Archea (Archaea, z řec. ἀρχαῖα, archaia — starobylý), jednotné číslo archeon či v latinizované podobě archeum, dříve též archebakterie (Archaebacteria), je rozsáhlá skupina (doména) prokaryotických jednobuněčných organismů, jejíž nezávislost na ostatních doménách života (bakterie a eukaryota) byla zjištěna teprve roku 1977. Od r. 2015 existují silné indicie pro fakt, že uvnitř archeí, v nadkmeni Asgard, má svůj původ i prapředek všech eukaryot (mitochondrii však získal endosymbiózou od bakterií), což by doménu archeí v tradičním rozsahu činilo parafyletickou.
Velikost buněk se u různých zástupců značně liší, obvykle se pohybuje od 0,1 do 15 mikrometrů. Od bakterií a eukaryot je odlišuje stavba jejich cytoplazmatické membrány, buněčné stěny, genom a některé metabolické pochody. Rozmnožují se binárním dělením.
Na Zemi se archea objevila již před 3,5 miliardami let. Ačkoliv se mnohá archea vyskytují v pestrém spektru různých prostředí, dnes jsou známa především jako extrémofilní organismy. Vyhledávají extrémní stanoviště s vysokou teplotou, extrémním pH či vysokým obsahem solí. Hrají významnou roli v koloběhu prvků, zejména uhlíku, dusíku a síry. Některá archea či jejich enzymy našly užití i v technologiích a průmyslu.
Klasifikace Počátky výzkumu náhled|vpravo|250px|První nálezy archeí pocházejí z extrémních prostředí, jako jsou horká vřídla(rozměry vřídla: asi 75×91 m, letecká fotografie) Na začátku dvacátého století byla všechna prokaryota (dnes archea a bakterie) považována na základě biochemických, morfologických a fyziologických znaků za stejnorodou skupinu organismů. Vědce k tomu vedlo například složení jejich buněčné stěny, tvar buňky a druh přijímané potravy. Ke zmíněné úrovni poznání archeí přispívala i skutečnost, že je archea těžké kultivovat: vyžadují specifickou teplotu, obsah solí a množství kyslíku. V roce 1965 byl navržen nový typ klasifikace, který spočíval ve zjišťování genových sekvencí nukleových kyselin daného organismu. Na základě genetického materiálu lze totiž poznat, která prokaryota jsou si příbuzná více a která méně. Tento tzv. fylogenetický typ systematiky se užívá dodnes.
Carl Woese a George E. Fox v roce 1977 na základě sekvenace genů kódujících rRNA (ribozomální RNA) vytvořili termín archebakterie pro popis organismů, které jsou fylogeneticky nezávislé na pravých eubakteriích (Eubacteria). Dnes se pro archebakterie spíše používá taxon Archaea a pro tehdejší eubakterie se razí termín bakterie, čímž se zdůrazňuje vzájemná nezávislost těchto skupin organismů. Tři skupiny života, tedy archea, bakterie a eukaryota, se často označují jako domény.
Zpočátku se do nové domény řadila pouze methanogenní prokaryota, protože se předpokládalo, že archea žijí jen v extrémních podmínkách (tzv. extrémofilové), jako jsou např. horká vřídla či slaná jezera. Na konci dvacátého století se však zjistilo, že se archea běžně vyskytují v půdě jako součást edafonu či v mořské vodě jako součást planktonu. Archea zde byla objevena na základě sběru vzorků nukleových kyselin z prostředí. Ty byly namnoženy pomocí polymerázové řetězové reakce a identifikovány; většinu archeí totiž nelze kultivovat v laboratoři.
Nově objevené skupiny náhled|200px|vlevo|Archea nesourodé skupiny ARMAN, žijící v kyselém prostředí dolů, patří pravděpodobně do příbuzenství Nanoarchaeot
Klasifikace archeí je i dnes neustále v pohybu. Současné systémy se snaží seskupovat organismy na základě jejich skutečné příbuznosti. Velkou roli v systematice hrají sekvence genů pro ribozomální RNA, díky nimž lze příbuzenské vztahy odhalit. Většina z těch nejznámějších archeí se dnes řadí do dvou kmenů, Euryarchaeota a Crenarchaeota. Přesto existují a jsou nadále objevovány i další kmeny, například druh Nanoarchaeum equitans, objevený v roce 2003, je klasifikován v samostatném kmeni Nanoarchaeota. Pro hrstku neobvyklých termofilních archeí se zase zavedl kmen Korarchaeota. Podobně byl pro druhy Nitrosopumilus maritimus, Cenarchaeum symbiosum a příbuzná mezofilní archaea zaveden kmen Thaumarchaeota.
