Extremofili Sunt organisme care trăiesc în medii extreme, adică cele care sunt departe de condițiile în care trăiesc majoritatea organismelor cunoscute de oameni.
Termenii „extrem” și „extremofil” sunt relativ antropocentrici, deoarece oamenii evaluează habitatele și locuitorii lor, pe baza a ceea ce ar fi considerat extrem pentru propria noastră existență.
Datorită celor menționate anterior, ceea ce caracterizează un mediu extrem este că acesta prezintă condiții intolerabile pentru ființele umane în ceea ce privește temperatura, umiditatea, salinitatea, lumina, pH-ul, disponibilitatea oxigenului, nivelurile de toxicitate, printre altele..
Dintr-o perspectivă non-antropocentrică, ființele umane ar putea fi extremofile, în funcție de organismul care le-a evaluat. De exemplu, din punctul de vedere al unui organism anaerob strict, pentru care oxigenul este toxic, ființele aerobe (precum oamenii) ar fi extremofile. Pe de altă parte, pentru oameni, organismele anaerobe sunt extremofile.
Indice articol
În prezent, definim ca „extreme” numeroase medii în interiorul și în afara planetei Pământ și descoperim constant organisme capabile, nu numai să supraviețuiască, ci și să prospere pe scară largă în multe dintre ele.
În 1974, R. D. Macelroy a propus termenul „Extremofili” pentru a defini aceste organisme care prezintă o creștere și o dezvoltare optimă în condiții extreme, spre deosebire de organismele mezofile, care cresc în medii cu condiții intermediare..
Potrivit lui Macelroy:
"Extremofil este un element descriptiv pentru organismele capabile să populeze medii ostile mezofililor sau organismele care cresc numai în medii intermediare".
Există două grade de bază ale extremismului în organisme: cele care pot tolera o condiție de mediu extremă și devenind dominantă asupra celorlalți; și cele care cresc și se dezvoltă în mod optim în condiții extreme.
Denumirea unui mediu ca „extremă” răspunde la o construcție antropică, bazată pe luarea în considerare a extremelor îndepărtate ale liniei de bază a unei anumite condiții de mediu (temperatură, salinitate, radiații, printre altele), care permite supraviețuirea umană.
Cu toate acestea, acest nume trebuie să se bazeze pe anumite caracteristici ale unui mediu, din perspectiva organismului care îl locuiește (mai degrabă decât din perspectiva umană)..
Aceste caracteristici includ: biomasă, productivitate, biodiversitate (numărul speciilor și reprezentarea taxonilor superiori), diversitatea proceselor din ecosisteme și adaptări specifice la mediul organismului în cauză..
Suma totală a tuturor acestor caracteristici denotă starea extremă a unui mediu. De exemplu, un mediu extrem este unul care prezintă în general:
Termenul Extremofilic se referă frecvent la procariote, cum ar fi bacteriile, și este uneori folosit în mod interschimbabil cu Archaea..
Cu toate acestea, există o mare varietate de organisme extremofilice, iar cunoștințele noastre despre diversitatea filogenetică în habitate extreme crește aproape zilnic..
Știm, de exemplu, că toți hipertermofilii (iubitorii de căldură) sunt membri ai Archaea și Bacteria. Eucariotele sunt frecvente printre psihrofili (iubitorii de frig), acidofili (iubitori de pH scăzut), alcalofili (iubitori de pH ridicat), xerofili (iubitori de medii uscate) și halofili (iubitori de sare).
Organismele pluricelulare, cum ar fi nevertebratele și animalele vertebrate, pot fi, de asemenea, acuminate.
De exemplu, unii psihrofili includ un număr mic de broaște, broaște țestoase și un șarpe, care în timpul iernii evită înghețarea intracelulară în țesuturile lor, acumulând osmoliți în citoplasma celulară și permițând înghețarea numai a apei extracelulare (externe celulelor)..
Un alt exemplu este cazul nematodului din Antarctica Panagrolaimus davidi, care poate supraviețui înghețării intracelulare (înghețarea apei în celulele sale), fiind capabil să crească și să se reproducă după decongelare.
De asemenea, peștii din familia Channichthyidae, locuitori ai apelor reci din Antarctica și din sudul continentului american, folosesc proteine antigel pentru a-și proteja celulele împotriva înghețării lor complete..
