psihrofile Acestea sunt un subtip al organismelor extremofile care se caracterizează prin rezistența la temperaturi scăzute, în general între -20 ° C și 10 ° C, și prin ocuparea habitatelor permanente reci. Aceste organisme sunt de obicei bacterii sau arhee, cu toate acestea există metazoane precum licheni, alge, ciuperci, nematode și chiar insecte și animale vertebrate..
Mediile reci domină biosfera Pământului și sunt colonizate de microorganisme abundente și diverse, care joacă un rol potențial critic în ciclurile biogeochimice globale..
Pe lângă rezistența la temperaturi scăzute, organismele psihrofile trebuie să fie adaptate și la alte condiții extreme, precum presiuni ridicate, concentrații mari de sare și radiații ultraviolete ridicate..
Indice articol
Principalele habitate ale organismelor psihrofile sunt:
-Medii marine polare.
-Pachet de gheață sau gheață de mare.
-Medii terestre polare.
-Lacuri de mare altitudine și latitudine.
-Lacuri subglaciare.
-Regiuni alpine reci.
-Suprafețe de ghețar.
-Pustii polare.
-Ocean adanc.
Psihofilii sunt protejați de îngheț prin diferite adaptări. Una dintre ele este flexibilitatea membranelor celulare, pe care o realizează prin includerea unui conținut ridicat de acizi grași scurți și nesaturați în structurile membranelor lipidice..
Efectul încorporării acestor acizi grași este de a reduce punctul de topire, crescând în același timp fluiditatea și rezistența acestuia..
O altă adaptare importantă a psihrofilelor este sinteza proteinelor antigel. Aceste proteine mențin apa corpului în stare lichidă și protejează ADN-ul atunci când temperaturile scad sub punctul de îngheț al apei. De asemenea, previn formarea de gheață sau recristalizarea.
Diversitatea psihrofilelor unicelulare este foarte mare, printre aceștia putem menționa membrii celor mai multe linii bacteriene: Acidobacterii, Actinobacterii, Bacteroidete, Chloroflexi, Cianobacterii, Firmicutes, Gemmatimonadetes, OP10 și Planctomycetes.
În plus, Proteobacteria și Verrucomicrobia au fost detectate în Arctica, Antarctica și în crioconele alpine. De asemenea, au fost depistați în Groenlanda, Canada, Tibet și Himalaya..
Printre cianobacteriile psihrofile găsim Leptolvngbva, Phormidium și Nostoc. Alte genuri comune sunt unicelulare Aphanothece, Chroococcus Da Charnaesiphon, iar cele filamentoase Oscilatorii, Microcoleus, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Crinalium Da Plectonerna.
Printre insectele psihrofile putem numi genul Diamesa din Himalaya (Nepal), care rămâne activ până la atingerea unei temperaturi de -16 ° C.
Există și țânțarul apterus (fără aripi), Belgia Antarctica, 2-6 mm lungime, endemică în Antarctica. Aceasta este singura insectă de pe continent și, de asemenea, singurul animal exclusiv terestru.
Animalele vertebrate pot fi, de asemenea, psihrofile. Unele exemple includ un număr mic de broaște, broaște țestoase și un șarpe care folosesc înghețarea apei extracelulare (apa din afara celulelor) ca strategie de supraviețuire pentru a-și proteja celulele în timpul iernii..
Nematodul din Antarctica Panagrolaimus davidi poate supraviețui înghețării apei intracelulare și ulterior regrow și reproduce.
De asemenea, peștii din familia Channichthyidae - care trăiesc în apele reci din Antarctica și sudul Americii de Sud - folosesc proteine antigel pentru a-și proteja celulele împotriva înghețării complete..
Temperatura maximă (Tmax) rata de creștere a unui organism este cea mai mare pe care o poate tolera. În timp ce temperatura optimă (Topta) creșterea este cea în care organismul crește mai repede.
Toate organismele care supraviețuiesc și prosperă în medii cu temperatură scăzută sunt în general considerate a fi psihrofile. Cu toate acestea, după cum știm, termenul psihrofil trebuie aplicat numai acelor organisme a căror Tmax este de 20 ° C (adică nu pot supraviețui la temperaturi mai ridicate).
Microorganismele au fost izolate din zone foarte reci, care pot crește în condiții de laborator la temperaturi peste 20 ° C, ceea ce indică faptul că, deși sunt adaptate la temperaturi scăzute, ele nu ar trebui considerate psihrofile. Aceste microorganisme sunt numite „mezotolerante”, adică tolerează temperaturile medii.
Methanococcoides burtonii este o arhea extremofilică și metanogenă izolată din lacul Ace din Antarctica, unde temperatura variază între 1 și 2 ° C. Cu toate acestea, în studiile de laborator s-a constatat că T-ul săuopta rata de creștere este de 23 ° C și Tmax este de 28 ° C, deci nu trebuie considerat psihrofil.
Methanogenium frigidum Este, de asemenea, o arheea metanogenă și halofilă (care tolerează sarea în mediu), izolată de lacul Ace însuși și care în laborator prezintă un Topta 15 ° C și o Tmax de 18 ° C, fiind posibilă clasificarea acestuia ca fiind psihrofilă.
S-ar putea considera că psihrofilul M. frigidum ar trebui să fie mai bine adaptate la temperaturi scăzute decât M. burtonii. in orice caz, M. burtonii crește mai repede decât M. frigidum la temperaturi de 1 până la 2 ° C în Lacul Ace.
Aceste date indică faptul că există și alți factori de mediu (biotici și abiotici), pe lângă temperatură, care influențează creșterea populației acestor microorganisme în habitatul lor natural..
Supraviețuirea unui organism într-un mediu dat depinde de combinația de factori de mediu multipli și nu de efectul unui singur. Pe de altă parte, fiecare microorganism are cerințe specifice (diferite de temperatură), care afectează și performanțele sale..
În cazul în care M. burtonii Da M. frigidum, Se știe că fiecare dintre ele folosește diferite surse de carbon și energie: M. burtonii folosește substraturi metilate, în timp ce M. frigidum folosiți HDouă: CODouă pentru creșterea lor. Lacul Ace este saturat cu metan, ceea ce favorizează creșterea M. burtonii.
Sphingopyxis alaskensis este o bacterie izolată din apele marine ale emisferei nordice, unde predomină temperaturile de 4 - 10 ° C. Pe de altă parte, haloarchaea, care sunt archaea care locuiesc în ape foarte saturate cu sare, cresc la o temperatură de -20 ° C.
În ciuda faptului că au populații mari în habitatele lor naturale, niciunul dintre aceste microorganisme nu a fost cultivat în laborator sub 4 ° C..
In acelasi timp, S. alaskensis are un Tmax 45 ° C și haloarchaea pot crește la temperaturi peste 30 ° C, deci nu ar putea fi considerate psihrofile. Cu toate acestea, populațiile lor sunt bine adaptate și sunt foarte abundente în zonele extrem de reci..
Din cele de mai sus, putem presupune că există și alți factori limitativi de mediu care influențează supraviețuirea acestor organisme în habitatele lor naturale, iar temperatura nu este factorul cu cea mai mare greutate..
Enzimele organismelor psihrofile se caracterizează prin activitate ridicată la temperaturi scăzute și moderate. În plus, aceste enzime au o stabilitate termică slabă..
Datorită acestor caracteristici, enzimele organismelor psihrofile sunt foarte atractive pentru a fi aplicate în diferite procese din industria alimentară, medicină, biologie moleculară, industria farmaceutică, printre altele..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.