Arke \ aʁ.ʃe \ veya Arke ( Antik Yunan ἀρχαῖος , "orijinal, ilkel"), eski olarak bilinen arkelerinkinden vardır mikroorganizmalar hücreli prokaryotlar , demek olduğunu, canlıların tek ibaret hücrenin içermez sadece çekirdeği veya bakteri gibi organeller . Genellikle ikincisine benzeyen arkeler, 1965'te başlayan prokaryotlar üzerinde filogenetik araştırmalar , Carl Woese ve George E. Fox'un 1977'de yayınlanan bir çalışmasıyla sonuçlanıncaya kadar , uzun süre özel ekstremofilik bakteriler olarak kabul edildi . filogenetik ağaç göre dizilerin bir gen için ribozomal RNA mili içinde incelenmiştir organizmaların prokaryotlar ikiye bölünmüş olan alanlar , farklı bu bakteri ve bu arkeler . Bugün ökaryotik ağacın Asgård arkeleri arasında ortaya çıktığını biliyoruz . Böylece arke , Eukaryota ile bir klad oluşturur, ancak ikincisinin tabanında yer alan parafiletik bir grup oluşturur .
Kendi bakış açısından genetik , biyokimya ve moleküler biyoloji , arkeler itibaren bakterilerden farklı olarak organizmalar ökaryotlar . Enzimler gerçekleştirilmesi DNA replikasyonu , transkripsiyon ve DNA içine gibi RNA hem de çeviri bölgesinin mesajcı RNA içine proteinler arkelerde olarak varlığı, ökaryotlarda bu olup bakteri kişilerce ilişkili histonlar olarak genetik malzemenin arkelerin onları ökaryotlara yaklaştırır ve bakterilerden ayırır. Ek olarak, arke genlerinin intronları vardır ve haberci RNA'ları , ökaryotlarda olduğu gibi bakterilerde olmayan transkripsiyon sonrası değişikliklere uğrar . Öte yandan, bazı arkeler, metanojenik arkelerde metanojenez gibi bakteri veya ökaryotlarda bulunmayan metabolik yollara sahipken, bir bütün olarak arke , metanojen arkelerin aksine yağ asidi sentazından yoksundur . yağ asitlerinin çok sınırlı kullanımı ve plazma zarları , bakteri ve ökaryotlardan farklı olarak esas olarak eterlipidlerden oluşur . Arkelere özgü başka bir özellik, bazılarında psödopeptidoglikan veya psödomurinden oluşan bir hücre duvarının varlığıdır .
Arkeler Esas itibarıyla olarak görülmektedir aşırı sert organizmalar , özellikle de mevcut okyanus hidrotermal deliklerin , volkanik kaplıcalar ya da tuz gölü , ancak çeşitli keşfedilmiştir zamandan beri biyotoplar gibi, zorunlu aşırı değildir toprak , deniz suyu , arasında bataklık , bağırsak florası ve ağız ve hatta insan göbek . Arkelerin özellikle okyanuslarda çok sayıda olduğu söylenir ve planktonun bir parçasını oluşturanlar , Dünya'daki en bol organizma gruplarından birini oluşturur . Arkeler de halka karbon ve nitrojen döngüsüne az da olsa dahil olmuştur . Herhangi bir patojenik veya parazitik kemer örneğini gerçekten bilmiyoruz , ancak bunlar genellikle karşılıklı veya ortaktır . Metan arke ve insan bağırsak ve geviş getiren hayvanlarda ve böylece de olumlu katılma sindirim .
Arkeler genellikle boyut ve şekil olarak bakterilere benzer, ancak bazı arke türleri, düz kare bir hücreye sahip Haloquadratum walsbyi gibi alışılmadık bir şekil sergiler . Bakterilerle olan bu görsel benzerliklere rağmen, arkeler hücre zarının yapısı gibi belirli biyokimyasal karakterlerle ayırt edilirler . Ek olarak, DNA replikasyon mekanizması , transkripsiyon ve translasyonda yer alan enzimler dahil, ökaryotlarda bulunanlara benzer genler ve metabolik yollar sergilerler . : Arkeler ökaryotlar göre enerji kaynaklarının daha çeşitli kullanım , bir organik bileşik gibi şekerler , amonyak , metal iyonları ve hatta hidrojen besin maddesi olarak gaz. Haloarchaea kullanımı güneş ışığı , bir enerji kaynağı olarak, bazı arkeler türleri olabilir ödenek karbon Ancak farklı bitki ve siyanobakteri , bu iki fenomen sandığından yetenekli bir arke bilinen türler. Arkea eşeysiz olarak çoğalır ve ikili bölünme , parçalanma veya tomurcuklanma ile bölünür . Bakteriler ve ökaryotlardan farklı olarak, bugüne kadar tanımlanmış hiçbir arke türü spor oluşturamaz .
