Kingdom Arquea: características, anatomia e fisiologia - Médico - 2023

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A história da Biologia está repleta de eventos muito importantes. E a maioria deles tem a ver com como somos capazes de progredir na classificação dos seres vivos. É de vital importância estabelecer uma hierarquia para classificar qualquer forma de vida, em espécie, gênero, família, ordem, classe, filo, reino e, finalmente, domínio.

Hoje, desde a última revisão e reestruturação em 2015, dividimos os seres vivos em sete reinos claramente diferenciados: animais, plantas, fungos, cromistas, protozoários, bactérias e arquéias. E vamos parar no último.

E é que este reino arcaico é de descoberta relativamente recente. Até 1977, considerávamos todos os organismos procarióticos como bactérias, mas a análise genética mostrou que havia um grupo de seres que, apesar de semelhantes quanto à morfologia, eram totalmente diferentes dessas bactérias..

Assim, surgiu o termo archaea. Esses seres procarióticos unicelulares foram, junto com as bactérias, os precursores da vida, mas eles se separaram deles há mais de 3.500 milhões de anos. Desde então, eles seguiram sua evolução particular. E no artigo de hoje vamos nos aprofundar no incrível mundo desses seres primitivos.

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O que são archaea?

Antes de definir o que são, é mais importante dizer o que não são. E é que apesar do fato de que sua morfologia pode parecer assim para nós, archaea não são bactérias. Eles se separaram há 3,5 bilhões de anos, quando a Terra tinha apenas 1 bilhão de anos.

Para colocar em perspectiva, nossa linha evolutiva (aquela que daria origem aos humanos) se separou dos peixes há pouco mais de 400 milhões de anos. Se as pessoas são tão incrivelmente diferentes do salmão, apesar de terem sido separadas deles há 400 milhões de anos, imagine como as arquéias são diferentes das bactérias se elas foram separadas por 3,5 bilhões de anos.

O problema é que os arcos eles são seres vivos unicelulares procarióticos, o que significa que suas células possuem organelas celulares ou um núcleo delimitado no citoplasma, de modo que o material genético "flutua" livremente nele.

Nesse sentido, bactérias e arquéias são os dois domínios dos procariotos. O outro domínio eucariótico inclui animais, plantas, fungos, protozoários e cromistas, que, sendo unicelulares e multicelulares, são constituídos por células eucarióticas, que adquirem maior complexidade e permitem o desenvolvimento de formas de vida também mais complexas.

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E o fato de serem unicelulares e com uma estrutura celular "simples" significa que por muito tempo se pensou que arqueas e bactérias fossem na verdade um único grupo chamado moneras. Na verdade, o termo "arcos" nem havia sido introduzido.

Mas tudo mudou quando os estudos genéticos mostraram que, dentro das moneras, havia dois grupos claramente diferenciados que compartilhavam muito poucos genes relativamente falando (todos os seres vivos compartilham muitos), o que mostrou que esses dois grupos se separaram de um ancestral comum há mais de 3,5 bilhões de anos.

Tendo estado separados por tanto tempo, eles não poderiam, de forma alguma, pertencer ao mesmo grupo. Assim, em 1977 foi feita uma reestruturação da classificação dos seres vivos, dividindo o reino das moneras em dois: arquéias e bactérias.

Nesse sentido, as archaea vêm de uma época em que a Terra era um lugar inóspito onde, entre muitas outras coisas, não havia oxigênio. E, embora as bactérias fossem capazes de evoluir e se adaptar às mudanças no mundo, as archaea, por assim dizer, ficaram ainda mais para trás.

Obviamente, eles evoluíram. Mas não tanto quanto as bactérias, que conseguiram adotar todas as formas metabólicas possíveis, desde a fotossíntese até comportamentos patogênicos. As Archaea continuam a viver em ambientes semelhantes aos da Terra Jovem, que, até hoje, são considerados lugares extremos.

