Archaea (singular: archaeon; do grego: ἀρχαῖος; archaĩos, antigo),Merriam-Webster Online Dictionary é um domínio que agrupa microrganismos unicelulares procariontes (i.e. sem núcleo celular), morfologicamente semelhantes a bactérias, mas genética e bioquimicamente tão distintas destas como dos eucariontes. Estes organismos foram inicialmente classificadas como um tipo ancestral de bactérias, recebendo o nome Archaebacteria, classificação agora considerada obsoleta, tendo o grupo sido renomeado para esclarecer que os seus membros estão filogeneticamente mais próximos dos eucariontes do que das bactérias. Porem, as moléculas de DNA das arqueias são organizadas em cromossomas circulares presentes no citoplasma, sem membrana envolvente, como equivalente nuclear.A. L. Hartman et al.: The Complete Genome Sequence of Haloferax volcanii DS2, a Model Archaeon In: PLOS ONE. Band 5, Nr. 3, 2010, S. e9605 As células dos Archaea apresentam propriedades únicas que as separam dos outros dois domínios, estando o grupo presentemente divididos em três reinos e com um número crescente de filos reconhecidos. Sua taxonomia ainda não é bem estabelecida pois a maioria das espécies conhecidas ainda não foi isolada em laboratório, tendo sido detectadas apenas pelas sequências genéticas presentes em amostras ambientais. Não se sabe se estes organismos são capazes de produzir endósporos. Não é conhecido neste agrupamento qualquer patógeno que afete humanos.
Origem e evolução A origem das arqueias parece ser muito antiga e as linhagens de Archaea podem ser as mais antigas que existem na Terra. A Idade da Terra é de aproximadamente 4,54 mil milhões de anos. Evidências científicas sugerem que a vida começou na Terra há pelo menos 3,5 mil milhões de anos. As evidências mais precoces de vida na Terra incluem grafite considerado biogénico em rochas metassedimentares de 3,7 mil milhões de anos descobertas na Gronelândia Ocidental e fósseis de tapetes microbianos encontrados em arenitos de 3,48 mil milhões de anos na Austrália Ocidental. Em 2015, possíveis restos de matéria biótica foram encontrados em rochas de 4,1 mil milhões de anos (zircões) na Austrália Ocidental.
Embora se conheçam prováveis células procarióticas fósseis que datam de aproximadamente 3,5 mil milhões de anos, a maioria dos procariontes não tem morfologias distintas, e por isso as formas fósseis não podem ser usadas para identificá-los como arqueias. Em vez disso, fósseis químicos de lípidos específicos são mais informativos porque tais compostos não ocorrem em outros organismos. Algumas publicações sugerem que restos lipídicos arqueais ou eucarióticos estão presentes em xistos que datam de 2,7 mil milhões de anos atrás, embora tais dados tenham sido questionados posteriormente. Estes lípidos também foram detectados em rochas ainda mais antigas no oeste da Gronelândia, no cinturão de rochas verdes de Isua, que inclui sedimentos formados há 3,8 mil milhões de anos.
Carl Woese defendeu que as bactérias, as arqueias e os eucariontes representam diferentes linhas de descendência que divergiram de uma única colónia ancestral de organismos. Uma possibilidade é que essa divergência tenha ocorrido antes da evolução das células, quando a falta de uma membrana celular permitia a transferência lateral de genes irrestrita, e que os ancestrais comuns dos três domínios surgiram pela fixação de subconjuntos específicos de genes. Alguns biólogos, no entanto, defendem que as arqueias e os eucariontes divergiram a partir de um grupo de bactérias.
É possível que o último ancestral comum das bactérias e das arqueias fosse um microrganismo termófilo, o que levanta a possibilidade de que temperaturas menores são "ambientes extremos" para as arqueias, e que organismos que vivem em ambientes mais frios surgiram mais tarde na história da vida na Terra.