Arkeler son derece çeşitlidir. Bazıları, ekstrem koşullarda yaşama yetenekleriyle bilinirler ve ekolojik nişleri işgal ederler ki, bunlar genellikle yalnızca kendilerinin işgal ettiği yerlerdir ( pH 0'a yakın, sıcaklık 100 °C'nin üzerinde , örneğin yüksek tuzluluk), ancak daha fazla bölgede yaşayan birçok arke vardır. toprak, göller, deniz veya hayvanların bağırsakları gibi yaygın ve çok çeşitli biyotoplar . Toplam biyokütlenin %20'sine kadar katkıda bulunurlar . Bu prokaryotlar artık Dünya'da yaşamanın önemli bir parçası olarak kabul edilmektedir, karbon döngüsünde ve nitrojen döngüsünde rol oynayabilirler . Açıkça tanımlanmış patojenik veya parazitik arke örneği yoktur , ancak karşılıklı veya ortak türler vardır . Örneğin, insanların ve geviş getirenlerin bağırsaklarından gelen metanojenik arkeler , gıdanın sindirimine katılır . Arkeler, örneğin biyogaz üretmek için metanojenlerin kullanımı veya atık su arıtımına katılımları gibi teknolojide de önemlidir . Ek olarak, yüksek sıcaklıklara ve organik çözücülere dayanıklı ekstremofilik arke enzimlerinden biyoteknolojide yararlanılmaktadır .
Başında XX inci yüzyıl , prokaryotlar organizmaların tek bir grup olarak kabul edildi ve bunların temelinde sınıflandırılmış biyokimya , onların morfolojisi ve metabolizma . Örneğin, mikrobiyologlar mikroorganizmaları hücre duvarı yapılarına , şekillerine ve tükettikleri maddelere göre sınıflandırmaya çalışıyorlardı . Bununla birlikte, 1965'te prokaryotlar arasındaki akrabalık bağlantılarını bu organizmaların genlerinin dizilerini kullanarak incelemeyi mümkün kılan yeni bir yaklaşım önerildi . Filogenetik olarak bilinen bu yaklaşım günümüzde kullanılan yöntemdir.
Archaea ilk olarak 1977'de Carl Woese ( Amerika Birleşik Devletleri'nde Urbana'daki Illinois Üniversitesi'nde profesör ) ve George E. Fox tarafından 16S ribozomal RNA ( rRNA ) genlerinin dizilerine dayanan filogenetik ağaçlarda prokaryotlardan ayrı bir grup olarak sınıflandırıldı . Bu iki grup başlangıçta öbakteriler ve arkeobakteriler olarak adlandırıldı ve bir alt krallık veya krallık olarak ele alındı . Woese, bu prokaryotlar grubunun temelde bakterilerden farklı olduğunu savunuyor. Bu farklılığın altını çizmek ve ökaryotlarla birlikte canlıların çok farklı üç alanını oluşturduklarını vurgulamak için bu iki alan daha sonra Arkea ve Bakteri olarak yeniden adlandırıldı . Archaea kelimesi , "eski şeyler" anlamına gelen eski Yunanca ἀρχαῖα'dan gelir. Onların adına, gibi başkaları Thomas Cavalier-Smith sonra adlandırılan arke göz önüne Arkeobakteriler , sadece bir olan şube ( filumunu arasında) Unibacteria içinde krallığın bakteri.
