducción:

Las arqueas se reproducen asexualmente y se dividen por fisión binaria, fragmentación o gemación; a diferencia de las bacterias y los eucariotas, no se conoce ninguna especie de arquea que forme esporas.

Formas de vida:

Originalmente, las arqueas se consideraban extremófilos que vivían en ambientes severos, como aguas termales y lagos salados, pero posteriormente se les ha observado en una gran variedad de hábitats, como suelos, océanos y humedales. Las Archaea son especialmente numerosas en los océanos, y las que se encuentran en el plancton podrían ser uno de los grupos de organismos más abundantes del planeta.

Actualmente se consideran una parte importante de la vida en la Tierra y podrían jugar un papel importante tanto en el ciclo del carbono como en el ciclo del nitrógeno.

Las arqueas tienen su importancia en la tecnología, hay metanógenos que son utilizados para producir biogás y como parte del proceso de depuración de aguas, y las enzimas de arqueas extremófilas son capaces de resistir temperaturas elevadas y solventes orgánicos, siendo por ello utilizadas en biotecnología.

Un nuevo dominio:

El nombre científico Archaea proviene del griego antiguo ἀρχαῖα, que significa "los antiguos".^[11] El término "arqueobacteria" proviene de la combinación de esta raíz y del término griego baktērion, que significa "pequeño bastón", o sea son el “antiguo pequeño bastón”, siendo los primeros seres vivos unicelulares en poblar nuestros mares.

El uso de la reacción en cadena de la polimerasa para detectar procariotas en muestras de agua o suelo a partir de, únicamente, sus ácidos nucleicos. Esto permite detectar e identificar organismos que no pueden ser cultivados en el laboratorio, debido a su complejidad.

 

Clasificación actual:

Los sistemas actuales de clasificación intentan organizar las arqueas en grupos que comparten rasgos estructurales y antepasados comunes.  Estas clasificaciones se basan especialmente en el uso de secuencias de genes de ARN ribosómico para revelar las relaciones entre los organismos (análisis moleculares de ADN). La mayoría de especies de arqueas cultivables y bien investigadas son miembros de dos filos principales, los Euryarchaeota y Crenarchaeota. Se han propuesto tentativamente otros grupos. Por ejemplo, la peculiar especie Nanoarchaeum equitans, que fue descubierta en 2003, se le ha atribuido su propio filo, el de las Nanoarchaeota. También se ha propuesto el nuevo filo Korarchaeota, que contiene un número reducido de inusuales especies termófilas que comparten rasgos de los dos filos principales, pero que son más cercanas a los Crenarchaeota.  Otras especies de arqueas recientemente descubiertas sólo tienen una relación distante con cualquiera de estos grupos, como los Nanoorganismos arqueobacterianos acidófilos de Richmond Mine (ARMAN), que fueron descubiertos en 2006.

La clasificación de las arqueas en especies también es controvertida. Las estimaciones del número total de filos arqueobacterianos varían entre 18 y 23, de los cuales sólo ocho tienen representantes que se han cultivado y estudiado directamente. Muchos de estos grupos hipotéticos son conocidos únicamente a partir de una sola secuencia de ARNr, lo que indica que la diversidad de estos organismos permanece completamente desconocida.

La Enciclopedia genómica de Bacteria y Archaea  está llevando a cabo la tarea de completar y anotar la mayor cantidad de genomas de estos dos dominios con el fin, entre otros, de llevar a cabo una clasificación basada en el genoma.

Origen y evolución:

Árbol filogenético mostrando la divergencia de las especies modernas de su ancestro común en el centro.  Los tres dominios están coloreados de la siguiente forma; las bacterias en azul, las archaeas en verde, y las eucariotas de color rojo.

Las arqueas son una forma de vida muy antigua. Se han datado fósiles probables de estas células hace casi 3,500 millones de años, y se han detectado restos de lípidos que podrían ser arqueobacterias o eucariotas en esquistos de hace 2,700 millones de años. Estos lípidos han sido detectados en rocas que datan del Precámbrico. Los restos más antiguos conocidos de lípidos de isopreno datan del cinturón de Isua, al oeste de Groenlandia, que incluyen sedimentos formados hace 3.800 millones de años, siendo estos los más antiguos encontrados hasta la fecha. El origen de las arqueas parece extremadamente remoto en el tiempo, y el linaje arqueobacteriano podría ser el más antiguo de la Tierra. La tierra se formó hace 4,560 millones de años.

