De Extremofiler De är organismer som lever i extrema miljöer, det vill säga de som är långt ifrån de förhållanden där de flesta av de organismer som är kända för människor lever.
Termerna "extrem" och "extremophile" är relativt antropocentriska, eftersom människor utvärderar livsmiljöer och deras invånare, baserat på vad som skulle anses vara extremt för vår egen existens.
På grund av det ovan nämnda kännetecknar en extrem miljö att den utgör oacceptabla förhållanden för människor med avseende på dess temperatur, fuktighet, salthalt, ljus, pH, syre tillgänglighet, toxicitetsnivåer, bland andra..
Ur ett icke-antropocentriskt perspektiv kan människor vara extremofiler, beroende på organismen som utvärderade dem. Till exempel, från en strikt anaerob organism, för vilken syre är giftigt, skulle aeroba varelser (som människor) vara extremofiler. För människor är å andra sidan anaeroba organismer extremofiler.
Artikelindex
För närvarande definierar vi som "extrema" många miljöer inom och utanför planeten Jorden och vi upptäcker ständigt organismer som är kapabla, inte bara att överleva utan också att växa i många av dem.
1974 föreslog R. D. Macelroy termen "Extremophiles" för att definiera dessa organismer som visar optimal tillväxt och utveckling under extrema förhållanden, i motsats till mesofila organismer, som växer i miljöer med mellanliggande förhållanden..
Enligt Macelroy:
"Extremophile är ett beskrivande för organismer som kan befolka miljöer som är fientliga mot mesofiler, eller organismer som bara växer i mellanliggande miljöer".
Det finns två grundläggande grader av extremism i organismer: de som kan tolerera ett extremt miljöförhållande och bli dominerande över andra; och de som växer och utvecklas optimalt under extrema förhållanden.
Benämningen av en miljö som "extrem" svarar på en antropogen konstruktion, baserad på övervägande av de avlägsna ytterpunkterna i baslinjen för ett visst miljöförhållande (bland annat temperatur, salthalt, strålning), vilket möjliggör människors överlevnad.
Detta namn måste dock baseras på vissa egenskaper hos en miljö, ur perspektivet hos organismen som bor i den (snarare än det mänskliga perspektivet)..
Dessa egenskaper inkluderar: biomassa, produktivitet, biologisk mångfald (antal arter och representation av högre taxa), mångfald av processer i ekosystem och specifika anpassningar till miljön i organismen i fråga..
Summan av alla dessa egenskaper betecknar en miljös extrema tillstånd. Till exempel är en extrem miljö som generellt presenterar:
Termen Extremophilic refererar ofta till prokaryoter, såsom bakterier, och används ibland omväxlande med Archaea..
Det finns dock ett stort antal extremofila organismer och vår kunskap om fylogenetisk mångfald i extrema livsmiljöer ökar nästan dagligen..
Vi vet till exempel att alla hypertermofiler (värmeälskare) är medlemmar i Archaea och Bacteria. Eukaryoter är vanliga bland psykrofiler (förkylare), acidofiler (älskare av lågt pH), alkalofiler (älskare av högt pH), xerofiler (älskare av torra miljöer) och halofiler (älskare av salt).
Multicellulära organismer, såsom ryggradslösa och ryggradsdjur, kan också vara akuminerade.
Till exempel inkluderar vissa psykrofiler ett litet antal grodor, sköldpaddor och en orm, som under vintern undviker intracellulär frysning i vävnaderna, ackumuleras osmolyter i cellcytoplasman och tillåter frysning av endast extracellulärt vatten (utanför cellerna)..
Ett annat exempel är fallet med den antarktiska nematoden Panagrolaimus davidi, som kan överleva intracellulär frysning (frysning av vatten i dess celler), kunna växa och reproducera efter upptining.
Fisken från familjen Channichthyidae, invånare i det kalla vattnet i Antarktis och södra delen av den amerikanska kontinenten, använder frostskyddsproteiner för att skydda sina celler mot fullständig frysning..
