Det Ekstremofiler De er organismer, der lever i ekstreme miljøer, det vil sige dem, der er langt fra de forhold, hvor de fleste af de organismer, som mennesker kender, lever.
Udtrykkene "ekstrem" og "ekstremofil" er relativt antropocentriske, fordi mennesker vurderer levesteder og deres indbyggere, baseret på hvad der ville blive betragtet som ekstremt for vores egen eksistens..
På grund af det ovennævnte er det, der kendetegner et ekstremt miljø, at det præsenterer utålelige forhold for mennesker med hensyn til blandt andet dets temperatur, fugtighed, saltholdighed, lys, pH, ilt tilgængelighed, toksicitetsniveauer..
Fra et ikke-antropocentrisk perspektiv kunne mennesker være ekstremofile, afhængigt af organismen, der vurderede dem. For eksempel set fra en streng anaerob organisme, hvor ilt er giftigt, ville aerobe væsener (som mennesker) være ekstremofile. For mennesker er anaerobe organismer på den anden side ekstremofile.
Artikelindeks
I øjeblikket definerer vi som "ekstreme" talrige miljøer inden for og uden for planeten Jorden, og vi opdager konstant organismer, der er i stand til ikke kun at overleve, men også i vid udstrækning i mange af dem.
I 1974 foreslog R. D. Macelroy udtrykket "Ekstremofiler" for at definere disse organismer, der viser optimal vækst og udvikling under ekstreme forhold i modsætning til mesofile organismer, der vokser i miljøer med mellemliggende forhold..
Ifølge Macelroy:
"Ekstremofil er beskrivende for organismer, der er i stand til at befolke miljøer, der er fjendtlige over for mesofile, eller organismer, der kun vokser i mellemliggende miljøer".
Der er to grundlæggende grader af ekstremisme i organismer: dem der kan tolerere en ekstrem miljøtilstand og bliver dominerende over andre; og dem, der vokser og udvikler sig optimalt under ekstreme forhold.
Benævnelsen af et miljø som "ekstrem" reagerer på en antropogen konstruktion, baseret på betragtning af de fjerne ekstremer af basislinjen for en bestemt miljøtilstand (temperatur, saltholdighed, stråling, blandt andre), som tillader menneskelig overlevelse.
Imidlertid skal dette navn være baseret på visse karakteristika ved et miljø set fra den organisme, der lever i det (snarere end det menneskelige perspektiv)..
Disse karakteristika inkluderer: biomasse, produktivitet, biodiversitet (antal arter og repræsentation af højere takster), mangfoldighed af processer i økosystemer og specifikke tilpasninger til miljøet i den pågældende organisme..
Summen af alle disse egenskaber angiver den ekstreme tilstand i et miljø. For eksempel er et ekstremt miljø generelt, der præsenterer:
Udtrykket ekstremofil refererer ofte til prokaryoter, såsom bakterier, og bruges undertiden ombytteligt med Archaea..
Der er dog en lang række ekstremofile organismer, og vores viden om fylogenetisk mangfoldighed i ekstreme levesteder stiger næsten dagligt..
Vi ved for eksempel, at alle hypertermofiler (varmeelskere) er medlemmer af Archaea og Bacteria. Eukaryoter er almindelige blandt psykrofiler (elskere af forkølelse), acidophiler (elskere af lav pH), alkalofiler (elskere af høj pH), xerofiler (elskere af tørre omgivelser) og halofiler (elskere af salt).
Multicellulære organismer, såsom hvirvelløse dyr og hvirveldyr, kan også være spidse.
For eksempel inkluderer nogle psykrofiler et lille antal frøer, skildpadder og en slange, som i løbet af vinteren undgår intracellulær frysning i deres væv, akkumulerer osmolytter i cellecytoplasmaet og tillader frysning af kun ekstracellulært vand (uden for cellerne)..
Et andet eksempel er tilfældet med den antarktiske nematode Panagrolaimus davidi, som kan overleve intracellulær frysning (frysning af vand i dets celler), være i stand til at vokse og reproducere efter optøning.
Også fiskene fra familien Channichthyidae, indbyggere i det kolde vand i Antarktis og det sydlige af det amerikanske kontinent, bruger frostvæskeproteiner til at beskytte deres celler mod fuldstændig frysning..