Es posible que el último antepasado común de las bacterias y arqueas fuera un termófilo, lo que presenta la posibilidad de que las temperaturas bajas sean "ambientes extremos" por las arqueas, y que los organismos que viven en ambientes más fríos aparecieran más tarde en la historia de la vida en la Tierra.

Actualmente se considera que el antepasado de los eucariotas pudo divergir de las arqueobacterias. Algunos científicos han sugerido que los eucariotas surgieron de la fusión de una arquea y una bacteria, lo que explica varias semejanzas genéticas, pero presenta dificultades a la hora de explicar la estructura celular.

 

Morfología:

 

Las arqueas tienen medidas comprendidas entre 0,1 μm 0.0001 milímetros

y más de 15 μm y se presentan en diversas formas, siendo comunes esferas, barras, espirales y placas. El grupo Crenarchaeota incluye otras morfologías, como células lobuladas irregularmente en Sulfolobus, finos filamentos de menos de 0,5 μm de diámetro en Thermofilum y barras casi perfectamente rectangulares en Thermoproteus y Pyrobaculum. Recientemente, se ha descubierto en piscinas hipersalinas una especie de forma cuadrada y plana (como un sello de correos) denominada Haloquadra walsbyi.

Estas formas inusuales probablemente se mantienen tanto por la pared celular como por un citoesqueleto procariótico, pero estas estructuras celulares, al contrario que en el caso de las bacterias, son poco conocidas. En las células de las arqueas se han identificado proteínas relacionadas con los componentes del citoesqueleto, así como filamentos.

Algunas especies forman agregados o filamentos celulares de hasta 200 μm de longitud y pueden ser miembros importantes de las comunidades de microbios que conforman biopelículas.  Un ejemplo particularmente elaborado de colonias multicelulares lo constituyen las arqueas del género Pyrodictium. En este caso, las células se ordenan formando tubos largos, delgados y huecos, denominados cánulas, que se conectan y dan lugar a densas colonias ramificadas. La función de estas cánulas se desconoce, pero pueden permitir que las células se comuniquen o intercambien nutrientes con sus vecinas. También se pueden formar colonias por asociación entre especies diferentes. Por ejemplo, en una comunidad que fue descubierta en 2001 en un humedal alemán, había colonias blancas y redondas de una nueva especie de arquea del filo Euryarchaeota esparcidas a lo largo de filamentos delgados que pueden medir hasta 15 cm de largo; estos filamentos se componen de una especie particular de bacterias.^[

Estructura celular:

Las arqueas son similares a las bacterias en su estructura celular general, pero la composición y organización de algunas de estas estructuras son muy diferentes. Como las bacterias, las arqueas carecen de membranas internas, de modo que sus células no contienen orgánulos. También se parecen a las bacterias en que su membrana celular está habitualmente delimitada por una pared celular y en que nadan por medio de uno o más flagelos. En su estructura general, las arqueas se parecen especialmente a las bacterias Gram positivas, pues la mayoría tienen una única membrana plasmática y pared celular, y carecen de espacio periplasmático; la excepción de esta regla general es la arquea Ignicoccus, que tiene un espacio periplasmático particularmente grande que contiene vesículas limitadas por membranas, y que queda cerrado por una membrana exterior.

 

Membrana celular:

Las membranas arqueobacterianas se componen de moléculas que difieren mucho de las que se encuentran en otras formas de vida, lo que es una prueba de que las arqueas sólo tienen una relación distante con las bacterias y eucariotas. En todos los organismos, las membranas celulares se componen de moléculas conocidas como fosfolípidos.

La estructura principal de la membrana celular es una doble capa de estos fosfolípidos, que recibe el nombre de bicapa lipídica. Los fosfolípidos de las membranas arqueobacterianas son inusuales en cuatro cosas.

