Arqueas

Te explicamos qué son las arqueas (o el dominio Archaea) y cuáles son sus características, clasificación e importancia. Además, ejemplos de arqueas y sus diferencias con las bacterias y las eucariotas.

¿Qué son las arqueas?

Las arqueas son un grupo de microorganismos muy primitivos, que se agrupan bajo el dominio Archaea. Junto con Eukarya y Bacteria, este dominio compone las tres categorías más amplias de clasificación de los seres vivos.

Si bien las arqueas tienen similitudes estructurales con las bacterias (pues se trata de organismos unicelulares procariotas), tienen orígenes evolutivos muy distintos. De hecho, existe evidencia de que las arqueas tienen algunas características bioquímicas similares a las células eucariotas.

Muchas especies de arqueas son extremófilas. Esto significa que pueden vivir y desarrollarse en regiones con condiciones extremas de temperatura, salinidad, acidez o presión. Es decir que las arqueas sobreviven en ambientes donde la mayoría de los organismos no pueden.

Ver además: Célula procariota

Características de las arqueas

Entre las principales características de las arqueas, se encuentran:

•  Son procariotas. Cada individuo está formado por una única célula procariota, sin núcleo celular ni membranas internas.
• Pueden desarrollarse en ambientes extremos. Se descubrieron originalmente en hábitats de condiciones extremas (temperaturas muy altas, salinidad excesiva o gran acidez del medio). Actualmente, se sabe que pueden vivir en una gran variedad de hábitats terrestres y acuáticos.
• Tienen diversos tamaños y formas. Tienen una morfología muy variable: esferas, bastones, e incluso formas geométricas, como cuadrados o triángulos. Pueden medir entre 0,1 y 15 micras (milésima de milímetro).
• Tienen un metabolismo especial. Pueden obtener energía a partir de diversas fuentes. Por ejemplo, utilizando compuestos inorgánicos, como el azufre y el amoníaco.

Clasificación de las arqueas

Desde el punto de vista de la taxonomía, las arqueas se clasifican en dos grandes grupos:

• Crenarchaeota. A este grupo pertenecen las arqueas termófilas extremas. Estos organismos pueden desarrollarse en sitios con temperaturas muy altas (por ejemplo, las aguas termales) o muy bajas (por ejemplo, las regiones polares).
• Euryarchaeota. A este grupo pertenecen las arqueas metanógenas, es decir, productoras de gas metano. Típicamente, se las encuentra en el tubo digestivo de los animales o en suelos muy profundos. También se incluyen aquí las arqueas halófilas, que habitan en regiones de alta salinidad, como sedimentos acuáticos.

Importancia de las arqueas

Algunos aspectos en los que radica la importancia de las arqueas son:

• Ciclos biogeoquímicos. La actividad metabólica de las arqueas participa en la regulación de los ciclos del carbono, el nitrógeno y el azufre. Estos procesos consisten en la circulación de elementos químicos entre los seres vivos y el ambiente.
• Aplicaciones biotecnológicas. Las arqueas han captado interés en la industria biotecnológica por su capacidad para sobrevivir en ambientes extremos. Por ejemplo, se han utilizado en procesos de biorremediación, que consisten en repoblar de seres vivos algunos ambientes contaminados con sustancias ácidas o de alta salinidad.
• Relación con otros seres vivos. Aunque la mayoría de las arqueas tienen vida libre, es posible encontrarlas formando relaciones de mutualismo con otros organismos. Por ejemplo, algunas arqueas viven dentro del sistema digestivo de animales herbívoros y ayudan a la digestión de los vegetales. Del mismo modo, se han encontrado arqueas dentro de protozoos, asociadas a corales y a las raíces de las plantas. Estas especies se benefician del metabolismo de las arqueas.

Ejemplos de arqueas

Algunos ejemplos de arqueas son:

• Methanocaldococcus jannaschii. Fue una de las primeras arqueas en ser estudiada en detalle por los especialistas. Se la aisló de una fuente hidrotermal submarina. Es considerada un microorganismo metanógeno y termófilo.
• Thermoplasma acidophilum. Crece a temperaturas mayores de 50 grados y en condiciones de alta acidez (pH 1,5). Tiene una superficie descubierta de pared celular.
• Halobacterium salinarum. Se trata de una bacteria halófila, que vive en ambientes acuáticos hipersalinos. Su coloración rojiza es la responsable del color rosáceo que a veces adquiere el Mar Muerto y algunos lagos de agua salada.

Historia de las arqueas

Inicialmente, las arqueas fueron consideradas bacterias debido a sus similitudes morfológicas. Se las incluía en el reino monera, dentro de un sistema de clasificación de los seres vivos que se encuentra actualmente en desuso.

En la década de 1970, el microbiólogo estadounidense Carl Woese se dedicó a estudiarlas en detalle; en particular, se concentró en la estructura de su ribosoma. Woese llegó a la conclusión de que las bacterias y las arqueas debieron tener orígenes evolutivos diferentes. A pesar de su parecido en tamaño y forma, el análisis de su genética indicaba que no tenían un antepasado común.

A partir de sus investigaciones, Woese propuso un nuevo sistema de clasificación de los seres vivos basado en su organización celular. Así nació la clasificación en tres dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya.

Sorprendentemente, los estudios posteriores sobre las bacterias han revelado que se trata de organismos más complejos de lo que se pensaba. Tanto es así que se encontraron interesantes similitudes con las células eucariotas, organismos mucho más complejos que ellas.

Algunos autores sugieren que los primeros organismos eucariotas podrían haberse originado a partir de las arqueas, aunque esta idea todavía se encuentra en discusión.

Diferencias con las bacterias y las eucariotas

Desde el punto de vista morfológico, las arqueas se parecen a las bacterias en que tienen una organización celular muy simple (son procariotas). Se trata de células que carecen de núcleo celular y compartimentos internos. Todos sus componentes se encuentran “sueltos” en el interior celular.

Sin embargo, desde el punto de vista molecular, las arqueas tienen más similitudes con las células eucariotas que con las bacterias. Se ha descubierto que algunos genes y rutas metabólicas tienen características muy distintas a las bacterias y a la vez similares a tipos celulares más complejos.

Por otro lado, se sabe que el origen evolutivo de las arqueas se encuentra muy alejado filogenéticamente tanto de las bacterias como de los organismos eucariotas. Por este motivo, en 1990, Carl Woese propuso la existencia de tres linajes evolutivos o dominios independientes: Archaea, Bacteria y Eucarya.

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Referencias

• Curtis, H., Barnes, N., Massarini, A. y Schnerck, A. (2008). Biología. Editorial Médica Panamericana.
• Instituto Valenciano de Microbiología. (2016). Arqueas: cultivo, identificación molecular (secuenciación). https://www.ivami.com
• Van Wolferen, M., Pulschen, A. A., Baum, B., Gribaldo, S. y Albers, S. V. (2022). The Cell Biology of Archaea. Nature Microbiology, 7.