باستانیان یاآرکیها (Archaea) (که آرکیباکتری یا باکتریهای باستانی هم نامیده شدهاند)قلمرویی از موجودات ریز تکیاختهای هستند. به هر یک از اعضای گروه باستانیان یک باستانه یا آرکئون (archaeon) گفته میشود. در سالهای اخیرطبقهبندیهای جدیدی برایجانداران پیشنهاد شده است و کاملاً در حال تغییر بوده است.
باستانیان نیز همانندباکتریها،پروکاریوت (پیشهستهای یا بدون هسته) هستند و در درون یاختههای خودهسته سلولی یااندامک دیگری ندارند.در گذشته، این گروه به عنوان یک گروه غیرعادی از باکتریها قلمداد میشد و از آنها به عنوان آرکیباکتریها (باستانباکتریها) یاد میشد ولی از آنجا که تاریخ تکامل باستانیان وزیستشیمی آنها بسیار متفاوت از دیگر اشکال زیستی است امروزه درسامانهٔ سهحوزهایی از آنها به عنوان یک قلمرو جدا یاد میشود. در اینسامانه که توسطکارل ووز[۳] ترتیب داده شده، سه گروه اصلی دودمان تکاملی عبارتند از باستانیان،یوکاریوتها وباکتریها.فرضیه یوسیت اما متفاوت است.
گونههایی از باستانیان در اعماق اقیانوسها ومغاکهای ظلمانی کشف شدهاند و میتوانند در جایی که حتی ذرهایی ازنور خورشید به آن نفوذ نمیکند، زنده بمانند. پژوهشگران احتمال میدهند که شاید علت دوام آنها در چنین مکانهایی روشهای ویژهٔ مصرفنفت برای ادامه زندگی باشد.[۴] آرکیباکتریها معمولاً در شرایط سختی مانند دمای بالا، یاغلظت زیاد نمک زندگی میکنند. این شاخه کمتر از ۱۰۰ گونه را تشکیل میدهد؛ شامل گروههای هوازی و بیهوازی هستند که با محیطهای افراطی سازگار شدهاند؛ از نظر ساختار دیواره وغشای سلول با سلولهای یوکاریوت متفاوتند.
شواهد موجود مطرح میکنند که آرکیها و باکتریها در اوایل دورهٔ تکاملی از یکدیگر جدا شدهاند. تمامی موجودات یوکاریوت که سومین قلمرو به نام اوکاریها (یوکاریا) را تشکیل میدهند از همان شاخهٔ ایجاد کنندهٔ آرکیها منشعب شدهاند؛ لذا یوکاریوتها نسبت به باکتریها، ارتباط نزدیکتری با آرکیها دارند.[۵]
البته این نگرش که یوکاریها از آرکیها انشعاب پیدا کردهاند یا از باکتریها، بحثهای زیادی به دنبال داشته است. اما امروزه به دلیل تشابهاتژنتیکی وبیوشیمیایی، برخی دانشمندان معتقدند که یوکاریها از آرکیها انشعاب پیدا کردهاند و نه از باکتریها.
برخی شواهد نشان میدهند که احتمالاً یوکاریوت اولیه از درون همزیستی یکباکتری در یک آرکی باکتری به وجود آمده است و این موضوع میتواند ابهامات و تناقضات را رفع کند.
سلول سولفولوبوس آلوده به ویروس STSV1 در زیر میکروسکوپ مشاهده، در حال حاضر، STSV1 بزرگترین ویروس باستانی است که جداسازی و مطالعه شده است و توالی ژنوم آن تعیین شده است.
آرکی آها معمولاً دارای یک کروموزوم حلقوی هستند که اندازه آن میتواند به بزرگی ۵٫۷۵۱٫۴۹۲ جفت باز در Methanosarcina acetivorans باشد که بزرگترین ژنوم شناخته شده آرکی آها میباشد و یک دهم این اندازه، به کوچکی ۴۹۰٫۸۸۵ جفت باز در Nanoarchaeum equitans، کوچکترین ژنوم آرکی آی شناخته شده است که تخمین زده شده که شامل فقط ۵۳۷ ژن کدکننده پروتئین است. قطعات کوچک مستقلDNA به نام پلاسمید هم در آرکی آ یافت میشوند.پلاسمیدها میتوانند در فرایندی که شبیه هم یوغی باکتریها است با تماس فیزیکی بین سلولها انتقال یابند.
