โพรเมเทียรเคียม
Promethearchaeum syntrophicumที่เห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน
การจำแนกทางวิทยาศาสตร์
โดเมน:	อาร์เคีย
อาณาจักร:	โพรเมเทียรชาเอติ
ไฟลัม:	โพรเมเทียร์คีโอตา
ระดับ:	โพรเมเทียรเคีย
คำสั่ง:	โพรเมเทียร์เคียลส์
ตระกูล:	โพรเมเทียรชาอีซี
ประเภท:	Promethearchaeum Imachi และคณะ , 2024
สายพันธุ์:	พี. ซินโทรฟิคัม
ชื่อทวินาม
Promethearchaeum syntrophicum อิมาจิและคณะ , 2024
คำพ้องความหมาย
" Ca. Prometheoarchaeum" อิมาจิและคณะ , 2020 " Ca. Prometheoarchaeum syntrophicum" อิมาจิและคณะ , 2020 "Prometheoarchaeales" Pallen, Rodriguez-R และ Alikhan, 2022 [ 1 ] "Prometheoarchaeaceae" Pallen, Rodriguez-R และ Alikhan, 2022 [ 1 ]

Promethearchaeumเป็นสกุลของอาร์เคีย^ที่ถูกค้นพบจากตะกอนใต้ทะเลลึกของมหาสมุทรแปซิฟิกบริเวณชายฝั่งประเทศญี่ปุ่น ^{[ 2 ]}ได้รับการอธิบายในปี 2020 ว่าเป็นสปีชีส์เดียวคือ " Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum" [ ^{3 ]}ต้องใช้เวลา 12 ปีจึงจะสามารถเพาะเลี้ยง ตัวอย่างอาร์เคียได้สำเร็จ (เพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการ)ชื่อวิทยาศาสตร์ที่ถูกต้อง จึง กลายเป็น Promethearchaeum (โดยตัด "o" ออกตามกฎของประมวลกฎการตั้งชื่อโปรคาริโอตสากล ) และสปีชีส์คือ Promethearchaeum syntrophicum ^{[ 4 ]}

อาร์เคียถูกค้นพบโดยทีมนักชีววิทยาชาวญี่ปุ่นที่นำโดยฮิโรยูกิ อิมาจิและมาซารุ โคนิชิ โนบุ พบว่าอาร์เคียเหล่านี้เป็นกลุ่มที่แตกต่างจากกลุ่มอื่นๆ ที่ได้รับการยอมรับ จึงได้มีการสร้างอาณาจักรใหม่ขึ้น มาคือ Promethearchaeatiอาร์เคียอีกชนิดหนึ่งคือ " Ca. Lokiarchaeum " ซึ่งได้รับการอธิบายในปี 2015 และเดิมทีถูกจัดอยู่ในไฟลัม " Lokiarchaeota " ^{[ 5 ]}ได้ถูกจัดใหม่ให้อยู่ในอาณาจักร Promethearchaeati ร่วมกับP. syntrophicumโดยP. syntrophicum กลายเป็นอาร์เคี ยAsgardตัวแรกที่สามารถเพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการได้สำเร็จ^{[ 6 ]}

เนื่องจากโครงสร้างเซลล์และการทำงานที่เรียบง่าย และการพึ่งพาอาศัยสิ่งมีชีวิตอื่นโดยภาวะพึ่งพา อาศัยกัน P. syntrophicumจึงถูกอธิบาย (โดยผู้ค้นพบ Hiroyuki Imachi) ว่าเป็น "สิ่งมีชีวิตที่ไม่สมบูรณ์ที่สุดเท่าที่เคยพบ" ด้วย วิถีชีวิต แบบพึ่งพาอาศัยกันกับอาร์เคียและแบคทีเรียอื่นๆP. syntrophicumจึงถูกยกให้เป็นตัวอย่างของกระบวนการซินโทรฟิกของภาวะพึ่งพาอาศัยกันในระยะเริ่มต้นของการกำเนิดยูคาริโอตและรากฐานวิวัฒนาการของยูคาริโอต การค้นพบนี้ได้รับการยกย่องว่าเป็น "การลงจอดบนดวงจันทร์สำหรับนิเวศวิทยาของจุลินทรีย์" ^{[ 7 ]}