Primeramente, las bacterias tienen membranas compuestas principalmente de lípidos unidos con glicerol mediante enlaces éster, mientras que en las arqueas los lípidos se unen al glicerol mediante enlaces éter. La diferencia entre estos dos tipos de fosfolípidos es el tipo de enlace que los une al glicerol. Los enlaces éter tienen una resistencia química superior a la de los enlaces éster, lo que podría contribuir a la capacidad de algunas arqueas de sobrevivir a temperaturas extremas o en ambientes muy ácidos o alcalinos. Las bacterias y eucariotas también contienen algunos lípidos con enlaces éter, pero a diferencia de las arqueobacterias, estos lípidos no forman una parte importante de sus membranas.

En segundo lugar, los lípidos arquobacterianos son únicos porque la estereoquímica del grupo glicerol es la inversa de la que se observa en otros organismos. Esto sugiere que las arqueas utilizan enzimas completamente diferentes para sintetizar sus fosfolípidos de los que utilizan las bacterias y eucariotas; como estas enzimas se desarrollaron muy al principio de la historia de la vida, esto sugiere a su vez que las arqueas se separaron muy pronto de los otros dos dominios.

En tercer lugar, las colas lipídicas de los fosfolípidos de las arqueobacterias tienen una composición química diferente a las de otros organismos. Los lípidos arquobacterianos se basan en una cadena isoprenoide y son largas cadenas con múltiples ramas laterales y, a veces, incluso anillos de ciclopropano o ciclohexano. Esto contrasta con los ácidos grasos que hay en las membranas de otros organismos, que tienen cadenas rectas sin ramificaciones ni anillos. Aunque los isoprenoides desempeñan un papel importante en la bioquímica de muchos organismos, sólo las arqueas los utilizan para producir fosfolípidos. Estas cadenas ramificadas podrían ayudar a evitar que las membranas arqueobacterianas tengan fugas a altas temperaturas.^[

Finalmente, en algunas arqueas la bicapa lipídica es sustituida por una única monocapa. De hecho, las arqueas fusionan las colas de dos moléculas fosfolipídicas independientes en una única molécula con dos cabezas polares, esta fusión podría hacer su membrana más rígida y más apta para resistir ambientes severos. Por ejemplo, todos los lípidos de Ferroplasma son de este tipo, lo que se cree que ayuda a este organismo a sobrevivir en los medios extraordinariamente ácidos en que habita.

 

Pared celular y flagelos:

La mayoría de las arqueas tienen una pared celular, las excepciones son Thermoplasma y Ferroplasma. En la mayoría de arqueas, la pared se compone de proteínas de superficie, que forman una capa S.  Una capa S es una agrupación rígida de moléculas proteínicas que cubren el exterior de la célula como una cota de malla. Esta capa ofrece una protección química y física, y puede servir de barrera, impidiendo que entren en contacto macromoléculas con la membrana celular. A diferencia de las bacterias, la mayoría de arqueas carecen de peptidoglicano en la pared celular. La excepción es el pseudopeptidoglicano, que se encuentra en las archaeas metanógenas, pero este polímero es diferente del peptidoglicano bacteriano ya que carece de aminoácidos y ácido N-acetilmurámico.

Las arqueas también tienen flagelos, que funcionan de una manera parecida a los flagelos bacterianos. Estos motores son impulsados por el gradiente de protones de la membrana. Sin embargo, los flagelos arquobacterianos son notablemente diferentes en su composición y su desarrollo. Los flagelos arqueobacterianos se sintetizan mediante la adición de subunidades en la su base.^[

Metabolismo:

Las arqueas presentan una gran variedad de reacciones químicas en su metabolismo; siendo idénticas a las de los otros dominios, y utilizan muchas fuentes de energía diferentes. Estas formas de metabolismo se clasifican en grupos nutricionales, según la fuente de la energía y del carbono. Algunas arqueas obtienen la energía de compuestos inorgánicos como el azufre o el amoníaco (son litótrofas). Estas arqueas incluyen nitrificantes, metanógenos y oxidantes anaeróbicos de metano. Una característica común de todas estas reacciones es que la energía liberada es utilizada para generar adenosín trifosfato (ATP) mediante la quimiosmosis, que es el mismo proceso básico que tiene lugar en las mitocondrias de las células animales.^[

Otros grupos de arqueas utilizan la luz solar como fuente de energía (son fotótrofas), como las algas, protistas y bacterias. Sin embargo, ninguno de estos organismos presenta una fotosíntesis generadora de oxígeno (fotosíntesis oxigénica), como las cianobacterias. Muchas de las rutas metabólicas básicas son compartidas por todas las formas de vida, por ejemplo, las arqueas utilizan una forma modificada de la glucólisis (la ruta de Entner-Doudoroff), y un ciclo de Krebs completo o parcial.^[69] Estas semejanzas con el resto de organismos probablemente reflejan tanto la evolución temprana de estas partes del metabolismo en la historia de la vida, como su alto nivel de eficiencia.