اعضای این گونه نیز به دلیل فرق زیادی که با یوری آرکئوتا و کرن آرکئوتا داشتند، در یک گروه منفرد قرار گرفتند.نام این گروه اشاره به جوان بودن طبقهبندی آن دارد.
این گروه شامل آرکی باکترهایی است که از لحاظ اندازه و تعداد جفت باز کوچکتر از سایرین هستند.یکی از کوچکترین این آرکیها، یک گونه آرکی باکتری است که حدود ۵۰۰۰۰۰ جفت بازدارد که در مقایسه با سایر گونهها، از کوچکترین جانداران عالم میباشد.این آرکی باکتری اولین گونه شناخته شده این گروه میباشد.
آرکی باکتریها دارای گونههایی هستند که در محیطهای افراطی مانند غلظت زیاد نمک یا دمای زیاد زندگی میکنند.به صورت کلی و بنیادی، افراطیها به دو دسته مهم افراطیهای دمایی و افراطیهای غلظتی تقسیمبندی میشوند. (ترموفیلها و هالوفیلها)
آرکیهای افراطیگرای نمکی یا غلظت نمکی یا همان هالوفیلها به آرکی باکتریهایی گفته میشود که در محیطهای افراطی نمکی زندگی میکنند.
این آرکیها میتوانند در غلظتهای نمکیایی زندگی کنند که تقریباً هیچ موجود دیگری نمیتواند زنده بماند، و میتوانند فعالیتهای متابولیسمی را انجام دهند.
باستانیان در چشمههای آب گرم آتشفشانی پیدا شد. در تصویر اینجا چشمه Grand Prismatic پارک ملی یلو استون است
در بیشتر قرن بیستم، پروکاریوتها به عنوان یک گروه واحد از موجودات در نظر گرفته میشدند و براساس بیوشیمی، مورفولوژی و متابولیسم طبقهبندی میشدند. میکروبیولوژیستها میتوانند میکروارگانیسمها را بر اساس ساختار دیوارههای سلولی، شکلها و موادی که مصرف میکنند طبقهبندی کنند.[۷]در سال ۱۹۶۵، امیل زاکراندل و لینوس پائولینگ[۸] با استفاده از توالیهایژنها در پروکاریوتهای مختلف پیشنهاد کردند که نحوه ارتباط آنها با یکدیگر بررسی شود. این روش فیلوژنتیک روش اصلی است که امروزه استفاده میشود.[۹]
آرکیها - در آن زمان فقطمتانوژن شناخته شده بود - برای اولین بار در سال ۱۹۷۷ توسطکارل ووز وجورج ای فاکس جدا از باکتریها طبقهبندی شدند. اینکار به وسیله توالی یابیRNA ریبوزومی (RNA) ژنها صورت گرفت.[۱۰]
آنها این گروهها را "Urkingdoms" از باستانیان و یوباکتریها نامیدند، گرچه محققان دیگر با آنها به عنوان قلمرو یافرمانرو رفتار کردند. ووز و فاکس اولین شواهد را دربارهٔ آرکی باکتریها به عنوان "خط نزول" جداگانه ارائه دادند:
کلمه "archaea" ازیونان باستان ἀρχαῖα به معنی "چیزهای باستانی" آمده است،[۱۳]به عنوان اولین نمایندگان حوزه Archaeaمتانوژن بودند و فرض بر این بود که متابولیسم آنها نشان دهنده جو اولیه زمین و قدمت موجودات است، اما با بررسی زیستگاههای جدید، موجودات بیشتری کشف شدند. افراطیهالوفلیک[۱۴]وهایپرترموفیلیمیکروب ها[۱۵] در باستان گنجانده شده است. برای مدت طولانی، باستانیان به عنوان اکستوفیلهای افراطی دیده میشد که فقط در زیستگاههای شدید مانندچشمه آب گرم ودریاچه نمک وجود دارد، اما در پایان قرن ۲۰، باستانیان در غیر محیطهای شدید نیز هست. امروزه شناخته شده است که آنها یک گروه بزرگ و متنوع از ارگانیسمها هستند که بهطور فراوان در سراسر طبیعت پخش میشوند.[۱۶]
این درک جدید از اهمیت و همه گیر بودن باستان از طریق استفاده ازواکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) برای شناسایی پروکاریوتها از نمونههای محیطی (مانند آب یا خاک) با ضرب ژنهای ریبوزومی آنها حاصل شده است. این اجازه میدهد ارگانیسمهایی که در آزمایشگاه کشت نبودهاند، شناسایی و شناسایی شوند.[۱۷][۱۸]
ARMAN گروهی از باستانشناسی است که اخیراً در زهکشی معدن اسید کشف شده است.
