De psykrofiler De er en undertype av ekstremofile organismer som er preget av å motstå lave temperaturer, vanligvis mellom -20 ° C og 10 ° C, og ved å okkupere permanent kalde habitater. Disse organismer er vanligvis bakterier eller archaea, men det er metazoans som lav, alger, sopp, nematoder og til og med insekter og virveldyr..
Kaldt miljø dominerer jordens biosfære og er kolonisert av rikelig og mangfoldig mikroorganismer som spiller en potensielt kritisk rolle i globale biogeokjemiske sykluser..
I tillegg til å motstå lave temperaturer, må psykrofile organismer også tilpasses andre ekstreme forhold, for eksempel høyt trykk, høye saltkonsentrasjoner og høy ultrafiolett stråling..
Artikkelindeks
De viktigste habitatene til psykrofile organismer er:
-Polare marine miljøer.
-Ispakke eller havis.
-Polære terrestriske miljøer.
-Innsjøer med høy høyde og bredde.
-Subglacial innsjøer.
-Kalde alpine regioner.
-Isflater.
-Polare ørkener.
-Dypt hav.
Psykrofile er beskyttet mot frysing ved forskjellige tilpasninger. En av dem er fleksibiliteten til cellemembranene, som de oppnår ved å inkludere et høyt innhold av korte og umettede fettsyrer i strukturene til lipidmembranene..
Effekten av inkorporeringen av disse fettsyrene er å senke smeltepunktet, samtidig som den øker dens flyt og motstand..
En annen viktig tilpasning av psykrofiler er syntesen av frostvæskeproteiner. Disse proteinene holder kroppsvann i flytende tilstand og beskytter DNA når temperaturen faller under vannets frysepunkt. De forhindrer også at isdannelse eller omkrystallisering oppstår.
Mangfoldet av encellede psykrofiler er veldig stort, blant disse kan vi nevne medlemmer av de fleste bakterier: Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Cianobacteria, Firmicutes, Gemmatimonadetes, OP10 y Planctomycetes.
I tillegg er det oppdaget Proteobakterier og Verrucomicrobia i Arktis, Antarktis og i alpine kryokoner. De har også blitt oppdaget i Grønland, Canada, Tibet og Himalaya..
Blant de psykrofile cyanobakteriene vi finner Leptolvngbva, Phormidium og Nostoc. Andre vanlige slekter er encellede Aphanothece, Chroococcus Y Charnaesiphon, og det filamentøse Oscillatoria, Microcoleus, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Crinalium Y Plectonerna.
Blant de psykrofile insektene kan vi nevne slekten Diamesa fra Himalaya (Nepal), som forblir aktiv til den når en temperatur på -16 ° C.
Det er også apterus mygg (uten vinger), Belgia Antarktis, 2-6 mm lang, endemisk mot Antarktis. Dette er det eneste insektet på kontinentet og også det eneste utelukkende terrestriske dyret.
Vertebratdyr kan også være psykrofile. Noen eksempler inkluderer et lite antall frosker, skilpadder og en slange som bruker frysing av ekstracellulært vann (vann utenfor cellene) som en overlevelsesstrategi for å beskytte cellene om vinteren..
Den antarktiske nematoden Panagrolaimus davidi kan overleve frysing av intracellulært vann og deretter vokse og reprodusere.
Også fisken fra familien Channichthyidae - som lever i det kalde vannet i Antarktis og sør i Sør-Amerika -, bruker frostvæskeproteiner for å beskytte cellene mot fullstendig frysing..
Maksimal temperatur (Tmaks) veksthastigheten til en organisme er den høyeste den tåler. Mens den optimale temperaturen (Topt) vekst er den der organismen vokser raskere.
Alle organismer som overlever og trives i miljøer med lav temperatur, blir generelt sett på som psykrofile. Imidlertid, som vi vet, begrepet psykrofil bør bare brukes på de organismer som har Tmaks er 20 ° C (det vil si at de ikke kan overleve høyere temperaturer).
Mikroorganismer har blitt isolert fra veldig kalde områder, som kan vokse under laboratorieforhold ved temperaturer over 20 ° C, noe som indikerer at selv om de er tilpasset lave temperaturer, bør de ikke betraktes som psykrofile. Disse mikroorganismene kalles "mesotolerant", det vil si at de tåler gjennomsnittstemperaturer.
Methanococcoides burtonii det er en ekstremofil og metanogen archaea isolert fra Ace Lake i Antarktis, hvor temperaturen varierer mellom 1 og 2 ° C. I laboratoriestudier ble det imidlertid funnet at hans Topt veksthastigheten er 23 ° C og Tmaks er 28 ° C, så det skal ikke betraktes som psykrofilt.
Methanogenium frigidum Det er også en metanogen og halofil archaea (som tåler salt i mediet), isolert fra innsjøen Ace og som i laboratoriet presenterer en Topt 15 ° C og en Tmaks 18 ° C, som er mulig å klassifisere det som psykrofilt.
Det kan betraktes som den psykrofile M. frigidum bør være bedre tilpasset lave temperaturer enn M. burtonii. derimot, M. burtonii vokser raskere enn M. frigidum ved temperaturer fra 1 til 2 ° C i Ace Lake.
Disse dataene indikerer at det er andre miljøfaktorer (biotiske og abiotiske), i tillegg til temperatur, som påvirker befolkningsveksten til disse mikroorganismene i deres naturlige habitat..
Overlevelsen av en organisme i et gitt miljø avhenger av kombinasjonen av flere miljøfaktorer og ikke av effekten av bare en. På den annen side har hver mikroorganisme spesifikke krav (forskjellig fra temperatur), som også påvirker dens ytelse..
I tilfelle av M. burtonii Y M. frigidum, Hver og en er kjent for å bruke forskjellige kilder til karbon og energi: M. burtonii bruker metylerte underlag, mens M. frigidum bruk Hto: COto for deres vekst. Ace Lake er mettet med metan, som favoriserer veksten av M. burtonii.
Sphingopyxis alaskensis det er en bakterie isolert fra det marine vannet på den nordlige halvkule, der temperaturer på 4 - 10 ° C råder. På den annen side vokser haloarchaeas, som er archaea som lever i vann som er sterkt mettet med salt, ved en temperatur på -20 ° C..
Til tross for at de har høye populasjoner i sine naturlige habitater, har ingen av disse mikroorganismene blitt dyrket i laboratoriet under 4 ° C..
Samtidig, S. alaskensis har en Tmaks 45 ° C og haloarchaea kan vokse ved temperaturer over 30 ° C, så de kan ikke betraktes som psykrofile. Imidlertid er befolkningen deres godt tilpasset og er veldig rikelig i ekstremt kalde områder..
Fra ovennevnte kan vi anta at det er andre begrensende miljøfaktorer som påvirker overlevelsen av disse organismer i deres naturlige habitater, og temperatur er ikke den faktoren med størst vekt..
Enzymer av psykrofile organismer er preget av høy aktivitet ved lave og moderate temperaturer. I tillegg har disse enzymene dårlig termisk stabilitet..
På grunn av disse egenskapene er enzymene til psykrofile organismer veldig attraktive å bli brukt i forskjellige prosesser i næringsmiddelindustrien, medisin, molekylærbiologi, farmasøytisk industri, blant andre..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.