Les ou (), du grec ancien (« originel, primitif »), anciennement archéobactéries, sont des micro-organismes unicellulaires procaryotes, c'est-à-dire des organismes constitués, comme les bactéries, d'une cellule unique qui ne comprend ni noyau ni organites, à la différence des eucaryotes.
Les Archées sont classiquement présentées comme formant un domaine d'organismes procaryotes phylogénétiquement distincts des bactéries et morphologiquement distincts des eucaryotes, dans un système à trois domaines. Cependant les analyses moléculaires montrent que les eucaryotes prennent leur origine parmi les Archées et plus précisément les Archées d'Asgård. De ce fait, ces Archées procaryotes forment un clade avec les eucaryotes mais ne constituent qu'un groupe paraphylétique situé à la base de ces derniers Zhichao Zhou, Yang Liu , Two or three domains: a new view of tree of life in the genomics era, 2018 . Comme les poissons ou les reptiles, ils forment une entité pratique à utiliser car morphologiquement identifiable, mais ne constituent pas un taxon phylogénétiquement valide.
Du point de vue de leur génétique, leur biochimie et leur biologie moléculaire, les Archées sont des organismes aussi différents des bactéries que des eucaryotes. Les enzymes réalisant la réplication de l'ADN, la transcription de l'ADN en ARN ainsi que la traduction de l'ARN messager en protéines chez les Archées sont apparentées à celles des eucaryotes et non à celles des bactéries, de même que la présence d'histones dans le matériel génétique des Archées rapproche ces dernières des eucaryotes et les distingue des bactéries. Par ailleurs, les gènes des Archées possèdent des introns et leur ARN messager subit des modifications post-transcriptionnelles, ce qui est le cas également chez les eucaryotes mais pas chez les bactéries. D'autre part, certaines espèces d’Archées possèdent des voies métaboliques qui n'existent ni chez les bactéries ni chez les eucaryotes, comme la méthanogenèse chez les Archées méthanogènes, tandis que les Archées dans leur ensemble sont dépourvues d'acide gras synthase, contrairement à la fois aux bactéries et aux eucaryotes : elles font un usage très limité des acides gras, et leur membrane plasmique est constituée essentiellement d'étherlipides, à la différence des bactéries et des eucaryotes. Un autre trait propre aux Archées est la présence chez certaines d'entre elles d'une paroi cellulaire constituée de pseudopeptidoglycane, ou pseudomuréine.
Les Archées ont longtemps été vues comme des organismes essentiellement extrémophiles présents notamment dans les sources hydrothermales océaniques, les sources chaudes volcaniques ou encore les lacs salés, mais on en a découvert depuis dans toute une gamme de biotopes qui ne sont pas nécessairement extrêmes, tels que le sol, l'eau de mer, des marécages, la flore intestinale et orale. et même le nombril humain.. Les Archées seraient particulièrement nombreuses dans les océans, et celles faisant partie du plancton constitueraient l'un des groupes d'organismes les plus abondants de la Terre. Les Archées interviennent par ailleurs de façon non négligeable dans le cycle du carbone et le cycle de l'azote. On ne connaît pas vraiment d'exemple d'Archées pathogènes ou parasites, mais elles sont souvent mutualistes ou commensales. Les Archées méthanogènes de l'intestin humain et des ruminants participent ainsi favorablement à la digestion.
Description vignette|upright=1.15|Les Archées ont d'abord été découvertes dans les environnements extrêmes, comme les sources chaudes volcaniques. La taille et la forme des Archées sont généralement semblables à celles des bactéries, bien que certaines espèces d'Archées présentent une forme inhabituelle, comme Haloquadratum walsbyi dont la cellule est plate et carrée. En dépit de ces similitudes visuelles avec les bactéries, les Archées s'en distinguent par certains caractères biochimiques, comme la constitution de la membrane cellulaire. De plus, elles présentent des gènes et des voies métaboliques semblables à ceux rencontrés chez les eucaryotes, notamment les enzymes impliquées dans le mécanisme de réplication de l'ADN, la transcription et la traduction. Les Archées utilisent une plus grande variété de sources d'énergie que les eucaryotes : des composés organiques comme les sucres, l'ammoniac, les ions métalliques et même l'hydrogène gazeux. Les Halobacteria utilisent la lumière solaire comme source d'énergie, et certaines espèces d'Archées peuvent fixer le carbone. Cependant, aucune des espèces d'Archées connues n'est capable de faire les deux, comme le font les plantes et les cyanobactéries. Les Archées se reproduisent de manière asexuée et se divisent par fission binaire, fragmentation ou bourgeonnement. Contrairement aux eucaryotes et aux bactéries, aucune espèce connue d'Archées n'est capable de former des spores.
Les Archées sont extrêmement diversifiées. Certaines sont connues pour leur capacité à vivre dans des conditions extrêmes et occupent des niches écologiques qu'elles sont souvent seules à occuper (pH proche de 0, température supérieure à , salinité élevée par exemple), mais il existe beaucoup d'Archées vivant dans des biotopes plus courants et très variés comme le sol, les lacs, la mer ou l'intestin des animaux. Ces procaryotes sont maintenant ainsi reconnus comme une part majeure du vivant sur Terre, qui peuvent jouer un rôle dans le cycle du carbone et le cycle de l'azote. Il n'y a pas d'exemple clairement reconnu d'Archées pathogènes ou parasites, mais il existe des espèces mutualistes ou commensales. Par exemple, les Archées méthanogènes du tractus intestinal de l'homme et des ruminants participent à la digestion des aliments. Les Archées ont également une importance en technologie, avec par exemple l'utilisation des méthanogènes pour produire des biogaz ou leur participation au traitement des eaux usées. Par ailleurs, les enzymes des Archées extrémophiles, résistantes aux températures élevées et aux solvants organiques, sont exploitées en biotechnologieQuerellou, J. (2010). Biotechnologie des Archées. Biofutur, 29(310), 45-48..
