1970’lerde yapılan çalışmalarda arkeler farklı bir yaşam biçimine sahip canlılar olarak kabul edilmişti. Yeni araştırma yöntemleri sayesinde bu mikroorganizmaların araştırılması daha da ilerlemiştir.
1990’larda yapılan çalışmalarla sistematik üzerine çalışan bilim insanları bu canlıları bakterilerden ayırmayı önermişlerdir. Bu ayrımı arkelerin hücresel, metabolik ve fi logenetik özellikleri ile gen yapılarına bakarak yapmışlardır.
Günümüzde arkeler ile ilgili olarak yapılan çalışmaların çoğu bu canlıların sistematik özellikleri ile ilgili değil ekolojik özellikleri ile ilgilidir. Prokaryot, bir hücreli canlılar olan arkeler yaşadıkları zorlayıcı şartlar nedeniyle ilgi odağı olmuştur.
Arkeler, kaynayan jeotermal kaynaklardan, yanardağ bacalarının etrafına, derin deniz termal çukurlarından, tuz göllerine, yüksek asit ve yüksek bazik özelliğe sahip sular ve topraklara kadar son derece zorlayıcı şartlarda (aşırı tuzluluk, yüksek sıcaklık, düşük pH vb. şartlar) yaşayabilen canlılardır.
Yakın zamana kadar arkelerin sadece diğer canlıların bulunmadığı şartlarda yaşayabildikleri düşünülmesine rağmen günümüzde ılımlı koşullarda (ortalama tuzluluk, yüksek olmayan sıcaklık ve ortalama pH vb.) başka gruplar ile birlikte de yaşayabildikleri saptanmıştır.
Zorlayıcı şartlara uyum sağlamış bu canlıları yaşadıkları çevresel koşullara bağlı olarak dört grupta inceleyebiliriz.
Metanojenik arkeler (metanojenler): CO2 ’i hidrojen ile birleştirip metan (CH4 ) gazı oluşturarak enerji elde ederler. Zorunlu anaerob olan bu gruba oksijen zehir etkisi yapar. Bataklıklarda, kirli sularda, çiftlik gübresinde, çöplerde ve otcul canlıların sindirim sistemlerinde bol miktarda bulunur.
Aşırı tuzcullar (halofiller): Tuz gölü ve Kızıl Deniz gibi tuzlu yerlerde yaşar. Bazı türler gelişebilmek için deniz suyundan on kat fazla tuz oranına ihtiyaç duyar.
Aşırı termofiller: Sıcak ortamlarda yaşar. Bu canlılar için en uygun sıcaklıklar 65-85 °C arasında değişmekle birlikte bazı türler 105 °C ve daha yüksek sıcaklıklardaki yanardağ bacalarının etrafında ve derin deniz termal çukurlarında da gelişme gösterebilir.
Soğuk seven (psikrofilik arke): Bu grubun üyelerinin %80’inden fazlası sıcaklığı 5 °C’un altındaki alanlarda yaşar. Soğuk seven arke türleri neredeyse suyun donma noktasındaki zorlayıcı yaşam şartlarına direnç gösterir. Bu şartlarda yaşayabilmek için enzim aktivitesini, hücre zarı akışkanlığını, protein yapılarını, besin maddelerinin ve artık ürünlerin hücreye giriş çıkışını değiştirebilir. Soğuk seven arkelerin sahip oldukları bu özellikler sayesinde biyoteknolojik çalışmalardaki yerleri her geçen gün artmaktadır.
Arkelerin Gram boyanmaları, şekilleri, solunum ve beslenmeleri gibi fiziksel ve kimyasal özellikleri bakterilere benzer. Arkeler yukarıdaki gruplamanın dışında bu özellikleriyle de gruplandırılabilir
Biyolojik ve ekonomik önemleri açısından bakıldığında arkeler, özellikle ılıman şartlarda yaşayan bakterilerin yaşayamadığı koşullarda yaşayabilirler ve bozulmadan kalabilen dirençli enzimlere sahiptir. Bu enzimler, endüstride pek çok tepkimenin gerçekleşmesinde, atık metallerin zehirli özelliklerinin azaltılmasında, kalitesi düşük metal cevherlerinin biyolojik yollarla kullanılabilir hâle getirilmesinde vb. kullanılmaktadır. Ayrıca metallerin bulaşması ile kirlenmiş suların yeniden kullanılabilir hâle gelmesinde ve boya endüstrisinin anaerobik arıtma tanklarında bulunan atık suyun yeniden temizlenmesinde de arkelerden yararlanılmaya başlanmıştır. Çiftliklerde çöpler ve hayvan gübresi üzerinde gelişebilen metanojen arkeler ise biyogaz olarak adlandırdığımız metan gazını oluşturur. Ayrıca, otçul canlıların bağırsaklarında selüloz sindiriminde etkilidir.
