termofili Acestea sunt un subtip de organisme extremofile care se caracterizează prin tolerarea temperaturilor ridicate, între 50 ° C și 75 ° C, fie pentru că aceste valori ale temperaturii sunt menținute în aceste medii extreme, fie pentru că sunt frecvent atinse.
Organismele termofile sunt în general bacterii sau arhee, cu toate acestea, există metazoane (organisme eucariote care sunt heterotrofe și tisulare), care se dezvoltă și în locuri fierbinți.
Organismele marine sunt, de asemenea, cunoscute că, asociate în simbioză cu bacteriile termofile, se pot adapta la aceste temperaturi ridicate și care au dezvoltat, de asemenea, mecanisme biochimice, cum ar fi hemoglobina modificată, volumul ridicat de sânge, printre altele, care le permit să tolereze toxicitatea sulfurilor și a compușilor. sulf.
Se crede că procariotele termofile au fost primele celule simple din evoluția vieții și că au locuit în locuri cu activitate vulcanică și gheizeruri din oceane.
Exemple de acest tip de organisme termofile sunt cele care trăiesc în vecinătatea orificiilor hidrotermale sau a orificiilor de la fundul oceanelor, cum ar fi bacteriile metanogene (producătoare de metan) și anelidele Riftia pachyptila.
Principalele habitate în care pot fi găsiți termofili sunt:
Indice articol
Temperatura este unul dintre factorii cheie de mediu care determină creșterea și supraviețuirea ființelor vii. Fiecare specie are o gamă de temperaturi între care poate supraviețui, cu toate acestea, are o creștere și o dezvoltare optimă la temperaturi specifice..
Rata de creștere a fiecărui organism față de temperatură poate fi exprimată grafic, obținându-se valorile corespunzătoare temperaturilor critice importante (minime, optime și maxime)..
La temperaturile minime de creștere ale unui organism, are loc o scădere a fluidității membranei celulare și procesele de transport și schimb de materiale, cum ar fi intrarea nutrienților și ieșirea substanțelor toxice, pot fi oprite..
Între temperatura minimă și temperatura optimă, crește rata de creștere a microorganismelor.
La temperatura optimă, reacțiile metabolice apar cu cea mai mare eficiență posibilă.
Peste temperatura optimă, apare o scădere a ratei de creștere până la temperatura maximă pe care fiecare organism o poate tolera.
La aceste temperaturi ridicate, proteinele structurale și funcționale, cum ar fi enzimele, sunt denaturate și inactivate, deoarece își pierd configurația geometrică și configurația spațială particulară, membrana citoplasmatică se rupe și liza termică sau ruptura are loc din cauza efectului căldurii..
Fiecare microorganism are temperaturile sale minime, optime și maxime de funcționare și dezvoltare. Termofilii au valori extrem de ridicate la aceste trei temperaturi..
Organismele termofile pot fi împărțite în trei mari categorii:
Siturile hidrotermale sunt surprinzător de comune și distribuite pe scară largă. Ele pot fi împărțite în general în cele care sunt asociate cu zonele vulcanice și cele care nu sunt..
Mediile hidrotermale cu cele mai ridicate temperaturi sunt în general asociate cu caracteristici vulcanice (calde, defecte, limite tectonice ale plăcilor, bazine cu arc din spate), care permit magmei să se ridice la o adâncime unde poate interacționa direct cu adâncimea apelor subterane.
Punctele fierbinți sunt, de asemenea, adesea însoțite de alte caracteristici care îngreunează dezvoltarea vieții, cum ar fi valorile extreme ale pH-ului, materia organică, compoziția chimică și salinitatea..
Prin urmare, locuitorii din medii hidrotermale terestre supraviețuiesc în prezența diferitelor condiții extreme. Aceste organisme sunt cunoscute sub numele de poliextremofile..
Organismele aparținând tuturor celor trei domenii (eucariote, bacteriene și arhee) au fost identificate în medii hidrotermale terestre. Diversitatea acestor organisme este determinată în principal de temperatură.
În timp ce o gamă variată de specii bacteriene locuiesc în medii moderat termofile, fotoautotrofii pot ajunge să domine comunitatea microbiană și să formeze structuri asemănătoare cu „mat” sau „covor”..
Aceste „rogojini fotosintetice” sunt prezente la suprafața majorității izvoarelor termale neutre și alcaline (pH mai mare de 7,0) la temperaturi cuprinse între 40-71 ° C, cianobacteriile fiind stabilite drept principalii producători dominanți..
Peste 55 ° C, covorașele fotosintetice sunt locuite în principal de cianobacterii unicelulare, cum ar fi Sinechococ sp.
Covoarele microbiene fotosintetice pot fi, de asemenea, locuite predominant de bacterii din genuri Cloroflex Da Roseiflexus, ambii membri ai ordinului Chloroflexales.
Atunci când este asociată cu cianobacterii, specia de Cloreflex Da Roseiflexus cresc optim în condiții fotoheterotrofice.
