Onko arkeonit monisoluisia?

Onko arkeonit monisoluisia: 20 % mikrobien biomassasta

Kysymys onko arkeonit monisoluisia herättää kiinnostusta, sillä nämä elintärkeät organismit vaikuttavat merkittävästi koko maapallon ympäristön toimintaan.
Niiden ainutlaatuisen luonteen ymmärtäminen auttaa hahmottamaan elämän selviytymistä kaikkein vaativimmissa olosuhteissa ja meidän jokapäiväisessä elinympäristössämme. Tutustu tarkemmin näiden erityisten mikrobien elintärkeään rooliin maapallolla lukemalla aiheesta lisää.

Mitä arkeonit ovat ja onko arkeonit monisoluisia?

Ei, arkeonit eivät ole monisoluisia. Ne ovat aina yksisoluisia ja arkeonit tumattomia eliöitä, mikä tarkoittaa, että jokainen yksilö muodostuu vain yhdestä ainoasta solusta.

Kun opiskelin ensimmäistä kertaa mikrobiologiaa, sekoitin jatkuvasti arkeonit ja bakteerit keskenään. Molemmat ovat mikroskooppisen pieniä, silmällä näkymättömiä mikrobeja. Rehellisesti sanottuna minulla kesti kuukausia ymmärtää, miksi tällä jaottelulla on ylipäätään merkitystä. Monet oppikirjat niputtavat ne yhä huolimattomasti yhteen. Mutta tässä on yksi ratkaiseva ero, jota 90 prosenttia maallikoista ei tiedä - selitän sen tarkemmin myöhemmin vertailuosiossa.

Arkeonien peruspiirteet tekevät niistä täysin ainutlaatuisen elämänmuodon. Vaikka niillä ei ole perintöainesta suojaavaa tumaa, niiden geneettiset mekanismit muistuttavat enemmän ihmisen soluja kuin tavallisia bakteereja. Se on todella kiehtovaa.

Arkeonien peruspiirteet: Yksisoluisuus ja tumattomuus

Yksisoluisuus on arkeonien ehdoton ominaisuus. Koko organismin elämä - ravinnonotto, energiantuotanto ja lisääntyminen - tapahtuu yhden ainoan solukalvon sisällä.

Se on äärimmäisen tehokasta.

Toinen tärkeä piirre on tumattomuus. Tämä tarkoittaa, että DNA kelluu vapaasti solulimassa. Seuraava asia yllättää monet opiskelijat - vaikka arkeonit ovat rakenteellisesti yksinkertaisia, niiden solukalvon biokemiallinen rakenne on paljon kestävämpi kuin muiden eliöiden. Niiden solukalvon lipidit rakentuvat eetterisidoksista, kun taas bakteereilla ja aitotumaisilla on esterisidoksia.

Miksi tällä on väliä? Tämä erityinen kalvorakenne mahdollistaa sen, että arkeonit yksisoluisia -tilastaan huolimatta selviytyvät ympäristöissä, joissa mikään muu elollinen ei kestäisi minuuttiakaan.

Missä ympäristöissä arkeoneja esiintyy?

Monet ihmiset luulevat yhä, että arkeonit asuvat vain tulivuorten kraattereissa tai syvänmeren kuumissa lähteissä. Tämä on yleinen harhaluulo.

Aivan väärin.

Vaikka arkeonit todella kukoistavat ääriolosuhteissa - kuten yli 100 asteen lämpötiloissa tai erittäin happamissa järvissä - niitä on kaikkialla ympärillämme. Nykyään arvioidaan, että jopa 20 prosenttia valtamerten mikrobien biomassasta koostuu nimenomaan arkeoneis^[1] ta. mitä arkeonit ovat -kysymykseen vastatessa onkin tärkeää muistaa niiden rooli maapallon typen ja hiilen kiertokulussa.

Olen itsekin aiemmin ajatellut niiden olevan vain harvinaisia luonnon oikkuja. Todellisuudessa arkeonit vs bakteerit -vertailussa huomataan, että niitä elää aivan tavallisessa metsämaassa, soilla ja jopa omassa suolistossamme auttamassa ruoansulatusta.

Elämän kolme domeenia: Arkeonit vs Bakteerit vs Eukaryootit

Arkeonit

- Muistuttaa yllättävän paljon monisoluisia eläimiä.

- Aina yksisoluisia ja tumattomia.

- Ainutlaatuiset eetterilipidit, jotka kestävät äärioloja.

Bakteerit

- Yksinkertaisempi, eroaa merkittävästi arkeoneista.

- Aina yksisoluisia ja tumattomia.

- Esterilipidit ja peptidoglykaanista koostuva soluseinä.

Eukaryootit (Aitotumaiset)

- Erittäin monimutkainen järjestelmä.

- Voivat olla yksisoluisia tai monisoluisia (kuten ihmiset ja kasvit). DNA on tumassa.

- Esterilipidit.

Laboratoriokoe ja odottamattomat oppitunnit

Matti, 28-vuotias biologian opiskelija Helsingissä, tutki järven pohjasedimenttejä. Hän halusi eristää metaania tuottavia mikrobeja, mutta viljelymaljat pysyivät tyhjinä viikkotolkulla. Aikaa paloi ja stressi kasvoi.

Hän lisäsi ravinteita ja muutti lämpötilaa, mutta tuloksena oli vain turhautumista ja homehtuneita näytteitä. Perinteiset bakteerien kasvatusmenetelmät eivät toimineet lainkaan, ja hänen kätensä tärisivät väsymyksestä monen valvotun yön jälkeen.

Sitten hän tajusi etsivänsä täysin väärällä tavalla. Nämä metaanin tuottajat eivät olleet bakteereja, vaan arkeoneja. Ne vaativat täysin hapettoman ympäristön selvitäkseen, sillä happi on niille tappavaa myrkkyä.

Kun Matti muutti viljelykaapin täysin hapettomaksi, kasvu alkoi nopeasti. Kahdessa viikossa hän eristi elinkelpoisen arkeonin. Tämä opetti hänelle kantapään kautta, että eliöiden perusbiologian ymmärtäminen on paljon tärkeämpää kuin sokea laboratorio-ohjeiden seuraaminen.