Het mysterieuze leven van archaea

Morgan Hoftijzer, 16 april 2021

Er is ontzettend veel leven om ons heen. Het meeste daarvan is zo klein dat we het niet met onze ogen kunnen zien. Je hebt vast weleens gehoord van bacteriën, beerdiertjes en schimmels. Maar heb jij ook gehoord van archaea?

Onderdeel van:

Avontuurlijke archaea

Archaea zijn piepklein. We kunnen ze niet zien, maar toch zijn ze overal om ons heen. Ze komen bijna overal voor. Bijvoorbeeld in bodems, oceanen en darmen van dieren inclusief de mens. Archaea zijn ook extremofielen: ze zijn te vinden op extreme plekken waar niets anders kan leven. Archaea zijn onder andere ontdekt in vulkanische warmwaterbronnen, waar de temperatuur bijna 100 graden is. Ook in hete bronnen, zoute meren of koude zeebodems weten ze te overleven.

Een gebied waar archaea overleven in Nieuw-Zeeland (Wai-O-Tapu); in kraters, koude en kokende modderpoelen en zwavelgrotten
Christian Mehlführer | Licentie: CC BY 2.5

Kun jij nog meer extreme plekken bedenken waar archaea leven?

Simpel uiterlijk

Archaea hebben verschillende vormen: bolletjes, staafjes, draadjes of rechthoekjes. Elke archaeon bestaat uit één cel (ééncellig). Deze cel is in het algemeen omringd door twee lagen: het celmembraan en de celwand, die de cel beschermen. Binnenin de cel zit vloeibaar cytoplasma. In dit cytoplasma zitten allemaal belangrijke kleine stofjes. Ook het DNA met de erfelijke informatie ligt los in het cytoplasma.

Archaea hebben verschillende vormen, hier zijn deze te zien onder een microscoop
Maulucioni | Licentie: CC BY-SA 4.0

Geen bacteriën

Archaea lijken wat betreft hun uiterlijk veel op bacteriën. Vroeger dachten onderzoekers dan ook dat het bacteriën waren en werden ze daarom archaebacteriën genoemd. Ruim veertig jaar geleden kwamen onderzoekers erachter dat er toch te veel verschillen waren. De celwand van archaea is anders dan die van bacteriën. Ook lijken de processen die in de cel plaatsvinden niet op de processen die plaatsvinden in bacteriën. Daarom hebben de archaea een eigen domein gekregen.

Onderdelen van de cel van archaea.
Morgan Hoftijzer - Naturalis Biodiversity Center | Licentie: CC BY-NC-SA 4.0

Welke overeenkomsten hebben archaea en bacteriën?

Schadelijke scheten

Er zijn veel verschillende soorten archaea. Sommige archaea genaamd methanogenen leven in darmen. Deze archaea zetten de stoffen waterstof en koolstofdioxide om tot de stof methaan. Zo produceren koeien heel veel methaan. Door scheten, boeren en mest komt het methaan in de lucht terecht. Dit methaan is schadelijk voor het klimaat. Best bizar, scheten van koeien helpen dus mee aan opwarming van de aarde.

Koeien produceren veel methaan, wat schadelijk is voor het klimaat.
Michiel Verbeek | Licentie: CC BY-SA 4.0

Onderzoek naar archaea

Archaea zijn redelijk recent ontdekt en er zijn niet zo veel onderzoekers die archaea bestuderen. Daarom is er nog veel onbekend over archaea. Een van de onderzoekers die archaea al meer dan tien jaar bestudeert is Anja Spang. Anja werkt in het Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek als evolutionair microbioloog: zij kijkt naar de evolutie van de kleinste levensvormen.

Om archaea te verzamelen gaat Anja met haar onderzoeksteam op veldwerk. Zo gaan ze soms mee op cruises, waar ze cellen van archaea en bacteriën verzamelen. Uit deze cellen haalt Anja DNA. Daaraan kan ze onderzoeken welke soort het is. Het meeste werk wordt op de computer gedaan. Door te kijken naar verschillende soorten archaea kan Anja een stamboom maken. Hierin is te zien welke soorten archaea aan elkaar verwant zijn, maar ook hoe verwant archaea en bacteriën zijn. 

Wist je dat: eukaryoten (planten, schimmels en dieren) lang geleden zijn ontstaan uit archaea en bacteriën?

Anja Spang onderzoekt archaea. Zij doet dit op Texel in het Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek (NIOZ).
Anja Spang | Licentie: CC BY-SA 4.0

Moeilijk te onderzoeken

Niet alle archaeasoorten zijn makkelijk te onderzoeken. Want wat voor sommige archaea een normale leefomgeving is, is voor mensen moeilijk of zelfs onmogelijk om in te overleven. Daarnaast overleven archaea moeilijk in een laboratorium. Ook dat maakt het lastig om archaea te onderzoeken. Toch probeert Anja met haar onderzoeksgroep archaea in het laboratorium te onderzoeken. Ze vindt dit enorm belangrijk: “Mensen vormen maar een piepklein gedeelte van de stamboom van al het leven op aarde. Het grootste gedeelte van deze stamboom zijn archaea en bacteriën. En juist hierover weten we nog heel weinig.”

Wat zou jij over archaea willen onderzoeken?

Archaea worden in het lab onder een microscoop bekeken. Hier zijn de archaea Ca. Nha. antarcticus en Halorubrum lacusprofundi te zien.
Joshua Hamm en Ricardo Cavicchioli | Licentie: Alle rechten voorbehouden