Por isso, além de não haver espécies capazes de fotossíntese ou colonizar nossos órgãos (não há arquéias que atuem como patógenos), seu metabolismo ainda é muito primitivo, utilizando compostos inorgânicos como fonte de carbono e energia, como os ferrosos. ferro, sulfeto de hidrogênio, amônia, sulfeto de hidrogênio, etc.

Além disso, o fato de terem formado um grupo próprio há pouco mais de 40 anos e de terem sido “desprezados” nos estudos biológicos, desacelerou um pouco suas pesquisas. Mas isso está mudando, pois foi descoberto que esses microrganismos antigos não são apenas uma amostra perfeita de como era a vida em suas origens (eles praticamente não mudaram), mas que pode ser de grande importância nas cadeias alimentares, constituem 20% da biomassa da Terra e nos ajudam a saber como pode ser a vida em outros planetas.

Em resumo, archaea são microrganismos unicelulares procarióticos primitivos que se separaram das bactérias há mais de 3,5 bilhões de anos e evoluíram muito pouco desde então, de modo que continuam a viver especialmente em ambientes extremos com condições semelhantes às da Terra. Mulher jovem muito diferente de o atual.

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As 15 principais características das arquéias

As arquéias não são apenas bactérias, mas compartilham algumas características com as células eucarióticas. De fato, são considerados o elo que faltava entre procariotos e eucariotos. Seja como for, já vimos muitas de suas características, mas é importante analisá-las em profundidade e adicionar novas.

1. Eles são unicelulares

Absolutamente todas as archaea são unicelulares. Um indivíduo, uma célula. E é que essa célula é capaz de desempenhar sozinha as funções vitais de nutrição, relacionamento e reprodução. Como as bactérias, é impossível haver organismos multicelulares.

2. Eles são procariontes

Absolutamente todas as archaea são procarióticas, uma das razões pelas quais também são sempre unicelulares. Portanto, carecem de organelas celulares e de um núcleo delimitado, então o material genético está livre no citoplasma. Isso faz com que o grau de complexidade morfológica e metabólica que podem adquirir seja menor, mas ao mesmo tempo permite que resistam a condições extremas.

3. Eles se reproduzem assexuadamente

Por ser procariótica, as archaea nunca podem se reproduzir sexualmente. Portanto, sua reprodução é assexuada, o que significa que uma célula se divide por mitose, replicando seu material genético e se dividindo em duas, dando origem a duas células-filhas. Portanto, os clones são gerados. Essa é uma das explicações para que tenham evoluído tão pouco.

4. Eles podem constituir um quarto da biomassa da Terra

Apesar de limitada pelo tempo de descoberta e pelas dificuldades intrínsecas de fazer estudos de abundância, as pesquisas mais recentes sugerem que as arquéias, longe de serem microorganismos estranhos e incomuns, podem representar 20% da biomassa terrestre. As bactérias ainda seriam mais abundantes (seu número é estimado em 6 bilhões de trilhões), mas seriam essenciais em muitos ciclos biogeoquímicos.

5. Eles vivem especialmente em ambientes extremos

Como já dissemos, as archaea vêm de uma época em que a Terra era um lugar inóspito para a vida hoje. Levando em consideração que pouco evoluíram desde então, as arquéias foram deslocadas para os ambientes que melhor simulam as condições desta terra primitiva, como o fontes hidrotermais, lagos hipersalinos, regiões sem oxigênio, ambientes altamente ácidos, etc..

6. Seu metabolismo é limitado

Ao contrário das bactérias, que podem desenvolver qualquer tipo de metabolismo ou forma de nutrição, archaea são sempre quimioautotróficos, o que significa que obtêm matéria (carbono) e energia a partir da oxidação de compostos inorgânicos como sulfeto de hidrogênio, sulfeto de hidrogênio, ferro ferroso, amônia ... É um metabolismo muito primitivo, por isso não é de admirar que seja típico de arcos.

