Археи () — домен на едноклеточни микроскопски организми. Тие, како и бактериите, се прокариоти, што значи дека немаат клеточно јадро ниту мембрански органели.
Археите првично биле класифицирани како бактерии, под името архебактерии (во царството Архебактерии, лат. Archaebacteria), но оваа класификација е застарена. Клетките на археите имаат уникатни својства кои ги одделуваат од другите два домени на животот, бактериите и еукариотите. Археите понатаму се поделени на повеќе колена. Класификацијата е тешка бидејќи мнозинството видови не се изолирани во лабораторија, а биле пронајдени само со анализа на нивните нуклеински киселини во примероци од нивната средина.
Археите и бактериите обично се слични по големина и форма, иако неколку археи имаат многу чудни облици, како што се плоскатите и коцкестите клетки на Haloquadratum walsbyi. И покрај оваа морфолошка сличност со бактериите, археите поседуваат гени и неколку метаболни патишта кои се поблиски со оние на еукариотите, како, на пример, ензимите вклучени во транскрипцијата и транслацијата. Другите аспекти на биохемијата на археите се уникатни, како што е присуството на етерски липиди во нивните клеточни мембрани. Археите користат повеќе извори на енергија од еукариотите; тие варираат од органски соединенија, како што се шеќерите, до амонијак, метални јони, па дури и водороден гас.
Археите толерантни на хиперсоленост (халобактерии) користат сончева светлина како извор на енергија, а други видови археи го врзуваат неорганскиот јаглерод; сепак, за разлика од растенијата и цијанобактериите, не се откриени видови на археи кои ги вршат и двете активности заедно. Археите се размножуваат бесполово, со проста делба, фрагментација или пупење; за разлика од бактериите и еукариотите, не се познати видови кои формираат спори.
Археите првично биле сметани за екстремофили кои живеат во сурови средини, како што се топлите извори и солените езера, но оттогаш биле пронајдени во разновидни живеалишта, вклучувајќи ги почвите, океаните и мочуриштата. Тие се дел и од човековата микрофлора и се наоѓаат во дебелото црево, усната шуплина и на кожата. Археите се особено застапени во океаните, а се смета дека планктонските археи се една од најзастапените групи на организми на планетата.
Тие играат важна улога во јаглеродниот и азотниот циклус на Земјата. Досега не се познати примери на патогени или паразитски археи, но тие често можат да бидат мутуалисти или коменсали. Ваков пример се метаногените археи кои ги населуваат цревата на преживарите и на човекот, каде што помагаат во варењето на храната. Метаногените археи исто така се користат и во производството на биогас и третманот на отпадните води, а биотехнологијата ги искористува ензимите на екстремофилните археи кои можат да издржат високи температури и органски растворувачи.
Класификација
Нов домен лево|мини|313x313пкс|Термофилни археи во врели извори на Midway Geyser Basin, САД. Во поголемиот дел од XX век, прокариотите се сметале за единствена група на организми и биле класифицирани врз основа на нивната биохемија, морфологија и метаболизам. На пример, микробиолозите се обиделе да ги класифицираат микроорганизмите врз основа на структурите на нивните клеточни ѕидови, нивните облици и супстанците кои ги консумираат. Во 1965 година, Емил Цукеркандл и Лајнус Полинг предложиле да се користат секвенци на гени од различни прокариоти за да се разберат нивните сродствени односи. Овој пристап, познат како филогенетика, е главниот метод кој до ден денес се користи.
Археите првпат биле класифицирани како посебна група на прокариоти во 1977 година, од страна на Карл Воуз и Џорџ Е. Фокс, во филогенетските дрва засновани на секвенци на гени на рибозомната РНК (рРНК). Овие две групи првично биле наречени Archaebacteria и Eubacteria и биле третирани како суперцарства од страна на Воуз и Фокс, додека други истражувачи ги третирале или како царства или како потцарства. Воуз тврдел дека оваа група на прокариоти е фундаментално поинаков облик на живот. За да ја нагласи оваа разлика, Воуз подоцна предложил нов природен систем за класификација на организмите, со три одделни домени: еукариоти, бактерии и археи, во она што е денес познато како „Револуцијата на Воуз“ (анг. Woesian Revolution).
Зборот „археја“ доаѓа од старогрчкиот ἀρχαῖα, што значи „стари нешта“, бидејќи првите откриени претставници биле метаногени, а се претпоставувало дека метаногениот метаболизам ја отсликува примитивната атмосфера на Земјата, а со тоа и староста на овие организми. Долго време, археите се сметале за екстремофили кои живеат само во екстремни живеалишта, како што се топлите извори и солените езера. Меѓутоа, со истражување на нови живеалишта, биле откриени нови видови на археи, така што, до крајот на 20 век, идентификувани се видови и во неекстремните средини.
Денес, тие се познати како голема и разновидна група на организми кои се широко распространети во природата и се чести во сите живеалишта. Препознавањето на важноста и сеприсутноста на археите се должи на употребата на полимераза верижната реакција (PCR) за детекција на прокариоти во примероците од животната средина, како што се водите или почвите. Ова овозможило откривање и идентификација на организми кои дотогаш не биле култивирани во лабораторија.