Başlangıçta, sadece metan bakterileri başlangıçta ile izole edilmiş, Carl Woese bu yeni etki yerleştirildi ve arke kabul edildi ekstremofiller sadece gibi yaşam alanlarının mevcut kaplıcalar ve tuz gölü Woese 1979 keşfedilmiştir: hyperhalophiles (cins halobakteriyum (o) thermoacidophiles Thermoplasma asidophilum , Sulfolobus acidocaldarius ), Kari Stetter 1981'de bir anaerobik izole hipertermofilik archaea'yı , Pyrococcus furiosus . Sonunda XX inci yüzyıl , mikrobiyologlar arkea böyle toprak ve okyanuslar gibi doğada yaygın ve habitat çeşitliliğine ortak olduklarını organizmaların bir büyük ve çeşitli grup aslında fark etti. Arkeanın öneminin ve her yerde bulunabilmesinin bu yeni takdiri, sudaki veya toprak numunelerindeki prokaryotları nükleik asitlerinden tespit etmek için polimeraz zincir reaksiyonu ile mümkün olmuştur. Bu, laboratuvarda kültürü yapılamayan veya kültürü zor olan organizmaların saptanmasını ve tanımlanmasını sağlar.
Bu organizmalar uzun zamandır bakterilerle birlikte " prokaryotlar " genel terimi altında gruplandırılmıştır . Bunları ayırt etmek için mikrobiyologlar , mikroskop altında görülebilen küçük farklılıkların yanı sıra fizyolojik farklılıklara (örneğin belirli bir ortamda gelişme yeteneği) dayanan bir karşılaştırma ve sınıflandırma sistemi geliştirdiler.
Farklı prokaryotlar arasındaki soyağacı ilişkilerini aydınlatmak söz konusu olduğunda, biyologlar gerçeklerle yüzleşmek zorunda kaldılar: Besinsel ve fenotipik farklılıklar , farklı organizmaların doğru bir şekilde sınıflandırılmasına izin vermeyecekti. Sırasında 1970'lerde , biyologlar mümkün belirlemek için yapım canlıların hücreleri tam kalbinde, bilginin yeri doldurulamaz varlığından haberdar oldu soyoluşun , DNA'yı. Gen bir hücrede tespit çok uzun yıllar önce yaşamış bir genin türüdür. Bu nedenle iki organizma arasındaki gen-gen karşılaştırması, ortak atadan ayrılmadan bu yana geçen süreyi ölçmeyi mümkün kılar.
Carl Woese gerçekleştirilen bu ribozomal RNA (veya rRNA, hücrede yer alan moleküllerin biri) o mümkün olduğunda iki net bir şekilde ayrı grupların varlığını göstermek için yapılan okuyan organizmaların: bakteri ve archaebacteria. Spesifik olarak, arke rRNA'ları aslında bakteriyel rRNA'lardan ökaryotlardan olduğu kadar farklıdır. Woese, yaşayan dünyayı bir çekirdeğin varlığına veya yokluğuna bağlı olarak iki büyük gruba ayırmanın artık gerekli olmadığı, daha çok üç ilkel alana ayırmanın gerekli olduğu sonucuna vardı : bakteri, arke ve ökaryotlar.
Çok sayıda çalışma , arke ve ökaryotlardan oluşan grubun monofiletik karakterini doğrulamaktadır (ancak arkea tek başına değil). Bu mikroorganizmalar form olarak bakterilere benzer, ancak moleküler bir bakış açısıyla, bazı özellikleri onları bakterilere yaklaştırırken, diğerleri ökaryotlara daha yakındır. Bu nedenle arkeleri bakterilerin atası olarak sunmak mümkün değildir.
Arkelerin ve genel olarak prokaryotların sınıflandırılması hem hızla gelişmektedir hem de tartışmalı bir alandır. Yalnızca metabolik kriterlere göre arkeler metanojenik , halofilik , termofilik veya sülfo bağımlı olmalarına göre dört ana gruba ayrılmıştır .