Classification Nouveau domaine Au début du , les procaryotes étaient considérés comme un seul groupe d'organismes et classés en fonction de leur biochimie, de leur morphologie et du métabolisme. Par exemple, les microbiologistes essayaient de classer les micro-organismes sur la base des structures de leurs parois cellulaires, leurs formes, et les substances qu'ils consomment. Cependant, une nouvelle approche a été proposée en 1965 qui permet d'étudier les liens de parenté entre les procaryotes en utilisant les séquences des gènes de ces organismes. Cette approche, connue sous le nom de la phylogénétique, est la méthode utilisée aujourd'hui.
D'apparence souvent semblable aux bactéries, les Archées ont longtemps été considérés comme des bactéries extrémophiles particulières, jusqu'à ce que les recherches phylogénétiques sur les procaryotes, commencées en 1965., aboutissent, avec les travaux de Carl Woese et George E. Fox., à la publication en 1977 d'un arbre phylogénétique fondé sur les séquences d'ARN ribosomique 16S des gènes des organismes étudiés. Dans cet arbre, les procaryotes étaient scindés en deux domaines distincts, celui des bactéries et celui des Archées...
Ces deux groupes ont été initialement nommés les eubactéries et archéobactéries et traités comme sous-règne ou règne. Woese fait valoir que ce groupe de procaryotes est fondamentalement différent des bactéries. Pour souligner cette différence, et pour insister sur le fait qu'ils composent, avec les eucaryotes, trois domaines bien distincts du vivant, ces deux domaines ont plus tard été renommés Archaea et Bacteria.. Le mot « Archées » vient du grec ancien , qui signifie « ancien ».
Dans un premier temps, seules les bactéries méthanogènes qu'avait isolées Carl Woese, ont été placées dans ce nouveau domaine. De ce fait, les Archées ont été considérées comme des extrémophiles qui n'existaient que dans les habitats tels que les sources chaudes et les lacs salés : Woese découvre en 1979 les hyperhalophiles (genre Halobacterium) puis les thermoacidophiles (Thermoplasma acidophilum, Sulfolobus acidocaldarius), Karl Stetter isole en 1981 une espèce d’Archées anaérobies hyperthermophiles, Pyrococcus furiosus. À la fin du , les microbiologistes se sont rendu compte que les Archées sont en fait un grand groupe diversifié d'organismes qui sont très répandus dans la nature et que l'on retrouve dans de nombreux habitats, tels que les sols et les océans.. Cette nouvelle appréciation de l'importance et de l'ubiquité des Archées a été rendu possible grâce à la réaction en chaîne par polymérase qui a permis leur détection dans des échantillons d'eau ou de sol à partir de leurs acides nucléiques. Cela permet la détection et l'identification d'organismes qui ne peuvent pas être cultivés en laboratoire, ou dont la culture est difficile...
Classification actuelle Carl Woese s'est rendu compte que l'ARN ribosomique (ou ARNr, une des molécules contenues dans la cellule) des organismes qu'il étudiait permettait de mettre en évidence l'existence de deux groupes clairement séparés : les bactéries et les archéobactéries. Il en conclut qu'il ne fallait plus uniquement séparer en deux grands groupes le monde du vivant, en fonction de la présence ou de l'absence d'un noyau, mais plutôt en trois domaines : les bactéries, les Archées et les eucaryotes.
De nombreuses études montrent le caractère monophylétique de l'ensemble constitué des Archées et des eucaryotes (mais pas des Archées seules). Ces microorganismes ressemblent par leur forme aux bactéries, mais d'un point de vue moléculaire, si certains de leurs traits les rapprochent des bactéries, d'autres les rapprochent plutôt des eucaryotes. Il n'est donc pas possible de présenter les Archées comme des ancêtres des bactéries.
Le classement des Archées, et des procaryotes en général, est à la fois en évolution rapide et un domaine litigieux. Sur la base de critères uniquement métaboliques, les Archées ont été divisées en quatre grands groupes selon qu'elles sont méthanogènes, halophiles, thermophiles ou sulfo-dépendantes.
Les systèmes de classifications actuels visent à organiser les Archées en groupes d'organismes qui partagent des caractéristiques structurelles et des ancêtres communs.. Ces classifications s'appuient fortement sur l'usage de la séquence des gènes de l'ARN ribosomique pour révéler les relations entre les organismes (phylogénétique moléculaire).. La plupart des Archées cultivables sont membres de deux principaux embranchements : Euryarchaeota et Crenarchaeota. D'autres groupes ont été provisoirement créés. Par exemple, les espèces propres Nanoarchaeum equitans, qui ont été découvertes en 2003, ont été classées dans un nouveau phylum : Nanoarchaeota.. Un nouveau phylum, Korarchaeota, a également été proposé ; il contient un petit groupe d'espèces thermophiles inhabituelles qui partagent les caractéristiques des deux principaux embranchements, mais qui sont plus étroitement liées aux Crenarchaeota... Récemment mises en évidence, d'autres espèces d'Archées, tels que les (ARMAN), qui ont été découvertes en 2006, sont liées seulement de loin aux autres groupes antérieurement connus.. Le superphylum TACK a été proposé en 2011, pour regrouper les Thaumarchaeota, Aigarchaeota, Crenarchaeota et Korarchaeota..
L'espèce d’Archées Loki, identifiée en 2015 par son génome qualifié de Candidatus en nomenclature bactérienne, appartiendrait, du point de vue phylogénétique, à l'embranchement le plus proche des eucaryotes...