Sólin Sólin Rís 10:16 • sest 17:07 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 11:25 • Sest 16:27 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:28 • Síðdegis: 18:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:13 • Síðdegis: 12:47 í Reykjavík
Sólin Sólin Rís 10:16 • sest 17:07 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 11:25 • Sest 16:27 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:28 • Síðdegis: 18:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:13 • Síðdegis: 12:47 í Reykjavík
LeiðbeiningarTil baka

Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=
Forsíða Náttúruvísindi og verkfræði Lífvísindi: almennt Hvað getið þið sagt mér um fornbakteríur?

Flokkun:

11.8.2004
Náttúruvísindi og verkfræði Lífvísindi: almennt

Hvað getið þið sagt mér um fornbakteríur?

Jón Már Halldórsson

Fornbakteríur (archaea) eru að öllum líkindum elsti hópur lífvera á jörðinni og nokkuð víst að þær hafi komið fram fyrir að minnsta kosti 3,5 milljörðum ára. Sennilega hafa eiginlegar bakteríur (eubacteria) þróast einhvern tímann í fyrndinni út frá fornbakteríum.

Fornbakteríur eru dreifkjörnungar líkt og eiginlegar bakteríur og blágrænir þörungar (cyanobacterium), en einkenni dreifkjörnunga er að þeir hafa ekki afmarkaðan kjarnahjúp líkt og heilkjörnungar. Í rafeindasmásjá líkjast fornbakteríur mjög venjulegum bakteríum en þó eru ýmsir veigamiklir þættir sem greina þessa tvo hópa að. Meðal annars er talsverður munur á efnasamsetningu frumuveggja þessara hópa. Sem dæmi má nefna að fornbakteríur hafa ekki peptíðoglycan í frumuveggnum líkt og bakteríur. Einnig er talsverður munur á gerð fitusýra í himnum fornbaktería annars vegar og eiginlegra baktería hins vegar.

Fornbakteríur finnast venjulega við mjög öfgakenndar aðstæður, svo sem í heitum hverum, mjög selturíku eða mjög súru umhverfi. Þegar fornbakteríur komu fram var efnasamsetning lofthjúps jarðar mjög ólík því sem gerist í dag. Ekkert var af uppleystu súrefni (O2) eða köfnunarefni á gasformi í lofthjúpnum heldur voru metangas og ammoníak ríkjandi lofttegundir í andrúmslofti frumjarðar. Fornbakteríur stunduðu því loftfirrða öndun.

Í dag finnast fornbakteríur á stöðum sem minna mjög á þær aðstæður sem forfeður þeirra lifðu við á forkambríum fyrir milljörðum ára og er umhverfi þeirra oft við ystu mörk lífs hér á jörðu. Sem dæmi má nefna svokallaður brennisteinsháðar bakteríur. Ein ættkvísl þessa hóps er Sulfolobus en þær bakteríur oxa brennisteinssambönd til að öðlast orku til lífs. Tegundir ættkvíslarinnar hafa fundist í heitum brennisteinsríkum hverum í Yellowstone þjóðgarðinum í Bandaríkjunum. Sýrustig þessara hvera er á bilinu pH 1,0-2,0 og hitinn er um 85°C.

Meðal fornbaktería er því að finna hitaþolnustu lífverur jarðar og lifa fjölmargar tegundir þessa harðgerða hóps við hitastig sem er yfir 60°C. Metið í hitaþoli eiga tegundir af ættkvíslinni Pyrolobus sem hafa fundist í neðansjávarhverum. Staðfest hitastig í nánasta umhverfi þeirra var um 113°C. Lesa má meira um hitakærar örverur í svari Jakobs K. Kristjánssonar við spurningunni Hvað eru hveraörverur?

Einnig eru til fornbakteríur sem eru afar saltkærar. Þeirra helstar eru tegundir ættkvíslanna Halobacteria og Halococcus. Rannsóknir hafa sýnt að þær vaxa best í saltlausn sem er meira en 20% að styrk og geta jafnvel dafnað vel í mettaðri saltlausn.



Halobacterium salinarum.