Mevcut sınıflandırma sistemleri, arkeleri ortak yapısal özellikleri ve ataları paylaşan organizma grupları halinde düzenlemeyi amaçlar. Bu sınıflandırmalar kullanımına dayanmaktadır dizisi arasında genler arasında ribozomal RNA organizmalar (moleküler filogenetik) arasındaki ilişkileri ortaya çıkarmak için. Ekilebilir arkelerin çoğu iki ana dalın üyeleridir : Euryarchaeota ve Crenarchaeota . Diğer gruplar geçici olarak oluşturulmuştur. Örneğin, 2003 yılında keşfedilen kendi türü Nanoarchaeum equitans yeni bir filumda sınıflandırıldı: Nanoarchaeota . Yeni bir filum, Korarchaeota da önerilmiştir; iki ana filumun özelliklerini paylaşan, ancak Crenarchaeota ile daha yakından ilişkili olan küçük bir sıra dışı termofilik tür grubu içerir . Son zamanlarda ortaya çıkarılan, 2006'da keşfedilen arkeal Richmond Mine asidofilik nanoorganizmaları (ARMAN) gibi diğer arke türleri, daha önce bilinen diğer gruplarla yalnızca uzaktan ilişkilidir. Superphylum TACK , Thaumarchaeota , Aigarchaeota , Crenarchaeota ve Korarchaeota'yı birlikte gruplamak için 2011'de önerildi .
Loki archea onun tarafından 2015 yılında tanımlanmış, genom olarak nitelikli Candidatus içinde bakteriyel terminoloji , bir gelen ait olacaktır filogenetik bakış için, dal en yakın ökaryotlar . Metagenomik analiz ile sucul tortullarda Loki ile ilgili yeni arkea hatları tespit edilmiştir . Archaea Odin , Thor ve Heimdall ile, oluşturacaktır Loki , süper şube Candidatus tanrılarının krallığın adından sonra 2017 yılında önerilen "Asgard", İskandinav mitolojisinde . Başka NCBI çalışma olduğunu gösterir Asgard'ın arke ve ökaryotlarda bir formu monofiletik clade adında Eukaryomorpha .
LPSN'ye göre:
ve önerilen
Tom A. Williams ve arkadaşlarına göre. , 2017 ve Castelle & Banfield, 2018 (DPANN):
Neomura |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Prokaryotik hücrelerin bilinen fosilleri neredeyse 3.5 milyar yıl öncesine tarihlenmiş olmasına rağmen , çoğu prokaryotun kendine özgü morfolojileri yoktur ve fosillerin şekilleri onları arke olarak tanımlamak için kullanılamaz. Öte yandan, arkelerin karakteristik lipidleri şeklindeki kimyasal fosiller daha fazla bilgi verir, çünkü bu bileşikler diğer organizma gruplarında yoktur. Bazı yayınlar , 2,7 milyar yıllık şeyllerde prokaryotlardan veya ökaryotlardan gelen fosil lipitlerin bulunduğunu öne sürdü . Ancak o zamandan beri bu veriler sorgulandı. Bu lipidler ayrıca Prekambriyen'den kalma kayalarda da tespit edilmiştir . Bu izoprenik lipitlerin bilinen en eski izleri, Batı Grönland'daki Isua Formasyonu kayalarından gelmektedir. Bu kayalar, 3.8 milyar yıl önce oluşmuş ve Dünya'daki en eski tortulları içermektedir.
Bir deney fosilleşmesi ait ilk fosil (> 3 ilkesinden Ga ) hücresel yapılarda silisin çökeltilmesi yoluyla anlamına gelmektedir) silisleşmenin tarafından oluşturulmuştur. Laboratuarda , kolonize olan mikroorganizmalara (termofiller, anaeroblar ve ototroflar) yakın olduğu düşünülen Arches ( Methanocaldococcus jannaschii (en) ve Pyrococcus abyssi ) ve Bakteriler ( Chloroflexus aurantiacus (en) ve Geobacillus (en) sp. ) suşlarını fosilleştirdik . ilkel Dünya (ve muhtemelen Mars gezegeninde yaşamış olabilecek organizmalara yakın ). Elektron mikroskobu (SEM, TEM, Cryo-SEM) ile gözlemleri , gerçek antik fosillerin konumu için yararlı morfolojik göstergeler verdi (mikrometrik küreler, tübüller ve filamentli veya görünüşte lifli elementler gibi prebiyotik yapılarla karıştırılmamalıdır. organik Kimya); kimyasal analizler (GC, GC-MS, HPLC) için aynısı, silisleşme yoluyla bu fosilleşme süreci sırasında organik maddenin bozunması/korunması hakkında veri sağlamıştır. Böylece arke: Bu çalışma, kendilerini silicify olmadığını belli mikroorganizmaları doğruladı M. jannaschii hızla parçalanan ise P. abyssi, Geobacillus sp. ve C. aurantiacus silisleşmiş ancak her türe özgü bir yoğunlukta. Silisleşmiş denemede sırasında bu bazı mikroorganizmalar üreterek hayatta kalmak için EPS Ya da bir silis iticilik mekanizması ile. Halihazırda keşfedilen fosiller, bu nedenle, o sırada fiilen mevcut olan türlerin (veya sayılarının veya baskınlıklarının) mutlaka temsilcisi değildir.