Poli-Extremofilii sunt organisme care pot supraviețui mai mult de o condiție extremă în același timp, fiind astfel comune în toate mediile extreme..
De exemplu, plantele deșertice care supraviețuiesc atât căldurii extreme, disponibilității limitate a apei și, adesea, salinității ridicate.
Un alt exemplu ar fi animalele care locuiesc în fundul mării, care sunt capabile să reziste la presiuni foarte mari, cum ar fi lipsa de lumină și lipsa de nutrienți, printre altele..
Extremele de mediu sunt definite în mod tradițional pe baza unor factori abiotici, cum ar fi:
Extremofilii sunt descriși în mod similar pe baza condițiilor extreme pe care le suportă..
Cele mai importante medii extreme pe care le putem recunoaște în funcție de condițiile lor abiotice sunt:
Mediile extrem de reci sunt cele care persistă frecvent sau scad pentru perioade (scurte sau lungi) de temperaturi sub 5 ° C. Acestea includ polii Pământului, regiunile muntoase și unele habitate adânci ale oceanului. Chiar și unele deșerturi foarte fierbinți în timpul zilei au temperaturi foarte scăzute noaptea..
Există alte organisme care trăiesc în criosferă (unde apa este în stare solidă). De exemplu, organismele care trăiesc în matrici de gheață, permafrost, sub acoperiri de zăpadă permanente sau periodice, trebuie să tolereze extreme multiple, inclusiv frigul, desicarea și nivelurile ridicate de radiații..
Habitatele extrem de calde sunt cele care rămân sau ating periodic temperaturi peste 40 ° C. De exemplu, deșerturile fierbinți, siturile geotermale și orificiile hidrotermale de adâncime.
Ele sunt adesea asociate cu temperaturi extreme ridicate, medii în care apa disponibilă este foarte limitată (persistent sau pentru perioade regulate de timp), cum ar fi deșerturile calde și reci și unele habitate endolitice (situate în roci).
Alte medii sunt supuse unei presiuni hidrostatice ridicate, cum ar fi zonele bentice ale oceanelor și lacurilor adânci. La aceste adâncimi, locuitorii săi trebuie să reziste la presiuni mai mari de 1000 de atmosfere.
Alternativ, există extreme hipobarice (cu presiune atmosferică scăzută), în munți și în alte regiuni ridicate ale lumii.
În general, mediile extrem de acide sunt cele care mențin sau ating în mod regulat valori sub pH 5.
PH-ul scăzut, în special, crește starea „extremă” a unui mediu, deoarece crește solubilitatea metalelor prezente și organismele care trăiesc în ele trebuie adaptate pentru a face față extremelor extreme abiotice..
În schimb, mediile extrem de alcaline sunt cele care rămân sau înregistrează în mod regulat valori ale pH-ului peste 9.
Exemple de medii cu pH extrem includ lacurile, apele subterane și solurile foarte acide sau alcaline.
Mediile de hipersalină sunt definite ca fiind cele cu concentrații de sare mai mari decât cele din apa de mare, care are 35 de părți la mie. Aceste medii includ lacuri hipersaline și saline.
Cu „ser fiziologic” nu ne referim doar la salinitatea datorată clorurii de sodiu, deoarece pot exista medii saline în care sarea predominantă este altceva..
Habitatele cu oxigen liber limitat (hipoxic) sau fără oxigen prezent (anoxic), fie persistent, fie la intervale regulate, sunt, de asemenea, considerate extreme. De exemplu, mediile cu aceste caracteristici ar fi bazinele anoxice din oceane și lacuri și straturile de sedimente mai adânci..
Radiațiile ultraviolete (UV) sau infraroșii (IR) pot impune, de asemenea, condiții extreme asupra organismelor. Mediile cu radiații extreme sunt cele expuse la radiații anormal de ridicate sau radiații în afara intervalului normal. De exemplu, medii polare și de mare altitudine (terestre și acvatice).
Unele specii prezintă mecanisme evazive ale radiațiilor UV sau IR ridicate. De exemplu, algele antarctice Phaeocystis pouchetii produce „protecții solare” solubile în apă, care absorb puternic lungimile de undă UV-B (280-320nm) și vă protejează celulele de niveluri extrem de ridicate de UV-B în partea superioară a 10 m a coloanei de apă (după spargerea gheții marine).
