Las arqueas son un grupo de organismos unicelulares semejantes a las bacterias, pero tan diferentes a estas que se clasifican en su propio reino taxonómico.
Clasificación de los seres vivos, a grandes rasgos
Existe el criterio científico más o menos consensuado de que los virus no son seres vivos, pues carecen de las enzimas necesarias para replicarse, por lo que deben parasitar forzosamente a otro organismo. Tienen su propio material genético, pero no la forma de replicarlo sin recurrir a una célula huésped.
Así, excluyendo a los virus por su rareza metabólica, los seres vivos se dividen en dos grandes grupos: aquellos que tienen núcleo celular (denominados eucariotas, palabra que deriva del término griego “eukaryon”, que significa “verdadero núcleo) y aquellos que carecen de él. Los organismos eucariotas pueden ser unicelulares o pluricelulares, según su número de células.
Los organismos eucariotas conforman un dominio taxonómico, que es la unidad mayor de clasificación de organismos, y a su vez el dominio eucariota se divide en tres reinos: animales, plantas y hongos. Por otra parte, existen dos grupos de organismos procariotas (sin núcleo): bacterias y arqueobacterias o arqueas. Cada uno de estos grupos es su propio dominio y reino.
Así pues, los seres vivos quedan clasificados en tres dominios y cinco reinos.
Las arqueobacterias
Las arqueobacterias, también denominadas arqueas, fueron originalmente clasificadas como bacterias. Esto se debía a que tanto bacterias como arqueas carecen de núcleo celular, así como de la mayoría de orgánulos presentes en las células eucariotas. Pero las diferencias metabólicas entre ambos grupos son tan grandes que terminaron por clasificarse en dominios diferentes.
La característica más llamativa de las arqueas es que muchas viven en condiciones ambientales extremas, como lagos salados o fumarolas de agua caliente en el lecho oceánico. A los organismos que habitan en estas condiciones se les conoce como extremófilos.
Las rutas metabólicas de las arqueas son extravagantes y únicas entre los seres vivos. Algunas son capaces de obtener energía a partir del amoníaco, mediante azufre o usando hidrógeno. Se conocen arqueas capaces de obtener energía a partir de la luz solar y otras capaces de fijar su carbono a partir del CO2 presente en el aire. Pero, a diferencia de lo que ocurre con las plantas cuando hacen la fotosíntesis, no se conoce ninguna arquea capaz de ambas cosas a la vez (fijar carbono empleando luz solar).
Las arqueas comenzaron a estudiarse en el siglo XVIII en Italia, al observarse el burbujeo de metano en el Lago Mayor. Este fenómeno se debía a que las arqueas del fondo del lago sintetizaban gas metano, que ascendía hacia la superficie. No fue hasta 1936 que se identificó a las especies que realizaban esto, pero inicialmente se creyó que eran bacterias.
En 1977 se realizó la primera clasificación taxonómica que incluía a las arqueas como un grupo separado de las bacterias, gracias a una clasificación de ARN ribosómico realizada por Woese y Fox. Los ribosomas son unos orgánulos celulares que realizan la transcripción de ADN a proteínas. Los ribosomas de las bacterias son de menor tamaños que los presentes en arqueas y eucariotas.
Originalmente sólo se conocían arqueas extremófilas, pero en años recientes se han descubierto especies de arqueas que habitan ambientes no tan agresivos para la vida.
Evolución de las arqueas
Estudiar el origen de la vida es complicado, principalmente porque nadie estaba allí para tomar notas y analizar las muestras que han quedado de esa época es extremadamente difícil. Si ya resulta complicado estudiar la evolución de los animales debido a que los primeros carecían de conchas, huesos u otras partes duras, más complicado es estudiar los restos fósiles de bacterias y arqueas. Pero se puede hacer.
La hipótesis más aceptada es que las arqueas evolucionaron a partir de bacterias primitivas, y que esta evolución se debió a que un grupo de bacterias comenzó a sintetizar antibióticos. Los antibióticos son multitud de compuestos que afectan a las rutas metabólicas o a otros procesos necesarios para la vida, provocando la muerte celular.
Diferentes seres vivos son susceptibles a distintos antibióticos debido a las diferencias metabólicas. Es por esto que contra determinada cepa bacteriana unos antibióticos son efectivos y otros no. También es por esto que los antibióticos que tomamos no nos afectan directamente, lo cual supondría que nos matarían (aunque pueden afectar a nuestro microbioma intestintal, las bacterias que viven en nuestro intestino).
Se especula que las arqueas evolucionaron para volverse resistentes a los antibióticos que algunas bacterias generaban debido a que muchos genes que distinguen arqueas y bacterias están asociados a la resistencia a antibióticos de origen bacteriano. Esto también explicaría por qué las arqueas evolucionaron para adaptarse a ambientes extremos, pues buscaban nichos ecológicos que no estuvieran ocupados por bacterias.
Las principales diferencias entre arqueas y bacterias, aparte de la resistencia a antibióticos, son la estructura de la membrana celular, el tamaño de sus ribosomas y sus flagelos. La membrana celular de las arqueas es distinta a la de bacterias y eucariotas, teniendo una composición química única. Sus flagelos (orgánulos que los organismos unicelulares emplean para desplazarse en medios líquidos) también son diferentes.
Fuentes:
- Ferry, J. G. (ed.) (1993) Methanogenesis: Ecology, Physiology, Biochemistry & Genetics. Chapman & Hall Microbiology Series.
- Könneke M, Bernhard AE, de la Torre JR, Walker CB, Waterbury JB, Stahl DA (Septiembre de 2005). «Isolation of an autotrophic ammonia-oxidizing marine archaeon». Nature 437 (7058): 543-6.
- Bryant DA, Frigaard NU (Noviembre de 2006). «Prokaryotic photosynthesis and phototrophy illuminated». Trends Microbiol. 14 (11): 488-96.