Моментална класификација лево|мини|315x315пкс|Ацидофилни археи во отпадни кисели води од рудник, Рио Тинто, Шпанија. Класификацијата на археите, и прокариотите воопшто, е поле на истражување кое брзо се менува. Сегашните системи на класификација имаат за цел да ги организираат археите во групи кои споделуваат структурни одлики и заеднички предок. Овие класификации во голема мера се потпираат на употребата на генски секвенци на рибозомната РНК за да се откријат сродствените односи помеѓу организмите (молекуларна филогенетика). Повеќето од култивираните и добро проучените видови на археи се членови на две главни колена, Euryarchaeota и Crenarchaeota. Други групи биле привремено создадени, на пример, необичниот вид, Nanoarchaeum equitans, кој бил откриен во 2003 година, бил класифициран во ново колено, Nanoarchaeota.
Исто така, било предложено ново колено, наречено Korarchaeota. Тоа содржи мала група на необични термофилни видови кои споделуваат обележја со двете главни колена, иако посродни се со Crenarchaeota. Други, неодамна откриени видови на археи, како што се „Archaeal Richmond Mine acidophilic nanoorganisms“ (ARMAN, кои ги содржат Micrarchaeota и Parvarchaeota) се во далечно сродство со сите од горенаведените групи. Тие биле откриени во 2006 година, и се меѓу најмалите познати организми.
Било предложено суперколено со акронимот ТАСК, кое ги вклучува ThauMarchaeota, Aigarchaeota, Crenarchaeota и Korarchaeota. Ова суперколено можеби е поврзано со потеклото на еукариотите. Неодамна, било предложено суперколеното Asgard, за кое се смета дека е сестринска група на ТАСК, и дека е најсродно со предокот на еукариотите.
Концепт на вид Класификацијата на археите во видови е исто така контроверзна. Биологијата го дефинира видот како група на сродни организми кои можат меѓусебе да се размножуваат, но овој критериум не важи кај археите кои се размножуваат бесполово.
Археите покажуваат високо ниво на хоризонтален пренос на гени меѓу одделните лози. Некои истражувачи сугерираат дека единките можат да се групираат во групи слични на вид, доколку имаат сличен геном и редок трансфер на гени во/од единки со помалку слични геноми, како на пример видовите на родот Ferroplasma. Од друга страна, студиите на Halorubrum откриле значителен генетски трансфер во/од популации со кои се помалку сродни, што ја ограничува применливоста на овој критериум. Прашање е до кој степен ваквата дефиниција на вид би имала практично значење.
Моменталното познавање на генетската разновидност е фрагментарно, а вкупниот број на видови на археи не може со точност да се процени. Проценките за бројот на колена се движат од 18 до 23, од кои само 8 имаат претставници кои биле култивирани и директно проучувани. Многу од овие хипотетски групи се изведени од една рРНК секвенца, што укажува на тоа дека разновидноста меѓу овие организми останува нејасна. Меѓу бактериите, исто така, има многу видови кои не се култивирани, што доведува до слични предизвици за нивната карактеризација.
Во просек, архејските ДНК секвенци, па и целите геноми, покажуваат поголем степен на сложеност отколку оние кај бактериите.
Потекло и еволуција
Староста на Земјата е околу 4,54 милијарди години. Научните докази покажуваат дека животот започнал на Земјата пред најмалку 3,5 милијарди години. Најраните докази за живот на Земјата се биогениот графит пронајден во метаседиментарни карпи, стари околу 3,7 милијарди години, најдени во Западен Гренланд и фосили од микробни биофилмови пронајдени во 3,48 милијарди години стар песочник, откриен во Западна Австралија. Во 2015 година, остатоци од биолошка активност се пронајдени во карпи стари 4,1 милијарди години, во Западна Австралија.
Иако можни прокариотски фосили датираат пред околу 3,5 милијарди години, повеќето прокариоти немаат карактеристични клеточни морфологии, па затоа формата на фосилот не може со сигурност да се користи за да се идентификуваат како археи. Наместо тоа, хемиските фосили кои содржат уникатни липиди се повеќе информативни, бидејќи таквите липиди се карактеристични за археите, а не се јавуваат кај другите организми. Некои студии сугерираат дека архејски или еукариотски липиди се присутни во шкрилци кои датираат од пред околу 2,7 милијарди години, но овие податоци оттогаш се оспорувани. Вакви липиди се откриени и во постари карпи во западен Гренланд. Најстарите траги се наоѓаат во областа Isua, каде се најдени најстарите познати седименти на Земјата, формирани пред 3,8 милијарди години. Лозата на археите можеби е најстарата што постои на Земјата, која најрано се одделила од заедничкиот предок на трите домени на животот.
Карл Воуз тврдел дека бактериите, археите и еукариотите претставуваат посебни еволуциони линии кои рано дивергирале од заедничкиот предок. Една од хипотезите е дека ова се случило пред еволуцијата на клетките, кога недостатокот на типична клеточна мембрана овозможил неограничен латерален пренос на гени, а заедничките предци на трите домени се појавиле со фиксација на специфични подгрупи на гени. Можно е последниот заеднички предок на бактериите и археите да бил термофилен организам, што би значело дека пониските температури се „екстремни услови“ за археите, па затоа организмите што живеат во постудени средини се појавиле подоцна. Археите и бактериите не се повеќе сродни помеѓу себе отколку што која било од нив е со еукариотите, па затоа терминот прокариот, иако сѐ уште е во употреба со значењето „не е еукариот“, станува архаичен и со ограничена вредност.
Споредба со другите домени мини|513x513пкс|Дрво на животот, засновано на комплетно секвенционирани геноми. Бактериите се обоени сино, еукариотите црвено, а археите зелено.