Algunas Euryarchaeota son metanógenas y producen gas metano en ambientes anaeróbicos como pantanos. Este tipo de metabolismo evolucionó pronto, e incluso es posible que el primer organismo de vida libre fuera un metanógeno. Una reacción típica de estos organismos implica el uso de dióxido de carbono como receptor de electrones para oxidar hidrógeno. La metanogénesis implica una variedad de coenzimas que son únicos de estas arqueas, como la coenzima M o el metanofurano.

Otros compuestos orgánicos como alcoholes, ácido acético o ácido fórmico son utilizados como receptores de electrones por los metanógenos. Estas reacciones son habituales en las arqueas intestinales. El ácido acético también es descompuesto en metano y dióxido de carbono directamente, por arqueas acetótrofas. Estas acetótrofas pertenecen al orden Metanosarcinales, y son una parte importante de las comunidades de microorganismos productoras de biogás.^[

Otras arqueas utilizan el CO₂ de la atmósfera como fuente de carbono, en un proceso llamado fijación del carbono (son autótrofas). En las arqueas, este proceso implica o bien una forma muy modificada del ciclo de Calvin,^[74] o una ruta metabólica recientemente descubierta conocida como ciclo del 3-hidroxipropionato/4-hidroxibutirato.^[  Las Crenarchaeota también utilizan el ciclo de Krebs inverso y las Euryarchaeota también utilizan la ruta reductora acetil-CoA. En estos organismos, la fijación del carbono es alimentada por fuentes inorgánicas de energía, en lugar de por la luz solar como en el caso en las plantas y cianobacterias. No se conocen arqueas que puedan llevar a cabo la fotosíntesis, que es cuando la luz es utilizada por los fotoautótrofos como fuente de energía, además de fuente de alimento para la fijación del dióxido de carbono.^[ Las fuentes de energía utilizadas por las arqueas para fijar el carbono son extremadamente diversas, y de la oxidación del amoníaco por parte de los Nitrosopumilales hasta la oxidación de ácido sulfhídrico o azufre elemental por parte de Sulfolobus, utilizando oxígeno o iones metálicos como aceptor de electrones.

Las arqueas fotótrofas utilizan luz para producir energía química en forma de ATP. Este proceso es una forma de fotofosforilación.

Genética:

Las arqueas, por lo general, tienen un único cromosoma circular al igual que las bacterias, que varía en tamaño desde 5.751,492 pares de bases en Methanosarcina acetivorans,^[82] el mayor genoma secuenciado hasta la fecha, hasta 490,885 pares de bases en Nanoarchaeum equitans, el genoma más pequeño conocido que puede contener sólo 537 genes codificadores de proteínas. Las arqueas también pueden presentar plásmidos que se pueden propagar por contacto físico entre células, en un proceso que puede ser similar a la conjugación bacteriana. Los plásmidos son cada vez más importantes como herramientas genéticas pues permiten la realización de estudios genéticos en Archaea.

Al igual que los bacteriófagos que infectan bacterias, existen virus que se replican en las arqueas.

Las arqueas son genéticamente distintas a otros organismos, con hasta un 15% de proteínas exclusivas codificadas por el genoma de cualquiera arquea. La mayoría de los genes exclusivos de las arqueas no tienen una función conocida, pero de los que tienen una función identificada, la mayoría participan en la metanogénesis. Otros elementos característicos de los genomas de las arqueas son la organización de genes de función relacionada, tales como las enzimas que catalizan las etapas de la misma ruta metabólica, nuevos operones y grandes diferencias en genes ARNt y sus aminoacil ARNt sintetasas.^[

Sin embargo, muchos otros factores de transcripción en las arqueas son similares a los de bacterias.^[

Hábitats:

Las arqueas existen en una gran variedad de hábitats, son una parte importante de los ecosistemas globales, y podrían representar hasta un 20% del total de biomasa de la Tierra. Gran cantidad de arqueas son extremófilas, y este tipo de hábitat fue visto históricamente como su nicho ecológico. De hecho, algunas arqueas sobreviven a altas temperaturas, como la cepa 121, a menudo por encima de 100 °C, como las que hay en los géiseres, chimeneas mineralizadas, y pozos de petróleo.