Áður fyrr skiptu vísindamenn lífríkinu aðeins í tvo hluta, dýr og plöntur. Þegar leið á 6. áratug síðustu aldar voru menn komnir á þá skoðun að erfitt væri að flokka lífverur eins og sveppi, frumdýr og bakteríur eftir þessu einfalda kerfi. Á 8. áratugnum varð það að samkomulagi að skipta lífríkinu upp í fimm ríki. Fjögur þeirra (dýr, plöntur, sveppir og frumdýr) innihéldu heilkjörnunga en það fimmta var ríki dreifkjörnunga (bakteríur).

Seint á áttunda áratugnum urðu straumhvörf í líffræðinni þegar bandaríski líffræðingurinn dr. Carl Woese fann nýjan hóp baktería, fornbakteríur. Vegna líffræðilegrar sérstöðu þessara baktería lagði hann til að þær yrðu aðskildar frá öðrum dreifkjörnungum og flokkaðar sem þriðja megingerð lífvera í náttúrunni. Erfðarannsóknir á 9. og 10. áratugnum staðfestu sérstöðu fornbaktería og að þær væru í öllum grundvallaratriðum, hvort sem er erfðafræðilega eða lífefnafræðilega, ólíkar öðrum lífverum sem lifa í nánu samneyti við súrefni.

Í framhaldi af því er gjarnan talað um þrískiptingu lífríkisins (sjá mynd) í staðinn fyrir skiptingu lífríkisins í fimm ríki. Þessir flokkar hafa jafnvel verið kallaðir yfirríki (e. superkingdom) sem síðan greinast í ríkin fimm.



Hinn þrískipti lífheimur samanstendur af bakteríum (bacteria), heilkjörnungum (eukaryota) og fornbakteríum (archaea).

Ástæðan fyrir því að fornbakteríur uppgötvuðust svo seint er sú að erfitt er að rækta þær á tilraunastofum þar sem þær lifa við svo öfgakenndar aðstæður eins og áður er lýst. Margt á enn eftir að koma í ljós varðandi þennan óvenjulega og magnaða hóp lífvera. Nýlegar rannsóknir hafa til dæmis sýnt að þær lifa einnig í vistlegri hlutum jarðar svo sem í svifi hafsins. Frekari rannsóknir eiga því vafalítið eftir að auka þekkingu okkar.

Heimild og myndir:

Höfundur

Jón Már Halldórsson

Jón Már Halldórsson

líffræðingur

Útgáfudagur

11.8.2004

Spyrjandi

Ragnhildur Sigurbjartsdóttir, f. 1987

Efnisorð

Tilvísun

Jón Már Halldórsson. „Hvað getið þið sagt mér um fornbakteríur?“ Vísindavefurinn, 11. ágúst 2004, sótt 29. janúar 2025, https://visindavefur.is/svar.php?id=4456.

Jón Már Halldórsson. (2004, 11. ágúst). Hvað getið þið sagt mér um fornbakteríur? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=4456

Jón Már Halldórsson. „Hvað getið þið sagt mér um fornbakteríur?“ Vísindavefurinn. 11. ágú. 2004. Vefsíða. 29. jan. 2025. <https://visindavefur.is/svar.php?id=4456>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki

Senda grein til vinar

=

Hvað getið þið sagt mér um fornbakteríur?
Fornbakteríur (archaea) eru að öllum líkindum elsti hópur lífvera á jörðinni og nokkuð víst að þær hafi komið fram fyrir að minnsta kosti 3,5 milljörðum ára. Sennilega hafa eiginlegar bakteríur (eubacteria) þróast einhvern tímann í fyrndinni út frá fornbakteríum.

Fornbakteríur eru dreifkjörnungar líkt og eiginlegar bakteríur og blágrænir þörungar (cyanobacterium), en einkenni dreifkjörnunga er að þeir hafa ekki afmarkaðan kjarnahjúp líkt og heilkjörnungar. Í rafeindasmásjá líkjast fornbakteríur mjög venjulegum bakteríum en þó eru ýmsir veigamiklir þættir sem greina þessa tvo hópa að. Meðal annars er talsverður munur á efnasamsetningu frumuveggja þessara hópa. Sem dæmi má nefna að fornbakteríur hafa ekki peptíðoglycan í frumuveggnum líkt og bakteríur. Einnig er talsverður munur á gerð fitusýra í himnum fornbaktería annars vegar og eiginlegra baktería hins vegar.