Alte organisme sunt foarte tolerante la radiațiile ionizante. De exemplu, bacteriile Deinococcus radiodurans vă poate păstra integritatea genetică compensând daunele extinse ale ADN-ului după expunerea la radiații ionizante.
Această bacterie folosește mecanisme intercelulare pentru a limita degradarea și a restricționa difuzia fragmentelor de ADN. În plus, are proteine de reparare a ADN-ului extrem de eficiente.
Chiar și în medii cu radiații aparent reduse sau deloc, organismele extremofilice sunt adaptate pentru a răspunde la modificările nivelurilor de radiații..
De exemplu, Astyanax hubbsi, un pește mexican orb care trăiește în peșteră nu are structuri oculare perceptibile superficial și totuși poate distinge mici diferențe de lumină ambientală. Utilizați fotoreceptori extraoculari pentru a detecta și a răspunde la stimuli vizuali în mișcare.
În prezent, trăim într-un mediu în care sunt impuse condiții extreme de mediu, generate artificial ca efect al activităților umane..
Așa-numitele medii de impact antropice sunt extrem de variate, au un scop global și nu mai pot fi ignorate atunci când se definesc anumite medii extreme.
De exemplu, mediile afectate de poluare (atmosferică, apă și sol) - cum ar fi schimbările climatice și ploile acide -, extragerea resurselor naturale, perturbarea fizică și supraexploatarea.
În plus față de mediile extreme menționate mai sus, ecologii terestri au fost întotdeauna conștienți de natura specială a zonelor de tranziție între două sau mai multe comunități sau medii diverse, cum ar fi linia copacilor din munți sau limita dintre păduri și pajiști. Acestea se numesc centuri de tensiune sau ecotone..
Ecotone există și în mediul marin, de exemplu, tranziția între gheață și apă reprezentată de marginea gheții marine. Aceste zone de tranziție prezintă de obicei o diversitate mai mare de specii și densitate de biomasă decât comunitățile flancante, în mare parte deoarece organismele care trăiesc în ele pot profita de resursele mediilor adiacente, ceea ce le poate oferi un avantaj..
Cu toate acestea, ecotonele sunt regiuni dinamice și în continuă schimbare, care prezintă adesea o gamă mai largă de variații în condițiile abiotice și biotice pe o perioadă anuală decât mediile adiacente..
Acest lucru ar putea fi considerat în mod rezonabil „extrem”, deoarece necesită ca organismele să își adapteze continuu comportamentul, fenologia (timpul sezonier) și interacțiunile cu alte specii..
Speciile care trăiesc pe ambele părți ale ecotonei sunt adesea mai tolerante la dinamică, în timp ce speciile a căror rază de acțiune este limitată la o parte experimentează cealaltă parte ca fiind extremă..
În general, aceste zone de tranziție sunt adesea primele afectate de schimbări climatice și / sau perturbări, atât naturale, cât și antropice..
Nu numai că mediile sunt dinamice și pot fi sau nu extreme, dar organismele sunt, de asemenea, dinamice și au cicluri de viață cu etape diferite, adaptate la anumite condiții de mediu..
Se poate întâmpla ca mediul care susține una dintre etapele ciclului de viață al unui organism să fie extrem pentru o altă etapă.
De exemplu, nuca de cocos (Cocos nucifera), prezintă o sămânță adaptată pentru transportul pe mare, dar arborele matur crește pe uscat.
La plantele purtătoare de spori vasculari, precum ferigi și diferite tipuri de mușchi, gametofitul poate fi lipsit de pigmenți fotosintetici, nu are rădăcini și depinde de umiditatea mediului..
În timp ce sporofiții au rizomi, rădăcini și lăstari care rezistă condițiilor calde și uscate în plin soare. Diferența dintre sporofiți și gametofiți este în aceeași ordine ca diferențele dintre taxoni.
Un exemplu foarte apropiat îl constituie etapele juvenile ale multor specii, care sunt în general intolerante la mediul care înconjoară de obicei adultul, deci de obicei necesită protecție și îngrijire în perioada în care dobândesc abilitățile și punctele forte care le permit. care se ocupă de aceste medii.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.