นักวิจัยชาวญี่ปุ่นที่สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอุตสาหกรรมขั้นสูงแห่งชาติ (AIST) ในเมืองสึกุบะ เริ่มโครงการสำรวจจุลินทรีย์ในมหาสมุทรแปซิฟิกในปี 2549 ^{[ 8 ]}ทีมที่นำโดย Masaru Konishi Nobu หวังที่จะค้นหาจุลินทรีย์ที่ย่อยสลายมีเทน ซึ่งอาจนำไปใช้ในการย่อยสลายสิ่งปฏิกูลได้^{[ 2 ] [ 9 ]}พวกเขาสำรวจตะกอนที่ระดับความลึกประมาณ 2,500 เมตร (8,200 ฟุต) นอกชายฝั่งทางใต้ของ เกาะ ชิโกกุซึ่งเรียกว่าร่องลึกนันไก ร่องลึกนี้มีช่องระบายมีเทนที่เหมาะสมกับแผนของพวกเขา โดยใช้เรือวิจัยใต้น้ำ^{[ 10 ]}พวกเขาเก็บรวบรวมและวิเคราะห์โคลนในมหาสมุทรเป็นเวลา 10 ปี และระบุจุลินทรีย์ประเภทต่างๆ ได้^{[ 8 ]}

ในปี 2015 นักชีววิทยาชาวสวีเดนที่มหาวิทยาลัยอุปซาลา นำโดย Thijs Ettema ได้รายงานการค้นพบกลุ่มอาร์เคียกลุ่มใหม่จากมหาสมุทรอาร์กติก พวกเขาตั้งชื่อว่า " Ca. Lokiarchaeum" (เป็นไฟลัม "Lokiarchaeota") เนื่องจากพบที่ปล่องภูเขาไฟใต้ทะเลที่เรียกว่าปราสาทของโลกิ^{[ 11 ] [ 12 ]}การศึกษาทางพันธุกรรมบ่งชี้ว่าอาร์เคียเหล่านี้เป็นแกนหลักของการกำเนิดและวิวัฒนาการของยูคา ริโอต ^{[ 13 ]}การค้นพบอาร์เคียที่คล้ายกับ " Ca. Lokiarchaeum" ในภายหลังเป็นไปตามรูปแบบการตั้งชื่อเทพเจ้าของชาวนอร์ส เช่น " Thorarchaeota ", " Odinarchaeota " และ " Heimdallarchaeota " ซึ่งนำไปสู่การสร้างซูเปอร์ไฟลัม "Asgard" และชื่อรวมทั่วไปว่า "Asgard archaea" ^{[ 14 ]}ในเวลานั้น โนบุและทีมของเขาจึงตระหนักว่าจุลินทรีย์บางชนิดของพวกเขามีความคล้ายคลึงกับอาร์เคียของแอสการ์ดมาก^{[ 9 ]}

ทีม AIST ทราบดีว่าการระบุจุลินทรีย์โดยการเพาะเลี้ยงและตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการเป็นสิ่งสำคัญ^{[ 8 ]}เนื่องจากกลายเป็นกฎทั่วไปว่าสายพันธุ์โปรคาริโอต (แบคทีเรียและอาร์เคีย) ต้องได้รับการเพาะเลี้ยง (ในวัฒนธรรมบริสุทธิ์ ) และเก็บตัวอย่างในห้องปฏิบัติการเพื่อให้ได้รับการยอมรับอย่างสมบูรณ์ว่าเป็นการระบุที่ถูกต้อง^{[ 15 ]}ฮิโรยูกิ อิมาจิ และเพื่อนร่วมงานนักจุลชีววิทยาของเขาที่หน่วยงานวิทยาศาสตร์ทางทะเลและโลก แห่งญี่ปุ่น (JAMSTEC) ได้เข้าร่วมด้วย^{[ 8 ]}อาร์เคียนั้นยากที่จะเพาะเลี้ยงภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการปกติ เนื่องจากพวกมันอาศัยอยู่เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น ในสภาพแวดล้อมที่เป็นพิษ เป็นกรด เค็ม และน้ำพุร้อน^{[ 16 ]}อาร์เคียของญี่ปุ่นก็ตายทันทีที่ถูกแยกออกจากตะกอน ในขณะที่จุลินทรีย์อื่นๆ เพิ่มจำนวนขึ้น^{[ 8 ]}