Dado que os agrupamentos taxonómicos Archaea e Bacteria não são filogeneticamente mais próximos entre si do que em relação aos eucariotas, o termo procariota pode sugerir uma falsa semelhança entre eles e não possui significado evolutivo rigoroso. No entanto, os procariontes são melhor compreendidos como um grado evolutivo da vida, caracterizado por traços como a ausência de organelos rodeados por membrana.
A relação entre arqueias e eucariontes permanece um problema importante. Para além das semelhanças na estrutura celular e função, muitas árvores genéticas juntam os dois grupos. Algumas análises anteriores sugeriam que a relação entre eucariontes e o filo Euryarchaeota é mais próxima do que a relação entre os Euryarchaeota e o filo Crenarchaeota. No entanto, é considerado mais provável que o ancestral dos eucariontes divergiu das arqueias num momento evolutivo anterior. A descoberta de genes semelhantes aos de arqueias em certas bactérias, como a Thermotoga maritima, torna estas relações difíceis de determinar, uma vez que ocorreu transferência horizontal de genes. Alguns cientistas sugeriram que os eucariontes surgiram através de uma fusão de Archaea e Eubacteria, que se tornaram no núcleo e no citoplasma.
Relação com as bactérias
thumb|400px|right|Árvore filogenética mostrando as relações entre o agrupamento Archaea e as outras formas de vida celular. Os eucariontes estão a vermelho, as arqueias a verde e as bactérias a azul. Adaptado de Ciccarelli et al.. As relações entre os três domínios da vida celular são de importância central para a compreensão da origem da vida. A maioria das vias metabólicas, que são o objecto da maioria dos genes de um organismo, são comuns entre Archaea e Bacteria, enquanto a maioria dos genes envolvidos na expressão de genes são comuns entre Archaea e Eukarya.
Entre os procariotas, a estrutura celular das arqueias é mais semelhante à das bactérias gram-positivas, principalmente porque ambas têm uma única bicamada lipídica e geralmente contêm um sáculo (sacculus) espesso, quase um exoesqueleto, de composição química variável.
Em algumas árvores filogenéticas baseadas em diferentes sequências de genes e de proteínas de homólogos procarióticos, os homólogos arqueais estão filogenomicamente mais intimamente relacionados com os homólogos de bactérias gram-positivas. Arqueias e bactérias gram-positivas também partilham inserções e deleções conservadas (indels) em várias proteínas importantes, como Hsp70 e glutamina sintetase I, mas a filogenia destes genes foi interpretada para revelar a transferência de genes entre domínios, e pode não reflectir a relação entre linhagens.
Foi proposto que as arqueias evoluíram a partir de bactérias gram-positivas em resposta à pressão selectiva causada por antibióticos naturais. Esta teoria é sugerida pela observação de que as arqueias são resistentes a uma ampla variedade de antibióticos produzidos principalmente por bactérias gram-positivas, e que estes antibióticos actuam principalmente nos genes que distinguem as arqueias das bactérias. A proposta assenta na constatação de que a pressão selectiva para a resistência gerada pelos antibióticos das bactérias gram-positivas foi suficiente para causar mudanças extensas em muitos dos genes-alvo dos antibióticos, e que essas estirpes representavam os ancestrais comuns das arqueias actuais.
A evolução das arqueias em resposta à selecção imposta pelos antibióticos, ou qualquer outra pressão selectiva competitiva, também poderia explicar a sua adaptação a ambientes extremos (como alta temperatura ou acidez) como resultado de uma busca por nichos desocupados para escapar aos organismos produtores de antibióticos. Cavalier-Smith propôs teorias explicativas das origens das arqueias similares, como a hipótese Neomura. Esta proposta também é apoiada por outro trabalho que investiga relações estruturais de proteínas e estudos que sugerem que as bactérias gram-positivas podem constituir as primeiras linhagens ramificadas dentro dos procariontes.
Relação com os eucariontes
As relações evolutivas entre arqueias e eucariontes não são claras. Para além das semelhanças na estrutura e funções celulares discutidas abaixo, muitas árvores genéticas agrupam as duas linhagens.
