De Ekstremofiler De er organismer som lever i ekstreme miljøer, det vil si de som er langt fra forholdene der de fleste organismer som mennesker kjenner til lever.
Uttrykkene "ekstrem" og "ekstremofil" er relativt antroposentriske, fordi mennesker vurderer habitater og deres innbyggere, basert på hva som vil bli ansett som ekstremt for vår egen eksistens..
På grunn av det ovennevnte er det som kjennetegner et ekstremt miljø at det presenterer utålelige forhold for mennesker med hensyn til blant annet temperatur, fuktighet, saltinnhold, lys, pH, oksygentilgjengelighet, toksisitetsnivåer..
Fra et ikke-antroposentrisk perspektiv kan mennesker være ekstremofile, avhengig av organismen som evaluerte dem. Fra for eksempel en streng anaerob organisme, som oksygen er giftig for, vil aerobe vesener (som mennesker) være ekstremofile. For mennesker er derimot anaerobe organismer ekstremofile.
Artikkelindeks
For tiden definerer vi som "ekstreme" mange miljøer innenfor og utenfor planeten Jorden, og vi oppdager stadig organismer som er i stand til, ikke bare å overleve, men også å blomstre i mange av dem..
I 1974 foreslo R. D. Macelroy begrepet "Extremophiles" for å definere disse organismer som viser optimal vekst og utvikling under ekstreme forhold, i motsetning til mesofile organismer, som vokser i miljøer med mellomliggende forhold..
I følge Macelroy:
"Ekstremofil er beskrivende for organismer som er i stand til å befolke miljøer som er fiendtlige for mesofiler, eller organismer som bare vokser i mellomliggende miljøer".
Det er to grunnleggende grader av ekstremisme i organismer: de som kan tolerere en ekstrem miljøtilstand og blir dominerende over andre; og de som vokser og utvikler seg optimalt under ekstreme forhold.
Benevnelsen av et miljø som "ekstrem" reagerer på en menneskeskapt konstruksjon, basert på hensynet til de fjerne ytterpunktene til grunnlinjen for en viss miljøtilstand (temperatur, saltinnhold, stråling, blant andre), som tillater menneskets overlevelse.
Imidlertid må dette navnet være basert på visse kjennetegn ved et miljø, fra perspektivet til organismen som bor i det (snarere enn det menneskelige perspektivet)..
Disse egenskapene inkluderer: biomasse, produktivitet, biologisk mangfold (antall arter og representasjon av høyere takster), mangfold av prosesser i økosystemer og spesifikke tilpasninger til miljøet til den aktuelle organismen..
Summen av alle disse egenskapene angir den ekstreme tilstanden til et miljø. For eksempel er et ekstremt miljø som generelt presenterer:
Uttrykket ekstremofil refererer ofte til prokaryoter, for eksempel bakterier, og brukes noen ganger om hverandre med Archaea..
Imidlertid er det et bredt utvalg av ekstremofile organismer, og vår kunnskap om fylogenetisk mangfold i ekstreme habitater øker nesten daglig..
Vi vet for eksempel at alle hypertermofiler (varmeelskere) er medlemmer av Archaea og Bacteria. Eukaryoter er vanlige blant psykrofiler (elskere av forkjølelse), acidofiler (elskere av lav pH), alkalofiler (elskere av høy pH), xerofiler (elskere av tørre omgivelser) og halofiler (elskere av salt).
Flercellede organismer, som virvelløse dyr og virveldyr, kan også være akuminert.
For eksempel inkluderer noen psykrofiler et lite antall frosker, skilpadder og en slange, som i løpet av vinteren unngår intracellulær frysing i vevet, akkumulerer osmolytter i cellecytoplasmaet og tillater frysing av bare ekstracellulært vann (utenfor cellene)..
Et annet eksempel er tilfellet med den antarktiske nematoden Panagrolaimus davidi, som kan overleve intracellulær frysing (frysing av vann i cellene), være i stand til å vokse og reprodusere etter tining.
Også fiskene fra familien Channichthyidae, innbyggere i det kalde vannet i Antarktis og sør for det amerikanske kontinentet, bruker frostvæskeproteiner for å beskytte cellene mot fullstendig frysing..