Woese, bakterilerin, arkelerin ve ökaryotların her birinin, atadan kalma bir organizma kolonisinden ayrılan ayrı bir soyu temsil ettiğini öne sürüyor. Bununla birlikte, Gupta veya Cavalier-Smith gibi diğer biyologlar, arke ve ökaryotların bir grup bakteriden kaynaklandığını iddia etmişlerdir. Bakterilerin ve arkelerin son ortak atasının termofilik bir organizma olması mümkündür, bu da yaşamın yüksek sıcaklık koşullarında ortaya çıkma olasılığını artırır. Ancak bu hipotez, tüm bilim topluluğu tarafından onaylanmamıştır. Öte yandan, arkeler ve bakteriler birbirleriyle ökaryotik hücrelerden daha fazla akraba olmadıklarından, bu durum prokaryot teriminin gerçek bir evrimsel anlamı olmadığı ve tamamen reddedilmesi gerektiği argümanına yol açar.
Arkeler ve ökaryotlar arasındaki ilişki önemli bir konu olmaya devam etmektedir. Aşağıda tartışılan hücre yapısı ve biyokimyasal mekanizmalardaki benzerliklere ek olarak, birçok filogenetik ağaç, arke ve ökaryotları birlikte gruplandırır. Erken analizlerden bazıları, ökaryotlar ile Euryarchaeota filumunun arkeleri arasındaki ilişkinin, Euryarchaeota ve Crenarchaeota filumu arasındaki ilişkiden daha yakın olduğunu öne sürdü . Bununla birlikte, ökaryotların atalarının arke ile ortak atadan erken ayrışmış olması artık daha olası kabul edilmektedir. Thermotoga maritima gibi belirli bakterilerin genomundaki arkelerden genlerin keşfi, yatay gen aktarımı gerçekleştiği için organizmalar arasındaki ilişkileri belirlemeyi daha da zorlaştırıyor . Ökaryotik genomlardaki arke genleri de yatay transferden gelebilir.
Ortak soy ata ve ağaç farklılaşmasının ortak aksiyomlarına dayanmayan tamamen farklı bir teori, endosimbiyotik teoridir . Buna göre, ökaryotlar bakteri ve arke arasındaki bir füzyondan gelişti, kendisi de simbiyotik bir ilişkinin evriminden kaynaklanan bir füzyon . Bu teori, onu destekleyen bilinen gerçeklerin çeşitliliği nedeniyle bugün yaygın olarak kabul edilmektedir. Arkeler olarak, ökaryotların yakın grubudur superphylum arasında Asgard'a archaea ( Asgardarchaeota ). Bunların genom kodlar bir dizi protein aynı ya da proteinlere benzer ökaryotlara özgü olduğu düşünülen, ve özellikle de aktin oluşturan hücre iskeleti . Mitokondri kendi kısmı için gelen Endosimbiyotik bir rhodobactérie (tr) (Bir alfa Proteobacteria ).
Arkeler genellikle tek bir dairesel kromozoma sahiptir . Büyük Arkeen genom bugüne kadar sıralandı arasında olmasıdır Methanoarcina acetivorans 5751492 ile , baz çiftleri genom ise Nanoarchaeum equitans en küçük sıralandı, tarihe sadece 490.885 ile bu büyüklükte onda mı baz çifti . Nanoarchaeum equitans genomunun proteinleri kodlayan 537 gen içerdiği tahmin edilmektedir . Arkeada plazmit adı verilen ekstra kromozomal elementler de bulunur. Bu plazmitler, bakteriyel konjugasyona benzer bir süreçte, fiziksel temas yoluyla hücreler arasında transfer edilebilir .