Para saber mais: “Os 10 tipos de Nutrição (e suas características)”

7. Não existem espécies patogênicas

Ao contrário das bactérias, que podem se comportar como patógenos, não existe uma única espécie de arquéia capaz de colonizar tecidos ou órgãos de outros seres vivos para causar doenças. Existem cerca de 500 bactérias patogênicas para humanos; de archaea, 0.

8. Nenhuma espécie é capaz de fotossíntese

Da mesma forma que existe um grupo de bactérias conhecidas como cianobactérias que são capazes de fotossíntese (de forma muito semelhante às plantas), não existe espécie de arquéia que possa transformar a luz solar em energia química para manter seu metabolismo.

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9. Eles se separaram das bactérias há 3,5 bilhões de anos

Como já dissemos, apesar de serem unicelulares e apresentarem forma semelhante (sendo unicelulares, também não há margem para muita variabilidade) às bactérias, eles são muito diferentes do ponto de vista genético. E não é surpreendente, já que seu último ancestral comum viveu há mais de 3,5 bilhões de anos. Eles foram separados quase literalmente o tempo todo no mundo.

10. Eles podem fazer parte de nossa flora intestinal

Nosso intestino grosso é realmente um ambiente ideal para arquéias. Portanto, as pesquisas mais recentes parecem indicar que eles poderiam fazer parte de nossa microbiota intestinal, fazendo simbiose conosco. E assim como acontece com as pessoas, aconteceria com muitos outros animais. Na verdade, foi demonstrado que algumas espécies habitam o rúmen (estômago) de ruminantes, como vacas, cabras ou ovelhas. Não existem espécies patogênicas, mas existem mutualistas.

11. Eles podem ser encontrados nos oceanos e no solo

Além desses ambientes extremos onde estão em casa, uma vez que não têm competição além de certas espécies de bactérias extremofílicas, foi demonstrado que também existem arquéias em ambientes não extremos (ou nem tanto), como os oceanos (os proporção de procariontes seria 80% de bactérias e 20% de arquéias), lagos, sedimentos marinhos e solos terrestres (neste caso, a proporção de procariontes seria de 93% de bactérias e 2% de arquéias).

12. Sua parede celular é diferente da bacteriana

Bactérias e arquéias possuem uma parede celular, ou seja, uma estrutura acima da membrana plasmática que lhes confere rigidez e proteção, além de um mecanismo para se comunicar (e se isolar) do meio ambiente. No entanto, a nível estrutural é muito diferente, uma vez que a bacteriana possui peptidoglicano (um tipo de polímero) e a arquea, não. Isso, que pode parecer um detalhe trivial, foi uma das evidências que mostraram que eles pertenciam a dois grupos totalmente diferentes.

13. Seu material genético é de forma circular

O DNA das arquéias está na forma de um cromossomo circular, que reduz o risco de o material genético ser alterado ou dano por ser exposto a condições extremas e, além disso, por não tê-lo protegido dentro de um núcleo.

14. Tem mecanismos de replicação de DNA semelhantes aos eucariotos

Uma das razões pelas quais as arquéias são consideradas o elo perdido entre procariotos e eucariotos é porque, ao contrário das bactérias, seus mecanismos de replicação (fazendo cópias de DNA), transcrição (a passagem de DNA para RNA) e tradução (a passagem de RNA para proteína ) são muito semelhantes às de nossas células, bem como às de outros animais, plantas, fungos, etc.

15. Eles têm entre 0,1 e 15 mícrons de tamanho

As arquéias têm entre 0,1 e 15 mícrons (um milésimo de milímetro) de tamanho. Portanto, eles são semelhantes neste aspecto às bactérias (medem entre 0,5 e 5 micrômetros), embora vêm em tamanhos menores e maiores que estás. Algumas arquéias, portanto, podem ser maiores do que algumas células eucarióticas, como os glóbulos vermelhos, que medem 8 mícrons.