Ostatní mikroorganismy Kromě bakterií jsou tradičními objekty zájmu biologie i mikroskopické organismy z dalších domén a říší Různý původ v evoluci Zařazení do taxonomického systému se bouřlivě vyvíjí Nejvyššími taxony jsou 3 domény a několik říší

Univerzální fylogenetický strom Rostliny Crenarchaeota Houby Korarchaeota Euryarchaeota Bacteria Živočichové Archea Eukarya Společný předek

Taxonomický systém mikroorganismů Doména Bacteria Doména Archea říše Korarchaeota říše Crenarchaeota říše Euryarchaeota Doména Eukarya říše živočichové (Animalia) říše rostliny (Plantae) říše houby (Fungi) říše prvoci (Protozoa) – umělý taxon (polyfyletický) říše chromista – umělý taxon (polyfyletický)

Taxonomický systém mikroorganismů Doména Bacteria Doména Archea říše Korarchaeota říše Crenarchaeota říše Euryarchaeota Doména Eukarya říše živočichové (Animalia) říše rostliny (Plantae) říše houby (Fungi) říše Prvoci (Protozoa) říše Chromista

Taxonomický systém virů Viry nemají 16rRNA – nelze je zařadit do univerzálního fylogenetického stromu Nebuněčné organismy – diskuze živé / neživé O evoluci je známo velmi málo Vlastní umělý taxonomický systém

Archea z řečtiny = starobylý Dříve – nejstarší organismy na Zemi, dnes neplatí! Často obývají extrémní prostředí, ale nejen ta cca 20% celkové biomasy patří archeím Obtížně kultivovatelné – málo prozkoumané

Archea Fyziologické třídění Fylogenetické třídění – 3(4?) říše Extrémní halofilové Metanogenní archea Hyperthermofilní archea Archea bez buněčné stěny Fylogenetické třídění – 3(4?) říše Korarchaeota – skupina 1 Crenarchaeota – skupina 1 Euryarchaeota – skupiny 1-4 Nanoarcheota – diskuze o nové říši

Extrémně halofilní archea obvykle heterotrofní, aerobní vyžadují vysoké koncentrace solí (9-23%, i více) solná jezera v suchých a teplých oblastech (vypařování vody) – Mrtvé moře, Yellow stone… Halococcus - žije i při 32% NaCl (nasycený roztok) Halobacterium – primitivní fotosyntéza pomocí bílkoviny (bakteriorhodopsin) – ochrana proti UV – život na Marsu?

Metanogenní archea Získávají energii metabolismem jednoduchých sloučenin na methan CO2, HCOOH, CH3COOH, CO, CH3OH, methylované látky stejné sloučeniny jsou obvykle i zdrojem uhlíku = autrotrofie Obligátně anaerobní – anaerobní respirace s CO2 atd. jako akceptorem elektronů Technologický význam při likvidaci odpadů – tvorba bioplynu

Methanogenní archea Získávání energie CO2 + 4 H2  CH4 + 2H2O (Methanobacterium…) 4 HCOOH  CH4 + 3 CO2 + 2 H2O CH3COO- + H2O  CH4 + HCO3- (Methanosarcina) 4 CO + 2H2O  CH4 + 3 CO2 4 CH3OH  3 CH4 + CO2 + 2 H2O

Hypertermofilní archea Růstové rozmezí cca 45-110°C, optimum přes 70°C Výskyt v hlubokých mořích v místech s vulkanickou činností – vysoká teplota, únik sirných látek Aerobní i anaerobní Autotrofní i heterotrofní zdroj energie organické látky, H2, sirné sloučeniny zdroj uhlíku organické látky, CO2

Hyperthermofilní energetika aerobní respirace oxidace sirných sloučenin na H2SO4 oxidace organických sloučenin na CO2 + H2O 2 H2 + O2  2 H2O oxidace Fe2+ na Fe3+ anaerobní respirace - redukce sirných sloučenin na H2S org. látkami a H2 methanogeneze anaerobní fermentace rozklad organických látek na H2+CO2 rozklad organických látek CO2 a karboxylové kyseliny

Hyperthermofilní archea Pyridictium optimální teplota 105°C roste i při 113°C nejtermofilnější známé organismy

Archea bez buněčné stěny Membrána z glyceroltetraéterů – není to dvojvrstva, ale jednovrstva, odolná Malé genomy Thermoplasma – acidofilní (pHopt 2) Nanoarchaeum equitans – nejmenší známý genom (490 885 bp) malé rozměry – 400 nm striktně symbiotický život s Ignicoccus (archeon)– možná redukce genů (přechod na organelu?) obtížné zařazení – možná nová říše

Nanoarcheum equitans Ignicoccus sp.