ใช้เวลาห้าปีในการแยกอาร์เคียที่มีชีวิตออกจากตะกอนได้สำเร็จ อีกห้าปีครึ่งในการเพาะเลี้ยงให้เสร็จสมบูรณ์ และอีกสามปีในการวิเคราะห์การเพาะเลี้ยง^{[ 8 ]}ในเดือนมกราคม 2020 ทีมของโนบุและอิมาจิได้ตีพิมพ์การทดลองของพวกเขาในNatureในชื่อ "การแยกอาร์เคียที่ส่วนต่อประสานระหว่างโปรคาริโอตและยูคาริโอต" โดยตั้งชื่ออาร์เคียว่า " Ca. Prometheoarchaeum syntrophicum" ^{[ 3 ] [ 17 ]}แม้ก่อนที่จะมีการตีพิมพ์ นักวิทยาศาสตร์ก็กล่าวถึงการค้นพบนี้ว่าเป็น "บทความแห่งปี" และ " การลงจอดบนดวงจันทร์สำหรับนิเวศวิทยาของจุลินทรีย์" ^{[ 7 ]}มันกลายเป็นอาร์เคีย Asgard ตัวแรกที่ถูกแยกและเพาะเลี้ยงในวัฒนธรรมบริสุทธิ์^{[ 6 ]}ที่มาของชื่อได้รับการอธิบายดังนี้: ^{[ 3 ]}

" Prometheoarchaeum มา จากPrometheus (ภาษากรีก): เทพเจ้ากรีกผู้สร้างมนุษย์จากโคลนและมอบความสามารถในการสร้างไฟให้แก่มนุษย์; archaeumมาจากarchaea (ภาษากรีก): สิ่งมีชีวิตโบราณ ชื่อสกุลนี้เป็นการเปรียบเทียบความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตนี้กับต้นกำเนิดของยูคาริโอต และการมีส่วนร่วมของ Prometheus ในต้นกำเนิดของมนุษย์จากตะกอนและการได้รับความสามารถในการควบคุมพลังงานที่ขับเคลื่อนด้วยออกซิเจนอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ชื่อสปีชีส์syntrophicumมาจากsyn (ภาษากรีก): ร่วมกับ; trephein (ภาษากรีก) บำรุงเลี้ยง; icus (ภาษาละติน) ที่เกี่ยวข้องกับ ชื่อสปีชีส์นี้หมายถึงคุณสมบัติการใช้สารตั้งต้นแบบซินโทรฟิกของสายพันธุ์นี้"

ในเวลานั้นรหัสการตั้งชื่อสากลของโปรคาริโอตได้พัฒนากฎเฉพาะ เช่น การใช้อักษรละตินและกรีกในคำประสม เช่น การรวมคำกรีกด้วย -o- และคำละตินด้วย -i- ^{[ 18 ]}อย่างไรก็ตาม หากคำที่สองขึ้นต้นด้วยสระ สระที่เชื่อมควรถูกละเว้น^{[ 19 ]}ดังนั้น -o- ที่เชื่อมใน " Ca. Prometheoarchaeum" จึงไม่ถูกต้อง และการแก้ไขเป็น " Promethearchaeum " ได้เกิดขึ้นในปี 2021 ^{[ 20 ]}ชื่อที่ถูกต้องสมบูรณ์Promethearchaeum syntrophicumพร้อมกับการจำแนกประเภทอย่างสมบูรณ์ตั้งแต่ระดับอาณาจักรถึงระดับสกุล ได้รับการตีพิมพ์ในปี 2024 ในวารสาร International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiologyซึ่งเป็นวารสารทางการของคณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยระบบอนุกรมวิธานของโปรคาริโอต^{[ 4 ] [ 21 ]}

จุลินทรีย์จากร่องลึกนันไกประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ที่สามารถดำรงชีวิตได้ในสภาพแวดล้อมที่มีมีเทนสูง^{[ 3 ]}นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นได้สร้าง ห้อง ปฏิกรณ์ชีวภาพ แยกต่างหาก ที่ฉีดมีเทนอย่างต่อเนื่อง เทคนิคที่สมบูรณ์ได้รับการตีพิมพ์ในปี 2022 ออกซิเจนถูกกำจัดออกจากห้องและตัวอย่างถูกบ่มร่วมกับฟองน้ำโพลียูรีเทนที่อุณหภูมิ 10°C จุลินทรีย์ได้รับน้ำทะเลเทียมแบบไร้ออกซิเจนและมีเทน อาร์เคียสามารถอยู่รอดได้ภายใต้สภาวะเหล่านี้ แต่แบคทีเรียจำนวนมากก็อยู่รอดได้เช่นกัน^{[ 22 ]}หลังจากหนึ่งปี มวลขุ่นจาง ๆ เกิดขึ้นซึ่งประกอบด้วยจุลินทรีย์ผสมรวมถึงแบคทีเรีย เพื่อกำจัดแบคทีเรียที่ไม่ต้องการ จึงมีการเพิ่มยาปฏิชีวนะต่าง ๆ เพื่อให้จุลินทรีย์ที่เหลือส่วนใหญ่เป็นอาร์เคีย หลังจากได้รับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะ ตัวอย่างได้รับการตรวจสอบทางพันธุกรรมสำหรับยีนrRNA หน่วยย่อยขนาดเล็ก (SSU)ซึ่งบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของสายพันธุ์อาร์เคียที่แตกต่างกันรวมถึง " Ca. Lokiarchaeum " ^{[ 3 ]}

