Arkeler (Archaea)

Açıklama ve Genel Bilgi

Arkeler, tek hücreli organizmalardan oluşan bir gruptur. Bu mikrobik canlılar, tıpkı bakteriler gibi prokaryotturlar; dolayısıyla hücre çekirdeği veya zarlı organelleri bulunmaz. Arkelerin ilk başta bakteri oldukları sanılmıştır, dolayısıyla arkebakteri denmiştir; ancak sonradan yapılan DNA analizleri, ayrı bir grup olduklarını ortaya çıkarmıştır. Arkeler ve Bakteriler genellikle benzer görünümde olsalar da, Haloquadratum walsbyi gibi yassı ve kare olan sıradışı arkeler de tespit edilmiştir. Bu morfolojik benzerliğe rağmen Arkeler'in önemli birçok geni ve metabolik yolağı, özellikle de transkripsiyon ve translasyon enzimleri bakterilerden çok ökaryotlara benzerdir. Bu nedenle arkeler ökaryotlara, bakterilere nazaran daha yakın bir gruptur. Bu yakın akrabalık bir yana, arkelerin biyokimyasının eşsiz olduğu bazı noktalar da bulunur: hücre zarlarında arkaeol gibi eter yağları kullanırlar, ökaryotlara göre daha fazla enerji kaynağına sahiptirler; bugüne kadar keşfedilen hiçbir türü sporla çoğalmaz.

Evrimsel Tarih

Prokaryotik canlılara ait fosil izler günümüzden 3.5 milyar yıl öncesine kadar gitse de, birçok prokaryotun fosilleşebilecek hücresel yapısı bulunmadığı için filogenetik tarihlendirme fosiller yerine, genler yoluyla yapılır. Yapılan çalışmalar, arkelerin atalarının günümüzden 3.8 milyar yıl öncesine kadar gidiyor olabileceğini göstermektedir.

Ekolojik Dağılım ve Habitat

Arkeler, dünya üzerindeki en geniş yaşam alanlarından birisine sahiptir. İlk keşfedilen arkelerin birçoğu ekstrem koşullarda yaşamaktadır (bunlara ekstremofil denmektedir): Kimisi gayzerler, okyanus bacaları veya petrol kuyuları gibi sıcaklığın 100 santigrat derecenin üzerine çıktığı yerlerde yaşamaktadır. Bazı diğerleri aşırı tuzlu, aşırı asidik, aşırı alkali sularda yaşamaktadır. Buna rağmen arkelerin büyük çoğunluğu mezofil olarak bilinir; yani ortalama koşullarda yaşarlar (bataklıklar, kanalizasyon, okyanuslar, hayvanların sindirim kanalı, toprak, vb.).

Diyet ve Metabolizma

Arkelerin metabolizması oldukça çeşitlidir. Bazı arkeler enerjilerini sülfür veya amonyak gibi inorganik maddelerden alırlar (bunlara litotrof denir). Bazı diğer arkeler enerjilerini güneş ışığından alırlar (bunlara fototrof denir); ancak bunların hiçbirinde oksijen üreten fotosentez olayı yaşanmaz. Metanojen adı verilen bazı arkeler, metan kullanarak oksijensiz ortamda enerji üretebilirler. Bazı diğer arkelerin atmosferdeki karbondioksiti kullanmaktadır (bunlara ototrof denir).

İnsanlarla Etkileşim

Ekstremofil arkelerin enzimleri, bu aşırı koşullarda yaşamanın anahtarıdır. Bu enzimlerin sentetik olarak üretilmesi, yüksek sıcaklık gerektiren besin işlemleri için kullanılabilmektedir. Ayrıca arkelerin bazı enzimleri, yeşil kimya adı verilen, çevre dostu kimya uygulamaları için ilham kaynağı olmaktadır.

Etimoloji

Arkelerin bilimsel ismi olan Archaea, Yunancada "antik" anlamına gelen ἀρχαῖα (arkhaîa) sözcüğünden türetilmiştir.