Археи упоминались в публикациях канала, как предки эукариотов, – организмов, клетка которых имеет ядро, – и множество раз в контексте загадок ранних стадий эволюции на Земле. Ведь, археи – отдельный домен живого мира, – третий, наряду с бактериями и эукариотами, – причём, обнаруженный недавно. Многие вопросы представляющиеся крайне запутанными и даже неразрешимыми, – такие, в частности, как происхождение вирусов, или как происхождение габониотнов, – могли бы получить ответ, если допустить, что доменов изначально было не два. Что сразу после смены биосферы «живых молекул» миром первых организмов, разновидностей этих организмов было много, считая уже вымершие и ныне неизвестные.
Способа проверить гипотезы об изначальной множественности доменов, однако, пока нет. И это «пока» надолго. Раз уж даже архей ныне здравствующих и образующих шестую часть биомассы планеты, не сразу смогли найти, что говорить о древних микроорганизмах, которые и окаменеть толком не могут?
Но, кстати, об обнаружении. Археи, в принципе, были известны давно. Однако, лишь в 1977 году исследования на уровне ДНК показали их принципиальные отличия от бактерий. И если изначально, как археи, были распознаны только экстремофильные организмы, выживающие в условиях высоких температуры и солёности, то позже оказалось, что археями плотно заселено всё, – от океана до человеческого кишечника.
Археи, подобно бактериям, не имеют ядра, но очень многообразны. В том числе могут плавать с помощью жгутиков, ползать, образуя амёбовидные формы, создавать колонии, в пределах которых организмы объединены трубопроводами. Самой, пожалуй, удивительной их чертой является отсутствие паразитических и вообще вредоносных форм, – хотя симбионтами многоклеточных организмов они часто бывают. Далее, среди общих черт можно упомянуть неумение образовывать споры, – что препятствует расселению по воздуху (вне жидкой среды, археи, как и вирусы, погибают), – и неразвитые способности к синтезу. В природе археи, обычно, работают редуцентами, иногда используют хемосинтез, и очень редко фотосинтез, – причём, в последнем случае всегда простейший – аноксигенный. Позволяя использовать солнечный свет он, однако, не освобождает организм от потребности в не вовлечённых в круговорот веществ реагентах. В силу чего доля архей с синтезе биомассы близка к нулю.
...Но вопрос заключался в том, чем же археи так уж отличны от бактерий? Разница в тонкостях биохимии. Так, шестая часть используемых археями белков (а значит, и шестая часть генов) не встречается у других доменов в принципе… И это, при том, что эукариоты – потомки архей и многое от них унаследовали.
Вверху фосфолипиды архей, в середине фосфолипиды здорового человека, внизу то и другое попеременно.
Если же в тонкости вдаваться, археи отличаются от бактерий строением мембраны. В обоих случаях она собрана из фосфолипидов – крупных молекул. Но разных. У архей липиды эфирные, а бактерий – сложноэфирные. Что и можно видеть на схеме. Глицерин-эфирное звено – жёлтое. У архей оно меньше, и, как следствие, химически «прочнее», что даёт им преимущества в приспособлениях к агрессивным средам.
Второе отличие – изомерия. «Красное» у архей остаток L-глицерина, а у бактерий D-глицерина, и торчит в разные стороны. Это, собственно, и есть «тонкое различие биохимии». Выгоды и причины того и другого решения неизвестны, само же по себе оно указывает на очень древнее – относящееся к этапу зарождения жизни – происхождение различий.
Наконец розовые вытянутые пятна у архей – изопрен, а у бактерий – жирные кислоты. Никто, кроме архей изопрен для монтажа фосфолипидов не использует. Такое решение даёт археям дополнительное преимущество в стойкости к высокой температуре...
...И это всё больше к вопросу, почему «тонкие химические отличия» не рассматривались в других публикациях. Они интересны – биохимикам. Но, главное, изучены недостаточно, чтобы стать базой для выводов. Очевидно, например, что особенности строения мембраны как-то предопределили и дальнейшую эволюцию архей. Отказ от паразитических форм, неспособность к спорообразованию… В конечном счёте, симбиоз с бактериями, результатом которого стали эукариоты… Однако, ни первое, ни второе, ни третье понятным на данный момент образом из отличий архей не следует. Причины, по которым их эволюция протекала именно так, как протекала, – не установлены.
Явное же преимущество, – мембрана архей обеспечивает лучшую защиту, – не вдохновляет самих архей. Ибо с одной стороны, при желании бактерии решают проблему приспособления к тем же средам, а с другой, сами археи предпочитают комфортные, а не экстремальные условия.