อาร์เคียกลุ่มหนึ่งที่มีชื่อว่า MK-D1 โดดเด่นออกมา แม้ว่าจะมีความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมกับอาร์เคีย Asgard แต่ก็มีความแตกต่าง ตัวอย่างที่กรองแล้วซึ่งมีอาร์เคียกลุ่มนี้อยู่ถูกนำไปเพาะเลี้ยงแยกต่างหากโดยใช้กรดอะมิโนและนมผงที่แตกต่างกัน ซึ่งช่วยเพิ่มอัตราการเจริญเติบโต หลังจากผ่านไปหลายเดือน ก็สามารถผลิตวัฒนธรรมบริสุทธิ์ได้[ ^{22 ] อย่างไรก็ตาม} MK-D1 ก็ไม่ได้อยู่เพียงลำพัง มันสามารถเจริญเติบโตได้เฉพาะกับอาร์เคียที่เป็นคู่หู คือMethanogeniumและแบคทีเรียHalodesulfovibrio เท่านั้น ^{[ 23 ]}จุลินทรีย์เหล่านี้แบ่งปันสารอาหารและอยู่รอดได้ด้วยการพึ่งพาอาศัยกัน ซึ่งเป็นที่มาของชื่อสายพันธุ์ของ MK-D1 คือP. syntrophicum ^{[ 17 ]}

P. syntrophicumเป็นหนึ่งในอาร์เคียไม่กี่ชนิดที่มีโครงสร้างที่ทราบรายละเอียดและมีลักษณะพิเศษ ซึ่งแตกต่างจากอาร์เคียที่รู้จักก่อนหน้านี้มากจน Ettema เมื่อเห็นรายงานครั้งแรก มองว่ามันเป็น "สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งจากนอกโลก" ^{[ 24 ]}มันไม่มีส่วนประกอบโครงสร้างที่ซับซ้อน ซึ่ง Imachi ตั้งข้อสังเกตว่ามันเป็น "สิ่งมีชีวิตที่ไม่สมบูรณ์ที่สุดเท่าที่เคยพบ" ^{[ 8 ]}เซลล์หลักมีรูปร่างกลม แต่ยื่นออกมาเป็นเส้นใยคล้ายหนวดของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเล บางส่วนแตกแขนงมาก^{[ 25 ]}อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับอาร์เคียอื่นๆ มันไม่มีนิวเคลียสที่มองเห็นได้หรือออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม เซลล์หลักของมันมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 550 นาโนเมตร (0.55 ไมโครเมตร) แขนคล้ายหนวดของมันเปลี่ยนขนาดอย่างต่อเนื่องขึ้นอยู่กับกิจกรรม และโดยเฉลี่ยมีความหนา 95 นาโนเมตร (0.095 ไมโครเมตร) และยาว 5,000 นาโนเมตร (5.0 ไมโครเมตร) ^{[ 26 ]}โดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับเวสิเคิล เมมเบรนอิสระและที่ยึดติด บนพื้นผิว ซึ่งสามารถใช้ในการถ่ายโอนสารอาหารและเมตาบอไลต์ของเซลล์ไปยังจุลินทรีย์อื่นได้^{[ 8 ]}แม้ว่าจะมีระบบเมตาบอลิซึมที่อ่อนแอ แต่ก็แสดงให้เห็นถึงการสลายกรดอะมิโนแบบเฮเทอโรโทรฟิกในระดับสูง^{[ 23 ]}เป็น จุลินทรีย์แบบ ไม่ใช้ออกซิเจนอย่างเคร่งครัดและต้องการสารรีดิวซ์ เช่น โซเดียมซัลไฟด์และซิสเตอีนไฮโดรคลอไรด์^{[ 26 ]}

