Các vi sinh vật cổ mà
trước đây gọi là các vi khuẩn cổ (Archaeobacteria)
là nhóm cơ thể nhân sơ có sớm nhất (khoảng 4 tỷ năm trước đây), được Woese R.
và Woese C.R. tách ra thành một nhánh tiến hóa riêng. Những cơ thể còn lại hiện
nay thường sống trong các điều kiện khác thường.
Những nghiên cứu gần
đây về nhiệt độ và pH tối ưu của vi khuẩn ưa nhiệt và Archaea cho phép chia vi
sinh vật cổ thánh 2 nhóm: Crenarchaeota và Euryarchaeota. Nhóm Crenarchaeota là
những vi sinh vật cổ kị khí bắt buộc, ưa nhiệt và ưa acid (Thermoacidophiles, Thermophiles
anaerobies stricts).
So sánh vi khuẩn và vi sinh vật cổ
Nhóm Euryarchaeota là những vi sinh vật cổ ưa mặn, sinh
methane (methanogenes) và một vài loài kị khí ưa nhiệt.
Những vi sinh vật cổ (số
liệu chủ yếu dựa trên methanogenes) là những đơn bào nhỏ khoảng 1μm có thành tế
bào gồm những hợp chất đặc biệt (thay vì murein
ở đây có acid talosaminuronic, ester của acid béo mạch
không thẳng và glycerol, sự phân nhánh của chuỗi dang ether (-O-) mà không phải
dạng ester (-CO-O-) (lipide ether-phytanyl), có nhiều liên kết muối và hydro trong
protein, có pseudouracil ở vị trí
uracil trong RNAt, không có
dihydrouracil, thymine trong vòng bên của RNAt, chất nhân phân tán trong
sinh chất với lượng nhỏ (chỉ bằng khoảng 1/3 so với chất nhân của E.coli). DNA
của chúng giàu hàm lượng G + X (mối liên kết 3
hydrrogen), ribosome loại cơ thể
nhân sơ, có intron, có coenzyme đặc biệt (M), hầu như không có sự ổn định
về quinon và cytochrome.
Chính những đặc điểm đó đã
giúp cho vi sinh vật cổ sống trong những điều kiện khác thường: nhiệt độ cao
(có loài sống được ở 2500C) dưới 265 atm, chống chịu với lysozyme…
Có 3 nhóm sinh lý và
sinh thái quan trọng là:
* Các cơ thể sinh
methane (methanogenes), đây có lẽ là nhánh
cổ xưa nhất, ở các lớp nước sâu, ở đáy, kị khí, một số loài tìm thấy trong đường
tiêu hóa của động vật nhai lại. Phân loại cơ thể sinh methane dựa chủ yếu vào
khả năng và cơ chế sinh methane của chúng, gồm có 5 bộ:
-
Methanobacteriales, có các loài:
Methanobacterium ivanovii, M. thermoautotrophicum,
M. smithii, M. fervidus, M. sociabilis.
- Methanococcales, có
các loài Methanococcus voltae, M. vannielii, M. thermolithotrophicus.
- Methanomicrobiales,
có loài Methanomicrococcus sp.
-
Methanosarcinales, có các loài
Methanosarcina mazeii, M. barkeri, M. thermophila, M. acetivorans, Methanothrix
sp.
- Methanopyrales có
loài Methanopyrus sp.
Những cơ thể sinh
methane có thể thực hiện những cơ chế khác nhau tùy theo loài (hầu hết là cơ thể
kị khí bắt buộc):
CO2 + 4H2
→ CH4 + 2H2O (ΔG10 = -135,4 KJ/mol)
CH3COOH → CH4
+ CO2 (ΔG10 = -32,5 KJ/mol)
HCOOH + 3H2
→ CH4 + 2H2O
CH3OH + H2
→ CH4 + H2O (ΔG10 = -112,5 KJ/mol)
CH3NH2
+ H2 → CH4 + NH3
(CH3)2S
+ 2H2 → 2CH4 + H2S
Người ta cho rằng những
cơ thể sinh methane cùng với cơ thể dinh dưỡng
methane (methanotrophes) đã làm
tuần hoàn nguyên tử carbon trong thời kỳ khí quyển không có hoặc rất ít oxy.
Sự biển đổi từ CO2
thành CH4 được biết ở vi sinh vật cổ có 4 giai đoạn:
* Các cơ thể ưa mặn
(halophiles) như Haloarcula, Halobacterium.
Những cơ thể này sống
trong môi trường có nồng độ muối cao (ở biển, ở các mỏ muối), hấp thu chất dinh
dưỡng chủ yếu là do chênh lệch gradient nồng
độ muối tạo ra, quá trình quang hợp
ở đây khá đặc bieet nhờ Bacteriorhodopsine, hợp chất
liên kết trong màng sinh chất chứ không phải là khuẩn diệp lục tố
(bacteriochlorophyll).
* Các cơ thể ưa nhiệt,
ưa acid (Thermoacidophiles), là những cơ thể sống ở nguồn đất - nước nóng, ở
vùng núi lửa, chúng là những cơ thể hiếu khí hoặc hiếu kị khí.Ví dụ:
Sulfolobus
acidocaldaricus có nhiệt độ sinh trưởng tối đa là 900C và tối ưu là
750C, ở pH tối ưu là 2,5.
Thermoplasma
acidophilum có nhiệt độ sinh trưởng tối đa là 650C và tối ưu là 600C,
ở pH tối ưu là 1,5.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét