GLI ARCHEA Tanto piccoli che… non si vedono…

Gli Archaea sono una suddivisione sistematica fondamentale, al più basso livello, della vita cellulare. Possono considerarsi regno o dominio a seconda degli schemi classificativi, ma mostrano strutture biochimiche tali da considerarsi un ramo basilare, presto distaccatosi dalle altre forme dei viventi. Pur mantenendo le caratteristiche dei procarioti (assenza di un nucleo distinto e di organuli citoplasmatici rivestiti da membrane, presenza di un unico filamento di DNA, strutture di rivestimento più complesse rispetto alla cellula eucariote), date le condizioni estreme in cui possono svilupparsi, gli archea presentano una composizione biochimica unica delle loro strutture di rivestimento, che conferisce loro una notevole impermeabilità e che li differenzia sia dai batteri che dagli eucarioti. Gli archei sono caratterizzati da una membrana citoplasmatica formata da lipidi. Il dominio Archaea non è stato riconosciuto come un dominio importante della vita fino a poco tempo fa. Fino al 20 ° secolo, la maggior parte dei biologi consideravano tutti gli esseri viventi classificabili o come piante o come animali. Ma a partire dagli anni 1950 al 1960, la maggior parte dei biologi sono giunti alla consapevolezza che questo sistema non è preciso perché tale sistema non può ospitare i funghi, protisti e batteri.

La storia Il dominio Archaea non è stato riconosciuto come un dominio importante della vita fino a poco tempo fa. Fino al 20 ° secolo, la maggior parte dei biologi consideravano tutti gli esseri viventi classificabili o come piante o come animali. Ma a partire dagli anni 1950 al 1960, la maggior parte dei biologi sono giunti alla consapevolezza che questo sistema non è preciso perché tale sistema non può ospitare i funghi, protisti e batteri. La comunità scientifica era comprensibilmente sconvolta alla fine del 1970 dalla scoperta di un nuovo gruppo di organismi - gli Archaea. Il Dr. Carl Woese e i suoi colleghi dell'Università dell'Illinois hanno studiato le relazioni tra i procarioti utilizzando sequenze di DNA, e ha scoperto che c'erano due gruppi nettamente diversi. Quei "batteri" che vivevano ad alte temperature erano ben lontani dalle caratteristiche filogenetiche dei batteri (procarioti) e dagli organismi eucarioti. A causa di questa grande differenza genetica, Woese ha proposto che la vita sia divisa in tre ambiti: Eukaryota, Eubatteri e archeobatteri. In seguito ha deciso che il termine è stato archeobatteri un termine improprio, e ridotto a Archaea. I tre ambiti sono mostrati nella figura sopra a destra, che illustra anche che ogni gruppo è molto diverso dagli altri.. In seguito, Thomas Cavalier-Smith propose (tra il 2002 e il 2004) una classificazione alternativa in base alla quale tutti i batteri discendono da organismi gram- negativi, dotati di una doppia parete cellulare. Da questi sarebbero derivati innanzitutto i batteri gram-positivi, dotati di una singola parete cellulare, e solo da questi gli archei e gli eucarioti. In base a questa classificazione, tuttora controversa, Archaea e Bacteria verrebbero riuniti di nuovo in un unico dominio, quello dei Prokaryota. (FILOGENESI: LINEA DI SVILUPPO DEGLI ORGANISMI VEGETALI E ANIMALI VIVENTI, DALLA LORO COMPARSA A OGGI).

Albero della vita di Woese Nel 1977, Woese defini’ l’esistenza del dominio degli Archaea che in precedenza erano considerati parti dei batteri. In seguito a questa scoperta, Woese ridisegnò il cosiddetto ALBERO DELLA VITA secondo cui nel passato sono stati classificati gli esseri viventi, animali o piante. Cosi’ nel 1990 propose uno schema (visto precedentemente) costituito da tre domini: Eucarioti, batteri ed Archaea. La rivoluzione di questa suddivisione consiste nel fatto che la classificazione degli animali e delle piante non viene più basata sulle somiglianze tra organismi, ma sui loro rapporti genetici. Grazie a questo si scopri’ che gli Archaea, in precedenza considerati batteri meno evoluti, presentavano caratteristiche molto più simili agli Eucarioti invece che ai batteri.

L’importanza dell’ ALBERO DI WOESE Rita Levi Montalcini afferma che l’importanza di questa scoperta è triplice: Ha fissato l’origine della vita a un periodo datato 700milioni di anni prima di quello desunto dai reperti fossili; Ha messo in evidenza che la materia oggi vivente risale a TRE e non DUE domini; Permette di ipotizzare che gli Archea potrebbero essere i primi esseri viventi sulla Terra.