Arkelerin çoğaltılması, ikili bölünme, çoklu fisyon veya parçalanma ile aseksüel olarak gerçekleşir. Mayoz oluşmaz, tüm yavrular aynı genetik materyali var. DNA replikasyonundan sonra kromozomlar ayrılır ve hücre bölünür. Arkelerin hücre döngüsünün ayrıntıları, Sulfolobus cinsinde az sayıda çalışmanın konusu olmuştur . Bu döngü hem ökaryotik hem de bakteriyel sistemlere benzer karakterlere sahiptir. Arke türlerine bağlı olarak, kromozomlar , ökaryotların eşdeğer enzimlerine benzeyen DNA polimerazları kullanılarak bir veya daha fazla başlangıç noktasından ( kopyalamanın kökenleri) çoğaltılır . Bununla birlikte, hücre etrafında büzülme halkası oluşturan Filamentli sıcaklığa duyarlı mutant Z ( FtsZ) proteini ve hücrenin kalbindeki yeni oluşan septumun bileşenleri gibi hücre bölünmesi proteinleri, bakteriyel eşdeğerlerine benzer.
Bakterilerde ve ökaryotlarda sporlar varsa , bunlar bilinen tüm arkelerde asla gösterilmemiştir. Haloarchaea'nın bazı türleri, fenotipik değişikliklere uğrayabilir ve kalın duvarlar da dahil olmak üzere farklı hücre türleri ile büyüyebilir. Ozmotik şoka (in) dayanıklı yapılar, arkelerin düşük tuz konsantrasyonlu suda hayatta kalmasına izin verir, ancak bunlar üreme yapıları değildir ve yeni habitatlara dağılmasına yardımcı olabilirler.
Arkeler hem morfolojik hem de fizyolojik olarak çok çeşitlidir. 0.1 ile 15 µm arasında değişen büyüklükte tek hücreli varlıklardır , ancak bazıları filamentler veya agregalar (200 µm'ye kadar filamentler) oluşturmak üzere gelişirler . Küresel ( kabuk ), spiral, çubuk şeklinde (basil), dikdörtgen vb.
İkili bölünme, tomurcuklanma veya parçalanma yoluyla çok çeşitli üreme biçimleri gösterirler.
Beslenme açısından bakıldığında, kemilitoototroflardan (enerjilerini biyolojik kökenli olmayan kimyasal gradyanlardan elde eden) organotroflara kadar birçok gruba ayrılırlar .
Fizyolojik açıdan aerobik , fakültatif anaerobik veya kesinlikle anaerobik olabilirler.
Arkeler çok çeşitli habitatlarda bulunur ve gezegenin ekosistemlerinin önemli bir bileşenidir . Okyanuslardaki mikrobiyal hücrelerin %20'sine kadar katkıda bulunabilirler. Pek çok arke ekstremofildir ve ekstrem ortamlar başlangıçta onların ekolojik nişleri olarak düşünülmüştür . Gerçekten de, bazı arkeler gayzerlerde , siyah sigara içenlerde ve petrol kuyularında karşılaşılan genellikle 100 ° C'nin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda yaşar . Diğerleri çok soğuk habitatlarda, diğerleri ise çok tuzlu, asidik veya alkali su ortamlarında bulunur. Bununla birlikte, diğer Archaea türleri mezofiliktir ve bataklıklarda , kanalizasyonda , okyanuslarda ve topraklarda çok daha ılıman koşullarda yetişir .
Ekstremofilik arkeler dört ana fizyolojik grubun üyeleridir. Bunlar halofiller , termofiller , alkalofiller ve asidofillerdir . Bu grupların filogenetik sınıflandırmadaki dallarıyla hiçbir bağlantısı yoktur. Yine de, sınıflandırma için yararlı bir başlangıç noktasıdır.