Poly-Extremophiles är organismer som kan överleva mer än ett extremt tillstånd samtidigt, vilket är vanligt i alla extrema miljöer..
Till exempel ökenväxter som överlever både extrem värme, begränsad vattentillgänglighet och ofta hög salthalt.
Ett annat exempel skulle vara djuren som bor på havsbotten, som tål mycket höga tryck, såsom brist på ljus och brist på näringsämnen, bland andra..
Miljöeffekter definieras traditionellt baserat på abiotiska faktorer, såsom:
Extremofiler beskrivs på samma sätt på grundval av de extrema förhållanden de utsätts för..
De viktigaste extrema miljöerna som vi kan känna igen enligt deras abiotiska förhållanden är:
Extrema kalla miljöer är sådana som ofta kvarstår eller faller under perioder (korta eller långa) temperaturer under 5 ° C. Dessa inkluderar jordens poler, bergsområden och några djupa havsmiljöer. Även vissa mycket heta öknar under dagen har mycket låga temperaturer på natten..
Det finns andra organismer som lever i kryosfären (där vattnet är i fast tillstånd). Till exempel måste organismer som lever i ismatriser, permafrost, under permanenta eller periodiska snötäcken, tolerera flera ytterligheter, inklusive kyla, uttorkning och höga strålningsnivåer..
Extremt heta livsmiljöer är de som förblir eller regelbundet når temperaturer över 40 ° C. Till exempel heta öknar, geotermiska platser och hydrotermiska ventiler på djupet.
De är ofta förknippade med extremt höga temperaturer, miljöer där tillgängligt vatten är mycket begränsat (ihållande eller under regelbundna tidsperioder), såsom heta och kalla öknar och vissa endolitiska livsmiljöer (belägna i stenar).
Andra miljöer utsätts för högt hydrostatiskt tryck, till exempel havsbottenzon och djupa sjöar. På dessa djup måste dess invånare motstå tryck större än 1000 atmosfärer.
Alternativt finns det hypobara ytterligheter (med lågt atmosfärstryck), i berg och i andra förhöjda regioner i världen.
I allmänhet är extremt sura miljöer de som upprätthåller eller regelbundet når värden under pH 5.
I synnerhet med lågt pH ökar det ”extrema” tillståndet i en miljö, eftersom det ökar lösligheten hos de närvarande metallerna och organismerna som lever i dem måste anpassas för att möta flera abiotiska ytterligheter..
Omvänt är extremt alkaliska miljöer de som förblir eller registrerar pH-värden över 9.
Exempel på extrema pH-miljöer inkluderar sjöar, grundvatten och mycket sura eller alkaliska jordar.
Hypersalinmiljöer definieras som de med saltkoncentrationer som är större än havsvatten, som har 35 delar per tusen. Dessa miljöer inkluderar sjöar med salt och saltlösning.
Med "saltlösning" hänvisar vi inte bara till salthalt på grund av natriumklorid, eftersom det kan finnas saltmiljöer där det dominerande saltet är något annat..
Livsmiljöer med begränsat fritt syre (hypoxiskt) eller inget syre (anoxiskt), antingen ihållande eller med jämna mellanrum, anses också vara extrema. Till exempel skulle miljöer med dessa egenskaper vara de anoxiska bassängerna i hav och sjöar och de djupare sedimentlagren..
Ultraviolett (UV) eller infraröd (IR) strålning kan också medföra extrema förhållanden för organismer. Extrema strålningsmiljöer är de som utsätts för onormalt hög strålning eller strålning utanför det normala området. Till exempel polära och höga höjdmiljöer (markbundna och vattenlevande).
Vissa arter visar undvikande mekanismer för hög UV- eller IR-strålning. Till exempel den antarktiska tången Phaeocystis pouchetii producerar vattenlösliga "solskyddsmedel" som absorberar starkt UV-B-våglängder (280-320 nm) och skyddar dina celler från extremt höga nivåer av UV-B i de övre 10 m av vattenpelaren (efter havsisbrott).