Poly-ekstremofiler er organismer som kan overleve mer enn en ekstrem tilstand samtidig, og er dermed vanlige i alle ekstreme miljøer..
For eksempel ørkenplanter som overlever både ekstrem varme, begrenset vanntilgjengelighet og ofte høy saltholdighet.
Et annet eksempel vil være dyrene som bor på havbunnen, som er i stand til å motstå veldig høyt trykk, som mangel på lys og mangel på næringsstoffer, blant andre..
Ekstreme miljøer defineres tradisjonelt basert på abiotiske faktorer, for eksempel:
Ekstremofiler er på samme måte beskrevet på grunnlag av de ekstreme forholdene de tåler..
De viktigste ekstreme miljøene vi kan gjenkjenne i henhold til deres abiotiske forhold er:
Ekstreme kalde omgivelser er de som ofte vedvarer eller faller i perioder (korte eller lange) temperaturer under 5 ° C. Disse inkluderer jordpolene, fjellområdene og noen dype havhabitater. Selv noen veldig varme ørkener om dagen har veldig lave temperaturer om natten..
Det er andre organismer som lever i kryosfæren (der vannet er i fast tilstand). For eksempel må organismer som lever i ismatriser, permafrost, under permanent eller periodisk snødekke, tåle flere ekstremer, inkludert kulde, uttørking og høye nivåer av stråling..
Ekstremt varme habitater er de som forblir eller når med jevne mellomrom temperaturer over 40 ° C. For eksempel varme ørkener, geotermiske steder og hydrotermiske luftventilasjoner.
De er ofte forbundet med ekstreme høye temperaturer, miljøer der tilgjengelig vann er svært begrenset (vedvarende eller i regelmessige perioder), for eksempel varme og kalde ørkener, og noen endolittiske habitater (lokalisert i bergarter).
Andre miljøer er utsatt for høyt hydrostatisk trykk, for eksempel havbunnssonene og dype innsjøer. På disse dypene må innbyggerne tåle trykk større enn 1000 atmosfærer.
Alternativt er det hypobare ekstremer (med lavt atmosfærisk trykk), i fjell og i andre forhøyede regioner i verden.
Generelt er ekstremt sure miljøer de som opprettholder eller regelmessig når verdier under pH 5.
Spesielt lav pH øker den "ekstreme" tilstanden til et miljø, siden det øker løseligheten til de tilstedeværende metallene og organismer som lever i dem må tilpasses til å møte flere abiotiske ekstremer..
Omvendt er ekstremt alkaliske miljøer de som forblir eller regelmessig registrerer pH-verdier over 9.
Eksempler på ekstreme pH-miljøer inkluderer innsjøer, grunnvann og svært sure eller alkaliske jordarter.
Hypersalinmiljøer er definert som de med saltkonsentrasjoner som er større enn sjøvann, som har 35 deler per tusen. Disse miljøene inkluderer hypersalin og saltvann.
Med "saltvann" refererer vi ikke bare til saltinnhold på grunn av natriumklorid, ettersom det kan være saltvannsmiljøer hvor det dominerende saltet er noe annet..
Habitater med begrenset fritt oksygen (hypoksisk) eller uten oksygen (anoksisk), enten vedvarende eller med jevne mellomrom, regnes også som ekstreme. For eksempel vil miljø med disse karakteristikkene være de anoksiske bassengene i havene og innsjøene, og de dypere lagene i sedimentet..
Ultrafiolett (UV) eller infrarød (IR) stråling kan også pålegge organismer ekstreme forhold. Ekstreme strålingsmiljøer er de som er utsatt for unormalt høy stråling eller stråling utenfor det normale området. For eksempel miljøer i polare omgivelser og i høy høyde (terrestriske og akvatiske).
Noen arter viser unnvikende mekanismer for høy UV- eller IR-stråling. For eksempel Antarktis tang Phaeocystis pouchetii produserer vannløselig "solkrem", som sterkt absorberer UV-B-bølgelengder (280-320 nm) og beskytter cellene dine mot ekstremt høye nivåer av UV-B i de øvre 10 m av vannsøylen (etter havisbrudd).