จีโนมของP. syntrophicumประกอบด้วยยีนลายเซ็นยูคาริโอตที่ไม่มีอยู่ในแบคทีเรีย ซึ่งบ่งชี้ถึงความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับยูคาริโอต^{[ 8 ]}ด้วยขนาด 4.46 Mbp มันเข้ารหัสโปรตีนที่คาดการณ์ไว้ 3831 ยีน สำเนาหนึ่งชุดของ ยีน rRNA 5S, 16S และ 23Sและ tRNA 46 ตัว^{[ 26 ]}มันมียีนลายเซ็นยูคาริโอต 80 ยีน ซึ่งบางส่วนเข้ารหัสโปรตีนที่มีความจำเพาะสูง เช่น โปรตีนที่ปรับเปลี่ยนโครงร่างเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์ (เช่นแอคติน ESCRTIII โปรตีนโดเมนจับ GTPขนาดเล็ก) ^{[ 23 ]}นอกจากนี้ยังเข้ารหัสเอนไซม์แบคทีเรีย-ยูคาริโอตทั่วไป เช่น ไฮโดรจีเนสหนึ่งตัว ( นิกเกิล-เหล็กไฮโดรจีเนส MvhADG–HdrABC) และฟอร์เมตดีไฮโดรจีเนส (โมลิบโดเทอริน-ขึ้นอยู่กับ FdhA) ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญแต่ไม่สมบูรณ์ในการสังเคราะห์ไฮโดรเจนและฟอร์เมต (เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญมีเทน) นอกจากนี้ยังมียีนที่เข้ารหัสโปรตีนที่ใช้ในการย่อยสลายกรดอะมิโนสิบชนิด^{[ 3 ]}ยีนและโปรตีนใน เส้นทาง ไกลโคซิเลชันแบบ N-linked ได้รับการเปิดเผยในการทดลองแยกต่างหากที่แสดงคุณลักษณะเฉพาะหลายประการที่ไม่พบในสิ่งมีชีวิตอื่น^{[ 27 ]}

ลักษณะพิเศษอย่างหนึ่งของP. syntrophicumคือการที่มันไม่สามารถสังเคราะห์พลังงานได้ด้วยตัวเอง ในขณะที่อาร์เคียอื่นๆ มักจะเผาผลาญสารอาหารภายนอกเพื่อผลิตพลังงาน เนื่องจากขาดระบบการผลิตพลังงาน มันจึงไม่สามารถเจริญเติบโตหรือสืบพันธุ์ได้ด้วยตัวเอง^{[ 10 ]}ในการเพาะเลี้ยง อาร์เคียจะผสมปนเปกับจุลินทรีย์อื่นๆ เสมอ เช่น อาร์เคีย ที่ผลิตมีเทน ( Methanogenium ) และแบคทีเรียที่ลดกำมะถันHalodesulfovibrioต่อมาพบว่าP. syntrophicumต้องพึ่งพาจุลินทรีย์เหล่านี้ในการผลิตพลังงานในเซลล์ และในทางกลับกันมันก็จัดหาไฮโดรเจนให้กับจุลินทรีย์ที่ต้องการก๊าซนี้สำหรับการเผาผลาญพลังงาน^{[ 17 ]}กรดอะมิโน (อาหาร) ได้รับจากจุลินทรีย์ที่อยู่ใกล้เคียง^{[ 10 ]}

โดยเฉพาะอย่างยิ่งP. syntrophicumสามารถเผาผลาญกรดอะมิโนและเปปไทด์ขนาดเล็กได้เพียง 10 ชนิดเท่านั้น แต่เฉพาะในกรณีที่มีจุลินทรีย์อื่นอยู่ด้วย^{[ 6 ]}ดังนั้น จุลินทรีย์จึงสร้างเครือข่ายของภาวะพึ่งพาอาศัยกัน แม้ว่าหน้าที่ที่แท้จริงของส่วนที่ยื่นออกมาคล้ายหนวดจะยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่ก็เป็นไปได้มากที่สุดว่าส่วนเหล่านั้นใช้สำหรับการติดต่อกับจุลินทรีย์อื่นเพื่อแลกเปลี่ยนพลังงานและไฮโดรเจนแบบพึ่งพาอาศัยกัน^{[ 8 ]}