Fornbakteríur finnast venjulega við mjög öfgakenndar aðstæður, svo sem í heitum hverum, mjög selturíku eða mjög súru umhverfi. Þegar fornbakteríur komu fram var efnasamsetning lofthjúps jarðar mjög ólík því sem gerist í dag. Ekkert var af uppleystu súrefni (O2) eða köfnunarefni á gasformi í lofthjúpnum heldur voru metangas og ammoníak ríkjandi lofttegundir í andrúmslofti frumjarðar. Fornbakteríur stunduðu því loftfirrða öndun.

Í dag finnast fornbakteríur á stöðum sem minna mjög á þær aðstæður sem forfeður þeirra lifðu við á forkambríum fyrir milljörðum ára og er umhverfi þeirra oft við ystu mörk lífs hér á jörðu. Sem dæmi má nefna svokallaður brennisteinsháðar bakteríur. Ein ættkvísl þessa hóps er Sulfolobus en þær bakteríur oxa brennisteinssambönd til að öðlast orku til lífs. Tegundir ættkvíslarinnar hafa fundist í heitum brennisteinsríkum hverum í Yellowstone þjóðgarðinum í Bandaríkjunum. Sýrustig þessara hvera er á bilinu pH 1,0-2,0 og hitinn er um 85°C.

Meðal fornbaktería er því að finna hitaþolnustu lífverur jarðar og lifa fjölmargar tegundir þessa harðgerða hóps við hitastig sem er yfir 60°C. Metið í hitaþoli eiga tegundir af ættkvíslinni Pyrolobus sem hafa fundist í neðansjávarhverum. Staðfest hitastig í nánasta umhverfi þeirra var um 113°C. Lesa má meira um hitakærar örverur í svari Jakobs K. Kristjánssonar við spurningunni Hvað eru hveraörverur?

Einnig eru til fornbakteríur sem eru afar saltkærar. Þeirra helstar eru tegundir ættkvíslanna Halobacteria og Halococcus. Rannsóknir hafa sýnt að þær vaxa best í saltlausn sem er meira en 20% að styrk og geta jafnvel dafnað vel í mettaðri saltlausn.



Halobacterium salinarum.

Áður fyrr skiptu vísindamenn lífríkinu aðeins í tvo hluta, dýr og plöntur. Þegar leið á 6. áratug síðustu aldar voru menn komnir á þá skoðun að erfitt væri að flokka lífverur eins og sveppi, frumdýr og bakteríur eftir þessu einfalda kerfi. Á 8. áratugnum varð það að samkomulagi að skipta lífríkinu upp í fimm ríki. Fjögur þeirra (dýr, plöntur, sveppir og frumdýr) innihéldu heilkjörnunga en það fimmta var ríki dreifkjörnunga (bakteríur).

Seint á áttunda áratugnum urðu straumhvörf í líffræðinni þegar bandaríski líffræðingurinn dr. Carl Woese fann nýjan hóp baktería, fornbakteríur. Vegna líffræðilegrar sérstöðu þessara baktería lagði hann til að þær yrðu aðskildar frá öðrum dreifkjörnungum og flokkaðar sem þriðja megingerð lífvera í náttúrunni. Erfðarannsóknir á 9. og 10. áratugnum staðfestu sérstöðu fornbaktería og að þær væru í öllum grundvallaratriðum, hvort sem er erfðafræðilega eða lífefnafræðilega, ólíkar öðrum lífverum sem lifa í nánu samneyti við súrefni.

Í framhaldi af því er gjarnan talað um þrískiptingu lífríkisins (sjá mynd) í staðinn fyrir skiptingu lífríkisins í fimm ríki. Þessir flokkar hafa jafnvel verið kallaðir yfirríki (e. superkingdom) sem síðan greinast í ríkin fimm.



Hinn þrískipti lífheimur samanstendur af bakteríum (bacteria), heilkjörnungum (eukaryota) og fornbakteríum (archaea).

Ástæðan fyrir því að fornbakteríur uppgötvuðust svo seint er sú að erfitt er að rækta þær á tilraunastofum þar sem þær lifa við svo öfgakenndar aðstæður eins og áður er lýst. Margt á enn eftir að koma í ljós varðandi þennan óvenjulega og magnaða hóp lífvera. Nýlegar rannsóknir hafa til dæmis sýnt að þær lifa einnig í vistlegri hlutum jarðar svo sem í svifi hafsins. Frekari rannsóknir eiga því vafalítið eftir að auka þekkingu okkar.

Heimild og myndir:...