Entre os factores que tornam complexa a relação evolutiva entre estes agrupamentos incluem-se alegações de que a proximidade filogenética entre os eucariontes e o filo arqueano Thermoproteota é maior do que a existente entre os Methanobacteriati e o referido filo, além da presença de genes do tipo arqueano em certas bactérias, como a Thermotoga maritima, resultante de transferência horizontal de genes.
A hipótese padrão postula que o antepassado dos eucariontes divergiu muito cedo das arqueias, e que os eucariontes surgiram por simbiogénese, através da fusão de uma arqueia com uma eubactéria, originando as mitocôndrias; esta hipótese explicaria as semelhanças genéticas entre os grupos.
Uma hipótese alternativa, a hipótese do eócito, postula que o domínio Eukaryota emergiu relativamente tarde do domínis Archaea, o que explicaria as semelhanças entre os grupos. Nesse caso, ficaria estabelecido que Eukaryota se relaciona com Archaea pela proximidade de ambos com o clado TACK (siglas de quatro filos arqueanos). Nesse contexto, a descoberta do clado TACK é fundamental para a compreensão da origem das arqueias e da primeira célula eucarionte. Nas diferentes árvores filogenéticas elaboradas, arqueias estariam realcionadas de diversas formas com eucariontes. Cruzando estes dados obtém-se um resultado que engrauece a hipótese dos três domínios, apoiando a hipótese do eócito e a simbiogénese pré-eucariota e depreender-se-ia a presença do superfilo que agrupa os vários filos arqueanos com Eukaryota sob as siglas TACK, o que, segundo as árvores filogenéticas dos partidários desta hipótese, pode resumir-se da seguinte forma:
Esta última hipótese foi fortalecida pela descoberta em 2015 de uma nova linhagem de arqueias, o género Lokiarchaeum (tipo do novo filo proposto "Lokiarchaeota"), nomeado a partir da designação de uma fonte hidrotermal chamada Castelo de Loki, situada no Oceano Ártico, que foi considerado o organismo arqueano filogeneticamente mais próximo dos eucariontes conhecido ao tempo. Tem sido considerado um organismo de transição entre procariontes e eucariontes.
Desde então, foram encontrados vários filos irmãos da "Lokiarchaeota" ("Thorarchaeota", "Odinarchaeota", "Heimdallarchaeota"), que em conjunto compreendem um supergrupo recentemente proposto, Asgard, que pode ser considerado como um táxon irmão de Proteoarchaeota.
Detalhes da relação dos membros do agrupamento Asgard e eucariontes ainda estão sob consideração, embora, em janeiro de 2020, cientistas tenham relatado que Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum, um tipo de arqueia Asgard, pode ser uma possível ligação entre microrganismos procariontes simples e os organismos eucariontes complexos que existiram cerca de dois mil milhões anos atrás.
Descoberta e classificação thumb|290px|Archaea foram detetados primeiramente em ambientes extremos, tais como em fontes termais vulcânicas (aqui a Grand Prismatic Spring do Yellowstone National Park. thumb|290px|As arqueias prevalecem em ambientes hostis aos demais seres
O primeiro grupo de arqueias estudado foi o das espécies metanógenas. A metanogénese foi descoberta no lago Maggiore, na região alpina da Itália, em 1776, quando foi observado o borbulhar de "ar combustível" a partir de lamas situadas nas suas margens. Em 1882 observou-se que a produção de metano no intestino dos animais era devida à presença de microrganismos.
Em 1936, ano que marcou o princípio da era moderna no estudo da metanogénese, o microbiologista norte-americano Horace Barker lançou as bases científicas para o estudo da fisiologia dos organismos produtores de metano e conseguiu desenvolver um meio de cultura apropriado para o crescimento dos organismos metanogênicos. Nesse ano foram identificados os géneros Methanococcus e Methanosarcina.Kluyver e van Niel 1936.