ความสามารถในการสร้างความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันอย่างถาวรบ่งชี้ว่าP. syntrophicumหรืออาร์เคียที่คล้ายกันสามารถทำหน้าที่เป็นเซลล์เจ้าบ้านที่รวมเอาจุลินทรีย์โดยรอบเข้าไปได้ กระบวนการสร้างความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันดังกล่าวส่งผลให้เกิดเซลล์ยูคาริโอติกเซลล์แรกขึ้น จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงาน (เช่นไมโตคอนเดรีย ) ของเซลล์และสูญเสียชีวิตเซลล์ที่เป็นอิสระไปโดยสิ้นเชิง ด้วยวิธีนี้ เซลล์ยูคาริโอติกเซลล์แรกสามารถเกิดขึ้นได้จากสิ่งมีชีวิตเช่นP. syntrophicumโดยการกลืนกินจุลินทรีย์ที่เป็น symbiont เข้าไปเป็นออร์แกเนลล์ การยื่นออกมาที่ยืดหดได้และความสามารถในการสัมผัสระหว่างเซลล์เป็นหลักฐานของความสามารถดังกล่าว^{[ 10 ]}

การกำเนิดของยูคาริโอตได้รับการอธิบายโดยแบบจำลองการพันกัน-กลืนกิน-รวมเข้าเป็นออร์แกเนลล์ (E3 ⁾ซึ่งระบุว่าโฮสต์อาร์เคียจะสัมผัสกับเซลล์ข้างเคียงก่อนโดยใช้ส่วนยื่นที่ยืดได้ จากนั้นจึงกลืนกินเซลล์และบรรจุไว้ในไซโตพลาซึมเป็นออร์แกเนลล์ที่ทำหน้าที่^{[ 28 ]}คาดว่าการกำเนิดของยูคาริโอตเกิดขึ้นเมื่อประมาณสองพันล้านปีก่อน เมื่อออกซิเจนสะสมอยู่ในชั้นบรรยากาศ เนื่องจากก๊าซในชั้นบรรยากาศเปลี่ยนแปลง การแลกเปลี่ยนสารอาหารโดยการพึ่งพาอาศัยกันจึงเป็นสิ่งจำเป็น ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันระหว่างPromethearchaeumและHalodesulfovibrioสนับสนุนสภาวะดังกล่าว อาร์เคียไม่ใช่ผู้กินเซลล์ที่มีประสิทธิภาพ ( ฟาโกไซโตซิส ) และจะต้องมีส่วนประกอบของเซลล์ที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งจะค่อยๆ ดักจับและดูดซับเซลล์แบคทีเรียโดยไม่ทำลายมัน^{[ 23 ]}จากนั้นแบคทีเรียที่ให้พลังงานจะถูกดูดซึมเข้าไปจนหมด กลายเป็นออร์แกเนลล์เอนโดซิมไบโอติกที่ผลิตพลังงาน เช่น ไมโตคอนเดรีย ซึ่งบทบาทหลักในเซลล์ยูคาริโอติกคือการผลิตโมเลกุล ATP ที่อุดมไปด้วยพลังงาน^{[ 9 ]}

ลักษณะพิเศษของP. syntrophicumคือความสามารถในการทำการเผาผลาญภายในเซลล์ในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยไฮโดรเจนหรือออกซิเจน โดยการสลับกระบวนการไฮโดรไลซิสและการออกซิเดชันของ 2-oxoacid ขึ้นอยู่กับเอนโดซิมไบออนต์ที่เป็นพันธมิตร ซึ่งสนับสนุนการเกิดซิมไบโอเจเนซิสต่อไป^{[ 3 ]}ความสามารถในการสลับนี้ได้รับการสนับสนุนจากการทดลองแทนที่Methanogeniumด้วยอาร์เคียชนิดอื่นMethanobacteriumซึ่งมันยังคงอยู่รอดได้ตามปกติ^{[ 26 ]}ด้วยวิธีนี้P. syntrophicumจึงถูกใช้เป็นหลักฐานที่แข็งแกร่งสำหรับสมมติฐานของการเกิดซิมไบโอเจเนซิสแบบซินโทรฟิก^{[ 25 ]} Ettema ตั้งข้อสังเกตว่าอาร์เคียนั้น "พร้อมที่จะกลายเป็นยูคาริโอต" ^{[ 7 ]}

รายชื่อสกุลของอาร์เคีย

• การจัดหมวดหมู่ที่ LPSN
• อนุกรมวิธาน UniProt
• ฐานข้อมูลอนุกรมวิธาน NCBI