Sekvenování archeálních genomů přineslo objevy mnoha dalších odlišných linií: V roce 2011 byl navržen nový kmen Aigararchaeota pro archeum Caldiarchaeum subterraneum, nalezené v geotermálních vodách v podzemním zlatém dolu, v r. 2012 pak kmen Geoarchaeota pro archaea nalezená v kyselých Yellowstonských horkých pramenech bohatých na železo a chudých na kyslík. Jejich postavení není vyjasněné – mohou být sesterskou skupinou Aigararchaeot nebo pouze vnitřní větví Crenarchaeot. V roce 2013 pak bylo objeveno několik linií (Aenigmarchaeota a Nanohaloarchaeota) blízkých kmeni Nanoarchaeota; k této skupině byla jako sesterská skupina identifikována skupina ARMAN, po rozšíření o další objevené druhy rozdělená do podskupin Parvarchaeota a Diapherotrites, a bylo navrženo označovat celý klad jako DPANN. Do tohoto kladu přibyly od té doby další skupiny, zjištěné molekulárními analýzami (Micrarchaeota, Pacearchaeota, Woesearchaeota). V roce 2015 pak byla jako sesterská skupina Thaumarchaeot objevena Bathyarchaeota. V témž roce byl navržen nový kmen Lokiarchaeota pro skupinu archeí objevených sekvenováním vzorků z „Lokiho hradu“, systému černých kuřáků, tedy vulkanických hydrotermálních průduchů v oblasti atlantského středooceánského hřbetu mezi Grónskem a Norskem. Ač dosud nebyli kultivováni životaschopní jedinci, z DNA je zřejmé, že obsahuje více než 100 genů, které zřejmě souvisejí s pokročilými buněčnými funkcemi známými jen u eukaryot (např. tvorba vezikulů, tedy váčků obalených plazmatickou membránou). Fylogeneticky spadají do příbuzenství kmenů Thaumarchaeota, Aigararchaeota, Crenarchaeota a Korarchaeota a pravděpodobně jsou nejbližšími známými archeálními příbuznými eukaryot. V roce 2016 přibyl návrh nového kmene Thorarchaeota, pravděpodobně sesterského k Lokiarchaeota, a nového kmene Verstraetearchaeota, pravděpodobně sesterského k Crenarchaeota. Na začátku roku 2017 byl publikován objev dvou nových skupin Odinarchaeota a Heimdallarcheota, blízkých kmenům Lokiarchaeota a Thorarchaeota, linie Hydrothermarchaeota odvětvující se na bázi DPANN a linie Geothermarchaeota ještě příbuznější kmeni Thaumarchaeota než Bathyarchaeota. Linie Marsarchaeota, nově objevená v r. 2018, byla nazvána podle prostředí s vysokým obsahem oxidů železa, ve kterém se vyskytuje v oblasti Yellowstonského parku; oxidy železa jsou charakteristické i pro povrch „rudé planety“ Marsu díky nimž má svou typickou barvu. V roce 2019 byly publikovány objevy skupin Nezhaarchaeota (blízké k Verstraetearchaeota) a Helarchaeota (blízké k Lokiarchaeota). V roce 2020 přibyla Gerdarchaeota, pravděpodobně vnitřní skupina parafyletických Heimdallarchaeot,, linie velmi blízká thorarchaeotům, jako kmen navržená pod příznačným jménem Sifarchaeota a několik dalších kmenů v kladu Asgard, jako Baldrarchaeota (blízký k Odinarchaeota), Borrarchaeota, Hermodarchaeota (blízký k Thorarchaeota), Hodarchaeota a Kariarchaeota (uvnitř kmene Heimdallarchaeota, dříve v širším pojetí parafyletického) a Wukongarchaeota na jejich bázi. Taxonomické uspořádání velkého množství nových taxonů si vynutilo ponížení většiny výše uvedených archeálních kmenů na třídy, viz následující oddíly věnované taxonomii. Objevy nových skupin nadále pokračují, v r. 2024 byly např. popsány nové třídy Atabeyarchaeia a Freyarchaeia, geneticky identifikované v kalifornských vlhkých půdách, zatím bez kultivovaných vzorků. Rok 2025 přinesl objev dosud neznámé hluboce se odvětvující linie představované druhem Candidatus Sukunaarchaeum mirabile, parazitujícím v obrněnce Citharistes regius. Předběžně je považována za sesterský či vnitřní klad říše Nanobdellati.
Současný přístup
Klasifikace archeí do jednotlivých druhů dle binomického názvosloví je problematická. Zatímco např. živočišné druhy jsou snadno definovatelné na základě schopnosti se rozmnožovat pouze s příslušníky svého druhu, u archeí se nevyskytuje pohlavní rozmnožování a jednotlivé buňky si mezi sebou často genetický materiál vyměňují horizontálně. V rámci výzkumu rodu Ferroplasma bylo navrženo, aby se druh definoval jako skupina jedinců, kteří mají velmi podobné genomy a zřídkakdy u nich dochází k horizontální výměně genetické informace s jinými druhy. Podle jiných studií však probíhá značná výměna DNA i mezi jednotlivými druhy.
