De psykrofiler De är en undertyp av de extremofila organismerna som kännetecknas av att de tål låga temperaturer, i allmänhet mellan -20 ° C och 10 ° C, och genom att uppta permanent kalla livsmiljöer. Dessa organismer är vanligtvis bakterier eller archaea, men det finns metazoans som lavar, alger, svampar, nematoder och till och med insekter och ryggradsdjur..
Kalla miljöer dominerar jordens biosfär och koloniseras av rikliga och olika mikroorganismer som spelar en potentiellt kritisk roll i globala biogeokemiska cykler..
Förutom att motstå låga temperaturer måste psykrofila organismer också anpassas till andra extrema förhållanden, såsom höga tryck, höga saltkoncentrationer och hög ultraviolett strålning..
Artikelindex
De viktigaste livsmiljöerna för psykrofila organismer är:
-Polära marina miljöer.
-Ispaket eller havsis.
-Polära markmiljöer.
-Sjöar med hög höjd och latitud.
-Subglacial sjöar.
-Kalla alpina regioner.
-Glaciärytor.
-Polära öknar.
-Djup ocean.
Psykrofiler skyddas mot frysning genom olika anpassningar. En av dem är flexibiliteten hos deras cellmembran, som de uppnår genom att inkludera ett högt innehåll av korta och omättade fettsyror i strukturerna i deras lipidmembran..
Effekten av införlivandet av dessa fettsyror är att sänka smältpunkten, samtidigt som den ökar dess fluiditet och motstånd..
En annan viktig anpassning av psykrofiler är syntesen av frostskyddsproteiner. Dessa proteiner håller kroppsvatten i flytande tillstånd och skyddar DNA när temperaturen sjunker under vattenets fryspunkt. De förhindrar också isbildning eller omkristallisation.
Mångfalden av encelliga psykrofiler är mycket stor, bland dessa kan vi nämna medlemmar av de flesta bakterierna: Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Cianobacteria, Firmicutes, Gemmatimonadetes, OP10 y Planctomycetes.
Dessutom har Proteobacteria och Verrucomicrobia detekterats i Arktis, Antarktis och i alpina kryokoner. De har också upptäckts i Grönland, Kanada, Tibet och Himalaya..
Bland de psykrofila cyanobakterierna vi hittar Leptolvngbva, Phormidium och Nostoc. Andra vanliga släkter är encelliga Aphanothece, Chroococcus Y Charnaesiphon, och det filamentösa Oscillatorier, Microcoleus, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Crinalium Y Plectonerna.
Bland de psykrofila insekterna kan vi namnge släktet Diamesa från Himalaya (Nepal), som förblir aktiv tills den når en temperatur på -16 ° C.
Det finns också apterus mygga (utan vingar), Belgien Antarktis, 2-6 mm lång, endemisk mot Antarktis. Detta är den enda insekten på kontinenten och också det enda uteslutande markdjuret.
Ryggradsdjur kan också vara psykrofila. Några exempel inkluderar ett litet antal grodor, sköldpaddor och en orm som använder frysning av extracellulärt vatten (vatten utanför cellerna) som en överlevnadsstrategi för att skydda sina celler under vintern..
Antarktis nematod Panagrolaimus davidi kan överleva frysningen av intracellulärt vatten och därefter återväxa och reproducera.
Även fiskarna i familjen Channichthyidae - som lever i det kalla vattnet i Antarktis och södra Sydamerika - använder frostskyddsproteiner för att skydda sina celler mot fullständig frysning..
Den maximala temperaturen (Tmax) en organisms tillväxthastighet är den högsta som den tål. Medan den optimala temperaturen (Tvälja) tillväxt är den där organismen växer snabbare.
Alla organismer som överlever och trivs i miljöer med låg temperatur anses i allmänhet vara psykrofiler. Men som vi vet, termen psykrofil bör endast tillämpas på de organismer vars Tmax är 20 ° C (det vill säga de kan inte överleva högre temperaturer).
Mikroorganismer har isolerats från mycket kalla områden, som kan växa under laboratorieförhållanden vid temperaturer över 20 ° C, vilket indikerar att även om de är anpassade till låga temperaturer, bör de inte betraktas som psykrofila. Dessa mikroorganismer kallas "mesotoleranta", det vill säga de tolererar medeltemperaturer.
Methanococcoides burtonii det är en extremofil och metanogen archaea isolerad från Ace Lake i Antarktis, där temperaturen ligger mellan 1 och 2 ° C. I laboratoriestudier fann man dock att hans Tvälja tillväxthastigheten är 23 ° C och Tmax är 28 ° C, så det bör inte betraktas som psykrofilt.
Metanogenium frigidum Det är också en metanogen och halofil archaea (som tolererar salt i mediet), isolerad från sjön Ace själv och som i laboratoriet presenterar en Tvälja 15 ° C och en Tmax 18 ° C, är det möjligt att klassificera det som psykrofilt.
Man kan anse att psykrofilen M. frigidum bör anpassas bättre till låga temperaturer än M. burtonii. i alla fall, M. burtonii växer snabbare än M. frigidum vid temperaturer från 1 till 2 ° C i Ace Lake.
Dessa data indikerar att det finns andra miljöfaktorer (biotiska och abiotiska), förutom temperaturen, som påverkar befolkningstillväxten hos dessa mikroorganismer i deras naturliga livsmiljö..
Överlevnaden av en organism i en viss miljö beror på kombinationen av flera miljöfaktorer och inte på effekten av bara en. Å andra sidan har varje mikroorganism specifika krav (skiljer sig från temperaturen), vilket också påverkar dess prestanda..
I fallet med M. burtonii Y M. frigidum, Var och en är känd för att använda olika källor av kol och energi: M. burtonii använder metylerade substrat, medan M. frigidum använd Htvå: COtvå för deras tillväxt. Ace Lake är mättad med metan, vilket gynnar tillväxten av M. burtonii.
Sphingopyxis alaskensis det är en bakterie som är isolerad från det marina vattnet på norra halvklotet, där temperaturer på 4 - 10 ° C råder. Å andra sidan växer haloarchaeas, som är archaea som bor i vatten som är mycket mättade med salt, vid en temperatur på -20 ° C.
Trots att de har höga populationer i sina naturliga livsmiljöer har ingen av dessa mikroorganismer odlats i laboratoriet under 4 ° C..
På samma gång, S. alaskensis har en Tmax 45 ° C och haloarchaea kan växa vid temperaturer över 30 ° C, så de kunde inte betraktas som psykrofila. Men deras populationer är väl anpassade och är mycket rikliga i extremt kalla områden..
Från ovanstående kan vi anta att det finns andra begränsande miljöfaktorer som påverkar överlevnaden av dessa organismer i deras naturliga livsmiljöer, och temperaturen är inte den faktor som har störst vikt..
Enzymerna i psykrofila organismer kännetecknas av hög aktivitet vid låga och måttliga temperaturer. Dessutom har dessa enzymer dålig termisk stabilitet..
På grund av dessa egenskaper är enzymerna i psykrofila organismer mycket attraktiva att användas i olika processer inom livsmedelsindustrin, medicin, molekylärbiologi, läkemedelsindustrin, bland andra..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.