Otros viven en hábitats muy fríos, y otros en aguas altamente salinas, ácidas o alcalinas. Sin embargo, otras arqueas son mesófilas ya que viven en condiciones mucho más suaves y húmedas como las alcantarillas, los océanos y el suelo.

Las arqueas extremófilas son miembros de cuatro grupos fisiológicos principales. Son los halófilos, termófilos, alcalófilos y acidófilos. Estos grupos no son incluyentes ni tienen una relación con el filo al que pertenece una determinada arquea, ni son mutuamente exclusivos, ya que algunas arqueas pertenecen a varios de estos grupos.

La cepa 116 de Methanopyrus kandleri crece a 122 °C, que es la temperatura más alta registrada en la que puede vivir un organismo. Otras arqueas existen en condiciones muy ácidas o alcalinas. Por ejemplo, uno de los acidófilos arquobacterianos más extremos es Picrophilus torridus, que crece a un pH 0, lo que equivale a prosperar en ácido sulfúrico con una concentración molar de 1,2.

Esta resistencia a ambientes extremos ha convertido a las arqueas en el centro de especulación sobre las posibles propiedades de la vida extraterrestre. Ésta hipótesis eleva las probabilidades de que exista vida microbial en Marte, e incluso se ha llegado a sugerir que microbios viables podrían viajar entre planetas en meteoritos. Las arqueas son comunes en ambientes oceánicos fríos como los mares polares. Aún son más significativas las grandes cantidades de arqueobacterias que viven en todo el mundo en la comunidad planctónica. Aunque estas arqueas pueden estar presentes en cantidades extremadamente grandes (hasta un 40% de la biomasa microbial), casi ninguna de estas especies ha sido aislada y estudiada en un cultivo puro.

También se encuentran grandes cantidades de arqueas en los sedimentos que cubren el fondo marino, y estos organismos forman la mayoría de células vivientes a profundidades de más de un metro dentro de este sedimento.

Papel en los ciclos químicos:

Las arqueas forman parte de los sistemas de la Tierra que reciclan elementos como carbono, nitrógeno y azufre de los diversos hábitats de cada ecosistema. Aunque estas actividades son vitales para el funcionamiento normal de los ecosistemas, las arqueas también pueden contribuir a los cambios que los humanos causan al ambiente, e incluso provocar contaminación.

Las arqueas llevan a cabo múltiples pasos del ciclo del nitrógeno, como la asimilación de nitrógeno y la fijación de nitrógeno. El papel de las arqueas en las reacciones de oxidación de amoníaco fue descubierto recientemente, es particularmente importante en los océanos. Parece que las arqueas también tienen una especial importancia en la oxidación de amoníaco en el suelo; producen nitritos, que son posteriormente oxidados en nitratos por otros microbios, y luego absorbidos por plantas y otros organismos.^[

En el ciclo del azufre, las arqueas que crecen y que oxidan compuestos de azufre son importantes ya que liberan este elemento de las rocas, haciéndolo disponible para otros organismos. Sin embargo, las arqueas que hacen esto, como Sulfolobus, pueden causar daños ambientales, pues producen ácido sulfúrico como producto residual.

En el ciclo del carbono, las arqueas metanógenas son relevantes como productoras de metano. La capacidad de estas arqueas de eliminar hidrógeno es importante en la degradación de materia orgánica por parte de las poblaciones de microorganismos que actúan como desintegradores en ecosistemas anaeróbicos, como sedimento, humedales o instalaciones de tratamiento de residuos. Sin embargo, el metano es uno de los gases de efecto invernadero más abundantes de la atmósfera terrestre, representando el 18% del total.^[113] Es un gas de efecto invernadero 25 veces más potente que el dióxido de carbono. Por tanto, estas arqueas contribuyen a las emisiones globales de gases de efecto invernadero y al calentamiento global.

