Det psykrofile De er en undertype af de ekstremofile organismer, der er kendetegnet ved at modstå lave temperaturer, generelt mellem -20 ° C og 10 ° C, og ved at besætte permanent kolde levesteder. Disse organismer er normalt bakterier eller arkæer, men der er metazaner som lav, alger, svampe, nematoder og endda insekter og hvirveldyr..
Kolde miljøer dominerer jordens biosfære og er koloniseret af rigelige og forskellige mikroorganismer, der spiller en potentielt kritisk rolle i globale biogeokemiske cyklusser..
Ud over at modstå lave temperaturer skal psykrofile organismer også tilpasses andre ekstreme forhold, såsom højt tryk, høje saltkoncentrationer og høj ultraviolet stråling..
Artikelindeks
De vigtigste levesteder for psykrofile organismer er:
-Polære marine miljøer.
-Ispakke eller havis.
-Polære terrestriske miljøer.
-Søer i høj højde og bredde.
-Søer i undergrunden.
-Kolde alpine regioner.
-Gletscheroverflader.
-Polære ørkener.
-Dybt hav.
Psykrofile er beskyttet mod frysning ved forskellige tilpasninger. En af dem er fleksibiliteten i deres cellemembraner, som de opnår ved at inkludere et højt indhold af korte og umættede fedtsyrer i strukturen i deres lipidmembraner..
Virkningen af inkorporeringen af disse fedtsyrer er at sænke smeltepunktet, samtidig med at dets fluiditet og modstand øges..
En anden vigtig tilpasning af psykrofiler er syntesen af frostvæskeproteiner. Disse proteiner holder kropsvand i flydende tilstand og beskytter DNA, når temperaturen falder under vandets frysepunkt. De forhindrer også, at der dannes is eller omkrystallisation.
Mangfoldigheden af encellede psykrofiler er meget stor, blandt disse kan vi nævne medlemmer af de fleste bakterielinier: Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Cianobacteria, Firmicutes, Gemmatimonadetes, OP10 y Planctomycetes.
Derudover er der påvist proteobakterier og Verrucomicrobia i Arktis, Antarktis og i alpine kryokoner. De er også blevet påvist i Grønland, Canada, Tibet og Himalaya..
Blandt de psykrofile cyanobakterier, vi finder Leptolvngbva, Phormidium og Nostoc. Andre almindelige slægter er encellede Aphanothece, Chroococcus Y Charnaesiphon, og det filamentøse Oscillatorier, Microcoleus, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Crinalium Y Plectonerna.
Blandt de psykrofile insekter kan vi navngive slægten Diamesa fra Himalaya (Nepal), som forbliver aktiv, indtil den når en temperatur på -16 ° C.
Der er også apterus myg (uden vinger), Belgien Antarktis, 2-6 mm lang, endemisk over for Antarktis. Dette er det eneste insekt på kontinentet og også det eneste udelukkende landdyr.
Dyr af hvirveldyr kan også være psykrofile. Nogle eksempler inkluderer et lille antal frøer, skildpadder og en slange, der bruger frysning af ekstracellulært vand (vand uden for cellerne) som en overlevelsesstrategi for at beskytte deres celler om vinteren..
Den antarktiske nematode Panagrolaimus davidi kan overleve frysningen af intracellulært vand og derefter genvinde og reproducere.
Også fiskene fra familien Channichthyidae - som lever i det kolde vand i Antarktis og det sydlige Sydamerika - bruger frostvæskeproteiner til at beskytte deres celler mod fuldstændig frysning..
Den maksimale temperatur (Tmaks) en organisms vækstrate er den højeste, den kan tåle. Mens den optimale temperatur (Tvælg) vækst er den, hvor organismen vokser hurtigere.
Alle organismer, der overlever og trives i miljøer med lav temperatur, betragtes generelt som psykrofile. Men som vi ved, udtrykket psykrofil bør kun anvendes på de organismer, hvis Tmaks er 20 ° C (dvs. de kan ikke overleve højere temperaturer).
Mikroorganismer er blevet isoleret fra meget kolde områder, som kan vokse under laboratorieforhold ved temperaturer over 20 ° C, hvilket indikerer, at selvom de er tilpasset til lave temperaturer, bør de ikke betragtes som psykrofile. Disse mikroorganismer kaldes "mesotolerant", dvs. de tåler gennemsnitstemperaturer.
Methanococcoides burtonii det er en ekstremofil og methanogen archaea isoleret fra Ace Lake i Antarktis, hvor temperaturen ligger mellem 1 og 2 ° C. I laboratorieundersøgelser blev det imidlertid konstateret, at hans Tvælg vækstraten er 23 ° C og Tmaks er 28 ° C, så det skal ikke betragtes som psykrofilt.
Methanogenium frigidum Det er også et metanogent og halofilt arkæea (som tolererer salt i mediet), isoleret fra selve Ace-søen, og som i laboratoriet præsenterer en Tvælg 15 ° C og en Tmaks ved 18 ° C, hvor det er muligt at klassificere det som psykrofilt.
Det kunne betragtes som den psykrofile M. frigidum bør være bedre tilpasset til lave temperaturer end M. burtonii. Imidlertid, M. burtonii vokser hurtigere end M. frigidum ved temperaturer på 1 til 2 ° C i Ace Lake.
Disse data indikerer, at der ud over temperaturen er andre miljøfaktorer (biotiske og abiotiske), der påvirker befolkningsvæksten for disse mikroorganismer i deres naturlige habitat..
En organisms overlevelse i et givet miljø afhænger af kombinationen af flere miljøfaktorer og ikke af effekten af kun en. På den anden side har hver mikroorganisme specifikke krav (forskellige fra temperatur), som også påvirker dens ydeevne..
I tilfælde af M. burtonii Y M. frigidum, Hver og en er kendt for at bruge forskellige kilder til kulstof og energi: M. burtonii bruger methylerede substrater, mens M. frigidum brug Hto: COto for deres vækst. Ace Lake er mættet med metan, hvilket favoriserer væksten af M. burtonii.
Sphingopyxis alaskensis det er en bakterie, der er isoleret fra havvandene på den nordlige halvkugle, hvor temperaturer på 4 - 10 ° C er fremherskende. På den anden side vokser haloarchaeas, som er arkæer, der lever i vand, der er stærkt mættet med salt, ved en temperatur på -20 ° C.
På trods af at de har høje populationer i deres naturlige levesteder, er ingen af disse mikroorganismer blevet dyrket i laboratoriet under 4 ° C..
På samme tid, S. alaskensis har en Tmaks 45 ° C og haloarchaea kan vokse ved temperaturer over 30 ° C, så de kunne ikke betragtes som psykrofile. Imidlertid er deres befolkning godt tilpasset og er meget rigelig i ekstremt kolde områder..
Fra ovenstående kan vi antage, at der er andre begrænsende miljøfaktorer, der påvirker overlevelsen af disse organismer i deres naturlige levesteder, og temperaturen er ikke den faktor, der har størst vægt..
Enzymerne i psykrofile organismer er kendetegnet ved høj aktivitet ved lave og moderate temperaturer. Derudover har disse enzymer dårlig termisk stabilitet..
På grund af disse karakteristika er enzymerne i psykrofile organismer meget attraktive til anvendelse i forskellige processer i fødevareindustrien, medicin, molekylærbiologi, den farmaceutiske industri, blandt andre..
Endnu ingen kommentarer