Poly-ekstremofiler er organismer, der kan overleve mere end en ekstrem tilstand på samme tid, hvilket er almindeligt i alle ekstreme miljøer..
For eksempel ørkenplanter, der overlever både ekstrem varme, begrænset vandtilgængelighed og ofte høj saltholdighed.
Et andet eksempel ville være de dyr, der befinder sig på havbunden, som er i stand til at modstå meget høje tryk, såsom mangel på lys og mangel på næringsstoffer, blandt andre..
Ekstreme i miljøet defineres traditionelt baseret på abiotiske faktorer, såsom:
Ekstremofiler beskrives på samme måde på baggrund af de ekstreme forhold, de udholder..
De vigtigste ekstreme miljøer, som vi kan genkende i henhold til deres abiotiske forhold, er:
Ekstreme kolde omgivelser er dem, der ofte vedvarer eller falder i perioder (korte eller lange) temperaturer under 5 ° C. Disse inkluderer jordens poler, bjergrige regioner og nogle dybe havtyper. Selv nogle meget varme ørkener om dagen har meget lave temperaturer om natten..
Der er andre organismer, der lever i kryosfæren (hvor vand er i fast tilstand). For eksempel skal organismer, der lever i ismatricer, permafrost, under permanent eller periodisk snedække, tåle flere ekstremer, herunder kulde, udtørring og høje niveauer af stråling..
Ekstremt varme levesteder er dem, der forbliver eller regelmæssigt når temperaturer over 40 ° C. For eksempel varme ørkener, geotermiske steder og dybhavs-hydrotermiske ventilationskanaler.
De er ofte forbundet med ekstreme høje temperaturer, miljøer hvor tilgængeligt vand er meget begrænset (vedvarende eller i regelmæssige perioder), såsom varme og kolde ørkener og nogle endolitiske levesteder (placeret i klipper).
Andre miljøer er udsat for højt hydrostatisk tryk, såsom havbundszoner og dybe søer. På disse dybder skal dens indbyggere modstå tryk større end 1000 atmosfærer.
Alternativt er der hypobariske ekstremer (med lavt atmosfærisk tryk) i bjerge og i andre forhøjede regioner i verden.
Generelt er ekstremt sure miljøer dem, der opretholder eller regelmæssigt når værdier under pH 5.
Især lav pH øger miljøets “ekstreme” tilstand, da det øger opløseligheden af de tilstedeværende metaller, og organismerne, der lever i dem, skal tilpasses til at imødegå flere ekstreme abiotiske ekstremer..
Omvendt er ekstremt alkaliske miljøer dem, der forbliver eller regelmæssigt registrerer pH-værdier over 9.
Eksempler på ekstreme pH-miljøer inkluderer søer, grundvand og meget sure eller alkaliske jordarter.
Hypersaline-miljøer defineres som dem med saltkoncentrationer, der er større end havvand, som har 35 dele pr. Tusind. Disse miljøer inkluderer søer med saltvand og saltvand.
Med "saltvand" henviser vi ikke kun til saltindhold på grund af natriumchlorid, da der kan være saltvandsmiljøer, hvor det dominerende salt er noget andet..
Levesteder med begrænset fri ilt (hypoxisk) eller ingen ilt til stede (anoxisk), enten vedvarende eller med regelmæssige intervaller, betragtes også som ekstreme. For eksempel ville miljøer med disse egenskaber være de anoxiske bassiner i havene og søerne og de dybere sedimentlag..
Ultraviolet (UV) eller infrarød (IR) stråling kan også pålægge organismer ekstreme forhold. Ekstreme strålingsmiljøer er dem, der udsættes for unormalt høj stråling eller stråling uden for det normale område. For eksempel polære miljøer og store højder (terrestriske og akvatiske).
Nogle arter viser undvigende mekanismer for høj UV- eller IR-stråling. For eksempel det antarktiske tang Phaeocystis pouchetii producerer vandopløselige "solcremer", som stærkt absorberer UV-B-bølgelængder (280-320 nm) og beskytter dine celler mod ekstremt høje niveauer af UV-B i de øverste 10 m af vandsøjlen (efter havisbrud).