Lidské znalosti o diverzitě archeí jsou dnes ještě kusé, a tak nelze s jistotou odhadnout počet jejich „druhů“. Podobná situace je u vyšších taxonomických úrovní. Odhady založené na zjištěných sekvencích ribozomálních proteinů hovoří až o 18–23 významnějších archeálních liniích (kmenech či odděleních), z nichž pouhých 8 však mělo kultivované reprezentanty (zbytek je ze sekvenování environmentálních vzorků). Velká většina z hypotetických kmenů je známa pouze z jedné rRNA sekvence, což napovídá, že diverzita archeí je ještě z velké části zahalená tajemstvím.
Příbuzenské vztahy známých archeálních kmenů jsou dosud vyjasněné pouze částečně a pokusy zobrazit je fylogenetickým stromem je potřeba chápat pouze jako přiblížení těchto vztahů, neboť jeho větve jsou silně propojeny sítí horizontálních genových přenosů. Ukazuje se však, že kmeny Thaumarchaeota, Aigararchaeota, Crenarchaeota a Korarchaeota (a vnořené skupiny Bathyarchaeota, Geoarchaeota, Marsarchaeota a Verstraetearchaeota) tvoří společný klad TACK (někdy označovaný jako nadkmen Proteoarchaeota), jemuž jsou blízká i nově objevená Lokiarchaeota a jim příbuzné nově objevené skupiny. Ukazuje se, že kmeny Gerdarchaeota, Heimdallarcheota, Helarchaeota, Lokiarchaeota, Odinarchaeota a Thorarchaeota jsou si nejen velmi blízké, ale v jejich genomech se nacházejí i různé geny typické pro eukaryota. Proto byl vytvořen pro tyto skupiny i nadkmen Asgard, který, bude-li brán jako klad, s vysokou pravděpodobností obsahuje i eukaryota. Lze usuzovat i na blízkost (příbuznost nebo bazální umístění v archeálním fylogenetickém stromu) kladu DPANN (Diapherotrites, Parvarchaeota, Aenigmarchaeota, Nanoarchaeota, Nanohaloarchaeota a další osamostatněné skupiny jako Micrarchaeota, Pacearchaeota, Woesearchaeota) a Euryarchaeot. Vše však závisí i na poloze kořene archeí a na postavení eukaryot.
Taxonomie NCBI Taxonomie Národního střediska pro biotechnologické informace (NCBI) uvádí výčet všech popsaných archeálních skupin až do úrovně druhů, včetně těch bez kultivovaných vzorků i publikovaných bez řádné diagnózy či popisu, jakož i environmentáních vzorků. Počínaje rokem 2024 uvádí jako základní názvy korigované podle LPSNnapř. doplněné přídomkem Candidatus, pravopisně upravené, aby odpovídaly korektnímu odvození příponami -ati, -ota, -ia, -ales, -aceae ze správného tvaru základu apod.. Následující výčet pro úrovně říší a kmenů je pro jednoznačnou identifikaci doplněn informacemi o autorech a roku publikovaného návrhu taxonu a pro orientaci čtenáře i alternativními synonymysynonyma v hranatých závorkách uvádí přímo NCBI, pro ostatní je uvedena řádková reference, se kterými se lze setkat v odborných publikacích, i když neodpovídají požadavkům názvoslovného kódu, a odpovídá stavu k dubnu r. 2026 (abecední řazení neuvažuje přídomek Candidatus):NCBI Taxonomy browser: Archaea
Methanobacteriati (Garrity and Holt 2023) Oren and Göker 2024 [= Euryarchaeida Luketa 2012] Candidatus Hadarchaeota Chuvochina et al. 2019 Halobacteriota Chuvochina et al. 2024 Candidatus Hydrothermarchaeota Jungbluth et al. 2017 Methanobacteriota Garrity and Holt 2023 [= Euryarchaeota Woese et al. 1990] Thermoplasmatota Chuvochina et al. 2024
Nanobdellati Rinke et al. 2024 = skupina DPANN Candidatus Aenigmatarchaeota corrig. Rinke et al. 2013 [= Candidatus Aenigmarchaeota Rinke et al. 2013] Candidatus Altarchaeota corrig. Probst et al. 2018 [= Candidatus Altiarchaeota Probst et al. 2018] Candidatus Huberarchaeota corrig. Probst et al. 2018 Candidatus Iainarchaeota corrig. Rinke et al. 2013 [= Candidatus Diapherotrites Rinke et al. 2013]