Halofiller, örneğin Halobacterium cinsi , tuz gölleri ( Utah'ın Büyük Tuz Gölü ), deniz kıyısı, tuz bataklıkları, Ölü Deniz gibi %25'e varan tuz konsantrasyonları ile tuzlu ortamlarda yaşar . Üyeleri sırayla ait halobacteriales ( haloferaks , halobakteriyum , halococcus , Halorubrum , Natrinema , natronococcus ...) tuza toleranslı arkelerin örnekleridir. Karotenoidler nedeniyle genellikle kırmızıdan sarıya pigmentasyona sahiptirler ve belirli göllerin renklendirilmesinden sorumludurlar ( örneğin Kenya'daki Magadi Gölü ). Termofiller , kaplıcalar gibi yerlerde, 45 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda en iyi şekilde gelişirler ; hipertermofilik arkeler, 80 °C'nin üzerindeki bir sıcaklıkta en iyi gelişenler olarak tanımlanır . Pyrococcus , Methanopyrus , Thermococcus , Sulfolobus , Pyrodictium hipertermofilik arke örnekleridir. Pyrobaculum derin sıcak yağ rezervuarlarından gelir. Pyrolobus fumarii 113 °C'ye kadar çoğalma yeteneğine sahiptir . Yeni bir çalışma göstermiştir soy 116 arasında Methanopyrus kandleri'nin kadar büyür 122 ° C vücut hala büyümek mümkün olduğu en yüksek kaydedilen sıcaklık,. Diğer arkeler çok asidik veya alkali koşullar altında büyüyebilir. Örneğin, daha uç asidofilik arkelerin biridir Picrophilus torridus 1.2 eşdeğer 0 bir pH büyür, mol arasında sülfürik asit .
Daha yakın tarihli araştırmalar, arkelerin yalnızca mezofilik ve termofilik ortamlarda değil, aynı zamanda düşük sıcaklıklarda, bazen çok sayıda var olduğunu göstermiştir. Bu nedenle arkeler, kutup denizleri gibi soğuk okyanus ortamlarında yaygındır. Arkeler aslında plankton topluluğunda ( pikoplanktonun bir parçası olarak ) dünyanın tüm okyanuslarında çok sayıda bulunur . Bu arkeler mikrobiyal biyokütlenin %40'ını temsil etse de, bu türlerin neredeyse hiçbiri izole edilmemiş ve saf kültürde çalışılmamıştır . Bu nedenle, okyanus ekolojisinde arkelerin rolüne ilişkin anlayışımız ilkeldir, bu nedenle küresel biyojeokimyasal döngüler üzerindeki etkileri büyük ölçüde keşfedilmemiş kalır. Bazı deniz Crenarchaeota'ları nitrifikasyon yeteneğine sahiptir, bu organizmaların okyanus nitrojen döngüsünde önemli bir rol oynadığını düşündürür , ancak diğer enerji kaynaklarını da kullanabilirler. Deniz dibini kaplayan tortullarda da çok sayıda arke bulunur ve bu tortullarda bir metreden fazla derinliklerde yaşayan hücrelerin çoğunluğunu oluşturacaktır. Arkealar bataklıklarından (üretilmesi metan) sorumludur bataklıklarından gaz (örneğin Poitevin). Birçok metanojenik arke, geviş getirenlerin ( Methanomicrobium , Methanosarcina ), termitlerin veya insanların sindirim sisteminde bulunur . Göbek faunası (insan göbeğinde yaşayan mikroorganizmalar) üzerinde yapılan çalışmalar, bu bölgede arkelerin varlığını göstermiştir.
Metanojenik arke varlığı ile periodontal hastalık arasında ilişkiler öne sürülmesine rağmen , bugüne kadar patojenik arkelerin olduğuna dair net bir kanıt yoktur .
Günümüzde laboratuvarda çok sayıda arke yetiştirilememekle birlikte, birçok tür uygun kültür ortamları kullanılarak ve mümkün olduğu kadar doğal yaşam alanlarının çevresel koşulları çoğaltılarak yetiştirilebilir. İnsan göbeğinde bulunan arkelerin etkileri henüz araştırılmamıştır.
Arkeler, hücresel yapıları ve metabolizmaları açısından birçok yönden bakterilere benzerler . Bununla birlikte, replikasyon , transkripsiyon ve translasyon süreçlerinde yer alan mekanizmalar ve proteinler , ökaryotlarda bulunanlara benzer özellikler sergiler . Archaea'nın diğer iki canlı alanına (bakteri ve ökaryotlar) kıyasla özellikleri şunlardır: