Ostatn mikroorganismy Krom bakteri jsou tradinmi objekty zjmu

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 Euryarchaeota Houby Korarchaeota 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 16 r. RNA – 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 1. 2. 3. 4. • Extrémní halofilové Metanogenní archea Hyperthermofilní archea Archea bez buněčné stěny Fylogenetické třídění – 3(4? ) říše 1. 2. 3. 4. 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% Na. Cl (nasycený roztok) Halobacterium – primitivní fotosyntéza pomocí bílkoviny (bakteriorhodopsin) – ochrana proti UV – život na Marsu?

Metanogenní archea • Získávají energii metabolismem jednoduchých sloučenin na methan – CO 2, HCOOH, CH 3 COOH, CO, CH 3 OH, methylované látky • • • stejné sloučeniny jsou obvykle i zdrojem uhlíku = autrotrofie Obligátně anaerobní – anaerobní respirace s CO 2 atd. jako akceptorem elektronů Technologický význam při likvidaci odpadů – tvorba bioplynu

Methanogenní archea • Získávání energie – CO 2 + 4 H 2 CH 4 + 2 H 2 O (Methanobacterium…) – 4 HCOOH CH 4 + 3 CO 2 + 2 H 2 O – CH 3 COO- + H 2 O CH 4 + HCO 3(Methanosarcina) – 4 CO + 2 H 2 O CH 4 + 3 CO 2 – 4 CH 3 OH 3 CH 4 + CO 2 + 2 H 2 O

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, H 2, sirné sloučeniny – zdroj uhlíku organické látky, CO 2

Hyperthermofilní energetika • aerobní respirace – – • anaerobní respirace – – • oxidace sirných sloučenin na H 2 SO 4 oxidace organických sloučenin na CO 2 + H 2 O 2 H 2 + O 2 2 H 2 O oxidace Fe 2+ na Fe 3+ redukce sirných sloučenin na H 2 S org. látkami a H 2 methanogeneze anaerobní fermentace – – rozklad organických látek na H 2+CO 2 rozklad organických látek CO 2 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 (p. Hopt 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