Andre organismer er meget tolerante over for ioniserende stråling. For eksempel bakterierne Deinococcus radiodurans kan bevare din genetiske integritet ved at kompensere for omfattende DNA-skader efter eksponering for ioniserende stråling.
Denne bakterie bruger intercellulære mekanismer til at begrænse nedbrydning og begrænse diffusion af DNA-fragmenter. Derudover har den meget effektive DNA-reparationsproteiner.
Selv i tilsyneladende lave eller ingen strålingsmiljøer er ekstremofile organismer tilpasset til at reagere på ændringer i strålingsniveauer..
For eksempel, Astyanax hubbsi, en mexicansk blindhulefisk har ikke overfladisk synlige okulære strukturer og kan alligevel skelne mellem små forskelle i omgivende lys. Brug ekstraokulære fotoreceptorer til at opdage og reagere på bevægelige visuelle stimuli.
Vi lever i øjeblikket i et miljø, hvor der pålægges ekstreme miljøforhold, kunstigt genereret som en effekt af menneskelige aktiviteter..
Såkaldte menneskeskabte påvirkningsmiljøer er ekstremt varierede, globale i omfang og kan ikke længere ignoreres, når der defineres bestemte ekstreme miljøer.
For eksempel miljøer, der er ramt af forurening (atmosfærisk, vand og jord) - såsom klimaændringer og sur regn -, udvinding af naturressourcer, fysisk forstyrrelse og overudnyttelse.
Ud over de ekstreme miljøer, der er nævnt ovenfor, har terrestriske økologer altid været opmærksomme på den særlige karakter af overgangszoner mellem to eller flere forskellige samfund eller miljøer, såsom trægrænsen i bjergene eller grænsen mellem skove og græsarealer. Disse kaldes spændebælter eller økotoner..
Økotoner findes også i havmiljøet, for eksempel overgangen mellem is og vand repræsenteret ved kanten af havisen. Disse overgangszoner udviser typisk større artsdiversitet og biomassefylde end de flankerende samfund, hovedsageligt fordi organismerne, der lever i dem, kan udnytte ressourcerne i de tilstødende miljøer, hvilket kan give dem en fordel..
Imidlertid er økotoner i konstant forandring og dynamiske regioner, der ofte viser en bredere vifte af variation i abiotiske og biotiske forhold over en årlig periode end tilstødende miljøer..
Dette kan med rimelighed betragtes som "ekstrem", fordi det kræver organismer til løbende at tilpasse deres adfærd, fænologi (sæsonbestemt tid) og interaktion med andre arter..
Arter, der lever på begge sider af økotonen, er ofte mere tolerante over for dynamik, mens arter, hvis rækkevidde er begrænset til den ene side, oplever den anden side som ekstrem..
Generelt er disse overgangszoner ofte også de første, der påvirkes af ændringer i klima og / eller forstyrrelser, både naturlige og menneskeskabte..
Ikke kun er miljøer dynamiske og måske eller måske ikke ekstreme, men organismer er også dynamiske og har livscyklusser med forskellige stadier, tilpasset til bestemte miljøforhold..
Det kan ske, at miljøet, der understøtter et af stadierne i en organisms livscyklus, er ekstremt for et andet af stadierne.
For eksempel kokosnød (Cocos nucifera), præsenterer et frø tilpasset til transport ad søvejen, men det modne træ vokser på land.
I vaskulære sporebærende planter, såsom bregner og forskellige typer mos, kan gametofytten være blottet for fotosyntetiske pigmenter, har ingen rødder og er afhængig af miljøfugtighed..
Mens sporofytter har jordstængler, rødder og skud, der tåler varme og tørre forhold i fuldt sollys. Forskellen mellem sporofytter og gametofytter er i samme rækkefølge som forskellene mellem taxa.
Et meget tæt eksempel udgøres af de unge stadier af mange arter, som generelt er intolerante over for miljøet, der normalt omgiver den voksne, så de har normalt brug for beskyttelse og pleje i den periode, hvor de tilegner sig de færdigheder og styrker, der tillader dem. beskæftiger sig med disse miljøer.
Endnu ingen kommentarer