Andra organismer är mycket toleranta mot joniserande strålning. Till exempel bakterierna Deinococcus radiodurans kan bevara din genetiska integritet genom att kompensera för omfattande DNA-skador efter exponering för joniserande strålning.
Denna bakterie använder intercellulära mekanismer för att begränsa nedbrytning och begränsa diffusion av DNA-fragment. Dessutom har den mycket effektiva DNA-reparationsproteiner.
Även i uppenbarligen låga eller inga strålningsmiljöer är extremofila organismer anpassade för att svara på förändringar i strålningsnivåer..
Till exempel, Astyanax hubbsi, en mexikansk blind grottboende fisk har inte ytligt synliga ögonstrukturer och kan ändå skilja små skillnader i omgivande ljus. Använd extraokulära fotoreceptorer för att upptäcka och svara på rörliga visuella stimuli.
Vi lever för närvarande i en miljö där extrema miljöförhållanden införs, artificiellt genererade som en effekt av mänskliga aktiviteter..
Så kallade antropogena påverkningsmiljöer är extremt varierade, globala och kan inte längre ignoreras när man definierar vissa extrema miljöer.
Till exempel miljöer som påverkas av föroreningar (atmosfär, vatten och mark) - såsom klimatförändringar och surt regn-, utvinning av naturresurser, fysisk störning och överexploatering.
Förutom de extrema miljöer som nämnts ovan har terrestriska ekologer alltid varit medvetna om den speciella karaktären hos övergångszoner mellan två eller flera olika samhällen eller miljöer, såsom trädgränsen i bergen eller gränsen mellan skog och gräsmark. Dessa kallas spänningsbälten eller ekotoner..
Ekotoner finns också i den marina miljön, till exempel övergången mellan is och vatten representerad av havsens kant. Dessa övergångszoner uppvisar vanligtvis större artsdiversitet och biomassadensitet än de flankerande samhällena, till stor del eftersom organismerna som lever i dem kan dra nytta av resurserna i de intilliggande miljöerna, vilket kan ge dem en fördel..
Ekotoner förändras emellertid kontinuerligt och dynamiska regioner, vilket ofta visar ett större utbud av variationer i abiotiska och biotiska förhållanden under en årlig period än intilliggande miljöer..
Detta kan med rimlighet betraktas som ”extrem”, eftersom det kräver att organismer kontinuerligt anpassar sitt beteende, fenologi (säsongstid) och interaktioner med andra arter..
Arter som lever på båda sidor av ekotonen är ofta mer toleranta mot dynamik, medan arter vars utbredning är begränsad till ena sidan upplever den andra sidan som extrem..
I allmänhet är dessa övergångszoner ofta de första som påverkas av förändringar i klimat och / eller störningar, både naturliga och antropogena..
Inte bara är miljöer dynamiska och kan eller inte kan vara extrema, men organismer är också dynamiska och har livscykler med olika stadier, anpassade till särskilda miljöförhållanden..
Det kan hända att miljön som stöder ett av stadierna i en organisms livscykel är extrem för ett annat av stadierna.
Till exempel kokosnöten (Cocos nucifera), presenterar ett frö anpassat för sjötransport, men det mogna trädet växer på land.
I vaskulära sporbärande växter, såsom ormbunkar och olika typer av mossor, kan gametofyten sakna fotosyntetiska pigment, har inga rötter och beror på luftfuktigheten..
Medan sporofyter har jordstammar, rötter och skott som tål heta och torra förhållanden i fullt solljus. Skillnaden mellan sporofyter och gametofyter är i samma ordning som skillnaderna mellan taxa.
Ett mycket nära exempel består av ungdomsstegen hos många arter, som i allmänhet är intoleranta mot den miljö som vanligtvis omger den vuxna, så de behöver vanligtvis skydd och vård under den period under vilken de får de färdigheter och styrkor som tillåter dem. hantera dessa miljöer.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.