Interacciones con otros organismos

Las interacciones bien definidas entre arqueas y otros organismos son o bien mutualistas o comensalistas. En 2007, todavía no se conocía ningún ejemplo claro de patógeno o parásito arqueobacteriano. Sin embargo, se ha sugerido una relación entre la presencia de algunas especies de metanógenos y las infecciones en la boca, y Nanoarchaeum equitans podría ser parásito, pues sólo sobrevive y se reproduce dentro de las células del Crenarchaeota Ignicoccus hospitalis, y parece no ofrecer ningún beneficio a su huésped.

Un ejemplo bien comprendido de mutualismo es la interacción entre los protozoos y arqueas metanógenas del sistema digestivo de animales que digieren celulosa, como los rumiantes y las termitas. Cuando los metanógenos convierten el hidrógeno en metano, los protozoos se benefician ya que podrán obtener más energía de la descomposición de la celulosa.

Las arqueas también pueden ser comensales, beneficiándose de una asociación sin ayudar o dañar al otro organismo. Por ejemplo, el metanógeno 'Methanobrevibacter smithii es de largo la arquea más común de la flora humana, representando aproximadamente un 10% de todos los procariotas del intestino humano. Como en el caso de las termitas, es posible que estos metanógenos sean en realidad mutualistas en los humanos, interactuando con otros microbios del intestino para facilitar la digestión de los alimentos. También hay comunidades arqueobacterianas asociadas con una variedad de otros organismos, como en la superficie de corales, y en la parte del suelo que rodea las raíces de las plantas (la rizosfera).

Reproducción:

Las arqueas se reproducen asexualmente por fisión binaria o múltiple, fragmentación o gemación. No se produce meiosis, de manera que si una especie de arquea existe en más de una forma, todas tienen el mismo número de cromosomas (tienen el mismo cariotipo). La división celular está controlada como parte de un complejo ciclo celular, donde el cromosoma se replica, las copias se separan y luego la célula se divide.^[

No se forman endosporas en ninguna especie de arquea, aunque algunas especies de Halobacteria pueden alternar entre fenotipos y crecer como diferentes tipos de células, incluidas estructuras de paredes gruesas que son resistentes al choque osmótico y que les permiten sobrevivir a bajas concentraciones de sal. No se trata de estructuras reproductivas, pero es posible que ayuden a estas especies a dispersarse en nuevos hábitats.

 

Uso de Archaea en tecnología e industria:

Las arqueas extremófilas, en particular las resistentes a las altas temperaturas o a los extremos de acidez y alcalinidad, son una importante fuente de enzimas que puede funcionar bajo estas duras condiciones. Estas enzimas tienen una amplia gama de usos. Por ejemplo, las ADN polimerasas termoestables, como la ADN polimerasa Pfu de Pyrococcus furiosus, han revolucionado la biología molecular, al permitir el uso de la reacción en cadena de la polimerasa como método simple y rápido para la clonación del ADN.

En la industria, las amilasas, galactosidasas y pululanasas de otras especies de Pyrococcus realizan su función a más de 100 °C, lo que permite la elaboración de alimentos a altas temperaturas, tales como leche baja en lactosa y suero de leche. Las enzimas de estas arqueas termófilas también tienden a ser muy estables en solventes orgánicos, por lo que pueden utilizarse en una amplia gama de procesos respetuosos con el medio ambiente para la síntesis de compuestos orgánicos.

En contraste con la amplia gama de aplicaciones de las enzimas, la utilización en biotecnología de los organismos en sí mismos es más reducida. Sin embargo, las arqueas metanógeneas son una parte vital del tratamiento de aguas residuales, realizando la digestión anaeróbica de los residuos y produciendo biogás. Las arqueas acidófilas son también prometedores en minería para la extracción de metales como oro, cobalto y cobre.

Una nueva clase de antibióticos potencialmente útiles se derivan de este grupo de organismos. Ocho de esas sustancias ya han sido caracterizadas, pero podría haber muchas más, especialmente en Halobacteria. Estos compuestos son importantes porque tienen una estructura diferente a la de los antibióticos bacterianos, de manera que pueden tener un modo de acción diferente. Además, podrían permitir la creación de nuevos marcadores seleccionables para utilizarlos en la biología molecular arqueobacteriana. El descubrimiento de nuevas sustancias depende de la recuperación de estos organismos del medio ambiente y de su cultivo.