I sottogruppi Come abbiamo detto gli archeobatteri sono in un insieme a parte, ma questo gruppo contiene dei sottogruppi tra cui: Metanogeni Alofili Termoacidofili

Il primo sottogruppo… i Metanogeni I metanogeni prendono il nome dal loro peculiare metabolismo energetico, in cui per ridurre l'anidride carbonica a metano, viene utilizzato l'idrogeno. Sono tra gli organismi più strettamente anaerobi (vivono in assenza di ossigeno) e solitamente vivono in paludi ed acquitrini dove gli altri microrganismi hanno consumato tutto l'ossigeno disponibile. Esistono anche altre specie di metanogeni che abitano gli ambienti anaerobi presenti all'interno del tratto intestinale degli animali, dove giocano un importante ruolo nella nutrizione del bestiame, delle termiti e di altri animali erbivori, la cui dieta è costituita soprattutto da cellulosa.

Il secondo sottogruppo… gli Alofili Gli alofili (dal greco hals, sale e philos, amico) vivono in habitat salini quali il Grande Lago Salato degli Stati Uniti o il Mar Morto. Alcune specie si limitano a tollerare un elevato grado di salinità, mentre altre per crescere richiedono la presenza di un ambiente con una salinità 10 volte maggiore di quella dell'acqua marina. Le colonie di alofili formano pellicole rosa il cui colore è dovuto alla presenza di un pigmento fotosintetico detto batteriorodopsina.

L’ultimo sottogruppo… i Termoacidofili I termoacidofili necessitano di habitat molto acidi e molto caldi, condizioni solitamente proibitive per quasi tutti gli organismi. Le condizioni ottimali per questi archeobatteri sono temperature tra i 60-80 °C e valori di pH compresi tra 2 e 4. Ad esempio Sulfobolus abita nelle calde acque delle sorgenti termali sulfuree del Parco di Yellowstone, dove si procura l'energia ossidando lo zolfo presente in grandi quantità in queste sorgenti.

BATTERIO «EXTRATERRESTRE» Nel 2010 la NASA ha confermato il ritrovamento di un batterio in grado di sopravvivere in condizioni estreme, grazie alla capacità di sostituire il fosforo con l'arsenico, la variante tossica, nei componenti cellulari. il batterio rinvenuto nel lago Mono Lake (California) è il Gfaj-1, già noto agli scienziati come componente della famiglia Gammaproteobacteria. Quello che non si sapeva, almeno fino ad oggi, è che tale batterio non basa i processi vitali sui sei elementi di base - carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, zolfo e fosforo -, ma su una variazione con l'arsenico al posto del fosforo. Questa scoperta è stata smentita in seguito poiché questo batterio non sostituisce il fosforo con l’arsenico, ma in realtà è in grado di sopravvivere in presenza di arsenico.

I batteri «alieni» I due elementi sono infatti molto simili, ma proprio le piccole disuguaglianze a livello chimico determinano la tossicità dell'arsenico Già altri batteri cosiddetti " alieni " erano stati scoperti a 40 Km di altezza dal suolo terrestre...; l'agenzia spaziale indiana aveva annunciato di aver scoperto tre specie sconosciute di batteri a 40 chilometri dal suolo terreste, definendole specie aliene Un pallone aerostatico per ricerca dell'ISRO, l'Indian Space Research Organisation, lanciato per ricerche avrebbe trovato questi batteri, che fanno dire agli scienziati indiani che potrebbe esserci vita aliena nello spazio. Secondo i ricercatori, una delle tesi probabili è che si tratti di batteri mutati da precedenti, lanciati nello spazio da vulcani in eruzione e che si sono evoluti per sopravvivere in ambiente ostile, lì dove, a causa dei raggi ultravioletti, la maggior parte dei batteri muore.

In poche parole … Gli Archea sono uno dei tre fondamentali domini degli esseri viventi. Similmente ai batteri, sono monocellulari e senza un nucleo definito. Questi microrganismi riescono a sopravvivere in condizioni ambientali estreme, come nelle sorgenti termali dove vi è una temperatura superiore ai 100°C o in ambienti molto freddi o molto acidi/basici. Ora grazie ad uno studio dell'Università della Georgia si è scoperto in che modo alcuni questi organismi riescono a sopravvivere anche in condizioni estreme. Lo studio ha dimostrato che i crenarchaeota, uno dei più comuni gruppi di archea, utilizzano l'ammoniaca come fonte di energia. Questa particolarità del metabolismo non è stata riscontrata in nessun altro tipo di archea che sopravvivono ad alte temperature.

Informazioni e immagini prese da www.molecularlab.it Wikipedia Google immagini www.nicola-costanzo.blogspot.it www.copernico.bo.it

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Questo progetto è stato realizzato da: GIULIA DE MARCHI GIUSTO LAURA LOMAZZI GAIA MAGLIANO BENEDETTA SALA