طبقهبندی باستانیان، و بهطور کلی پروکاریوتها، یک زمینه با سرعت و جنجال است. هدف از سیستمهای طبقهبندی فعلی، سازماندهی باستان به گروههایی از موجودات زنده است که دارای ویژگیهای ساختاری و اجداد مشترک هستند.[۱۹]این طبقهبندیها به شدت به استفاده از توالی ژنهایRNA ریبوزومی برای آشکار کردن روابط موجودات ( فیلوژنتیک مولکولی) وابسته است.[۲۰]اکثر گونههای باستانی قابل کشت و بررسی کهن بررسی میشوند اعضای دو نوع اصلی phyla،یوکاریا وCrenarchaeota هستند. گروههای دیگری بهطور آزمایشی ایجاد شدهاند، مانند گونه عجیب و غریب "Nanoarchaeum equitans"، که در سال ۲۰۰۳ کشف شد و به آن پناهگاه اختصاصی داده شد.[۲۱]یک پناهگاه جدیدKorarcheota نیز پیشنهاد شده است. این شامل یک گروه کوچک از گونههای گرمادوست غیر معمول است که ویژگیهای هر دو گیاه اصلی را دارد، اما بیشترین ارتباط را با کرن آرکئوتا دارد.[۲۲][۲۳] سایر گونههای باستانشناسی که اخیراً کشف شدهاند، فقط با هر یک از این گروهها ارتباط دوردست دارند، مانندنانو ارگانیسمهای اسیدوفیل معدن آرچئال ریچموند (ARMAN، متشکل ازمیکروارکئوتا و Parvarcheota)، که در سال ۲۰۰۶ کشف شد[۲۴] و از کوچکترین موجودات شناخته شده هستند.[۲۵]
↑Zuckerkandl E, Pauling L (March 1965). "Molecules as documents of evolutionary history".Journal of Theoretical Biology.8 (2): 357–66.doi:10.1016/0022-5193(65)90083-4.PMID5876245.
↑Parks DH, Chuvochina M, Waite DW, Rinke C, Skarshewski A, Chaumeil PA, Hugenholtz P (November 2018). "A standardized bacterial taxonomy based on genome phylogeny substantially revises the tree of life".Nature Biotechnology.36 (10): 996–1004.doi:10.1038/nbt.4229.PMID30148503.S2CID52093100.
↑خطای یادکرد: خطای یادکرد:برچسب<ref> غیرمجاز؛ متنی برای یادکردهای با نامReferenceA وارد نشده است. (صفحهٔراهنما را مطالعه کنید.).
↑Stetter KO (1996). "Hyperthermophiles in the history of life".Ciba Foundation Symposium.202: 1–10, discussion 11–8.PMID9243007.
↑DeLong EF (December 1998). "Everything in moderation: archaea as 'non-extremophiles'".Current Opinion in Genetics & Development.8 (6): 649–54.doi:10.1016/S0959-437X(98)80032-4.PMID9914204.
↑Theron J, Cloete TE (2000). "Molecular techniques for determining microbial diversity and community structure in natural environments".Critical Reviews in Microbiology.26 (1): 37–57.doi:10.1080/10408410091154174.PMID10782339.S2CID5829573.
↑Linnaeus, C. (1735).Systemae Naturae, sive regna tria naturae, systematics proposita per classes, ordines, genera & species.
↑Haeckel, E. (1866).Generelle Morphologie der Organismen. Reimer, Berlin.
↑Chatton, É. (1925). "Pansporella perplexa. Réflexions sur la biologie et la phylogénie des protozoaires".Annales des Sciences Naturelles - Zoologie et Biologie Animale. 10-VII: 1–84.
↑Copeland, H. (1938). "The kingdoms of organisms".Quarterly Review of Biology.13: 383–420.doi:10.1086/394568.