Andre organismer er veldig tolerante for ioniserende stråling. For eksempel bakteriene Deinococcus radiodurans kan bevare din genetiske integritet ved å kompensere for omfattende DNA-skader etter eksponering for ioniserende stråling.
Denne bakterien bruker intercellulære mekanismer for å begrense nedbrytning og begrense diffusjonen av DNA-fragmenter. I tillegg har den svært effektive DNA-reparasjonsproteiner.
Selv i tilsynelatende lave eller ingen strålingsmiljøer er ekstremofile organismer tilpasset for å svare på endringer i strålingsnivået..
For eksempel, Astyanax hubbsi, en meksikansk blindhulefisk har ikke overfladisk synlige øyestrukturer og kan likevel skille små forskjeller i omgivende lys. Bruk ekstraokulære fotoreseptorer for å oppdage og svare på bevegelige visuelle stimuli.
Vi lever for tiden i et miljø der ekstreme miljøforhold pålegges, kunstig generert som en effekt av menneskelige aktiviteter..
Såkalte menneskeskapte påvirkningsmiljøer er ekstremt varierte, globale i omfang, og kan ikke lenger ignoreres når man definerer visse ekstreme miljøer.
For eksempel miljøer som er berørt av forurensning (atmosfærisk, vann og jord) - som klimaendringer og surt regn-, utvinning av naturressurser, fysisk forstyrrelse og overutnyttelse.
I tillegg til de ekstreme miljøene som er nevnt ovenfor, har terrestriske økologer alltid vært klar over den spesielle naturen til overgangssoner mellom to eller flere forskjellige samfunn eller miljøer, for eksempel tregrensen i fjell eller grensen mellom skog og gressletter. Disse kalles spennbelter eller økotoner..
Økotoner eksisterer også i det marine miljøet, for eksempel overgangen mellom is og vann representert ved kanten av havisen. Disse overgangssonene viser vanligvis større artsmangfold og biomassetetthet enn de flankerende samfunnene, hovedsakelig fordi organismer som lever i dem kan dra nytte av ressursene i de tilstøtende miljøene, noe som kan gi dem en fordel..
Imidlertid er økotoner i stadig endring og dynamiske regioner, og viser ofte et bredere spekter av variasjon i abiotiske og biotiske forhold over en årlig periode enn tilstøtende miljøer..
Dette kan med rimelighet betraktes som "ekstrem", fordi det krever at organismer kontinuerlig tilpasser oppførsel, fenologi (sesongtid) og interaksjoner med andre arter..
Arter som lever på begge sider av økotonen er ofte mer tolerante for dynamikk, mens arter hvis rekkevidde er begrenset til den ene siden, opplever den andre siden som ekstrem..
Generelt er disse overgangssonene ofte også de første som påvirkes av endringer i klima og / eller forstyrrelser, både naturlige og menneskeskapte..
Ikke bare er miljøer dynamiske, og kan eller ikke kan være ekstreme, men organismer er også dynamiske og har livssykluser med forskjellige stadier, tilpasset spesielle miljøforhold..
Det kan skje at miljøet som støtter et av stadiene i livssyklusen til en organisme er ekstremt for et annet av stadiene.
For eksempel kokosnøtt (Cocos nucifera), presenterer et frø tilpasset sjøtransport, men det modne treet vokser på land.
I vaskulære sporebærende planter, som bregner og forskjellige typer moser, kan gametofytten være blott for fotosyntetiske pigmenter, ikke ha røtter og er avhengig av miljøfuktighet..
Mens sporofytter har jordstengler, røtter og skudd som tåler varme og tørre forhold i fullt sollys. Forskjellen mellom sporofytter og gametofytter er i samme rekkefølge som forskjellene mellom taxa.
Et veldig nært eksempel består av ungdomsstadiene til mange arter, som generelt er intolerante mot miljøet som vanligvis omgir den voksne, så de trenger vanligvis beskyttelse og pleie i løpet av den perioden de tilegner seg ferdighetene og styrkene som tillater dem. håndtere disse miljøene.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.