Dacă pH-ul este acid, genurile sunt comune Acidiosphaera, Acidiphilium, Desulfotomaculum, Hydrogenobaculum, Methylokorus, Sulfobacillus Thermoanaerobacter, Thermodesulfobium Da Termodesulfator.
În surse hipertermofile (între 72-98 ° C) se știe că nu se produce fotosinteza, ceea ce permite predominarea bacteriilor chemolytoautotrophic.
Aceste organisme aparțin filumului Aquificae și sunt cosmopolite; poate oxida hidrogenul sau sulful molecular cu oxigen ca acceptor de electroni și fixa carbonul prin calea reducătoare a acidului tricarboxilic (rTCA).
Cele mai multe arhee cultivate și necultivate identificate în medii termale neutre și alcaline aparțin filumului Crenarchaeota.
Specii precum Thermofilum pendens, Thermosphaera aggregans sau Stetteria hydrogenophila Nitrosocaldus yellowstonii, proliferează sub 77 ° C și Thermoproteus neutrophilus, Vulcanisaeta distribuită, Thermofilum pendens, Aeropyruni pernix, Desulfurococcus mobilis și Ignisphaera aggregans, în surse cu temperaturi mai mari de 80 ° C.
În mediile acide, archaea din genuri se găsește: Sulfolobus, Sulfurococcus, Metallosphaera, Acidianus, Sulfurisphaera, Picrophilus, Thermoplasma, Thennocladium Da Galdivirga.
Printre eucariotele din surse neutre și alcaline, putem cita Thermomyces lanuginosus, Scytalidium thermophilum, Echinamoeba thermarum, Marinamoeba thermophilia Da Oramoeba funiarolia.
În surse acide puteți găsi genurile: Pinnularia, Cyanidioschyzon, Cyanidium sau Galdieria.
Cu temperaturi cuprinse între 2 ° C și peste 400 ° C, presiuni mai mari de câteva mii de lire pe inch pătrat (psi) și concentrații ridicate de hidrogen sulfurat toxic (pH de 2,8), orificiile hidrotermale de mare adâncime sunt probabil cele mai extreme medii de pe planeta noastră.
În acest ecosistem, microbii servesc drept veriga de jos a lanțului alimentar, derivându-și energia din căldura geotermală și substanțele chimice găsite adânc în interiorul Pământului..
Fauna asociată cu aceste surse sau guri de aerisire este foarte variată, iar relațiile dintre diferiții taxoni nu sunt încă pe deplin înțelese..
Printre speciile care au fost izolate se numără atât bacteriile, cât și archaea. De exemplu, archaea genului a fost izolată Metanococ, Metanopiu și bacterii anaerobe termofile din gen Caminibacter.
Bacteriile se dezvoltă în biofilme care se hrănesc cu mai multe organisme, cum ar fi amfipodele, copepodele, melcii, creveții crabilor, viermii tubi, peștii și caracatițele.
O panoramă comună o constituie acumulările de midii, Bathymodiolus thermophilus, peste 10 cm lungime, înghesuindu-se în fisuri în lava bazaltică. Acestea sunt însoțite de obicei de numeroși crabi galateizi (Munidopsis subsquamosa).
Unul dintre cele mai neobișnuite organisme găsite este vierme Riftia pachyptila, care pot fi grupate în cantități mari și pot ajunge la dimensiuni apropiate de 2 metri.
Acești viermi tubulari nu au gură, stomac sau anus (adică nu au un sistem digestiv); sunt o pungă complet închisă, fără nicio deschidere către mediul extern.
Culoarea roșu aprins a stiloului de la vârf se datorează prezenței hemoglobinei extracelulare. Sulfura de hidrogen este transportată prin membrana celulară asociată cu filamentele acestui panou, iar prin hemoglobina extracelulară ajunge la un „țesut” specializat numit trofozom, compus în întregime din bacterii chimiosintetice simbiotice..
Se poate spune că acești viermi au o „grădină” internă de bacterii care se hrănesc cu hidrogen sulfurat și oferă „hrana” viermelui, o adaptare extraordinară.
Deșertele fierbinți acoperă 14-20% din suprafața Pământului, aproximativ 19-25 milioane km.
Cele mai fierbinți deșerturi, cum ar fi Sahara Africii de Nord și deșerturile din sud-vestul SUA, Mexic și Australia, se găsesc în întreaga zonă tropicală, atât în emisfera nordică cât și în cea sudică (între aproximativ 10 ° și 30-40 ° latitudine).
O caracteristică definitorie a unui deșert fierbinte este ariditatea. Conform clasificării climatice Koppen-Geiger, deșerturile sunt regiuni cu precipitații anuale mai mici de 250 mm.
Cu toate acestea, precipitațiile anuale pot fi un indice înșelător, deoarece pierderea de apă este un factor decisiv în bugetul de apă..
Astfel, definiția deșertului din Programul de Mediu al Națiunilor Unite este un deficit anual de umiditate în condiții climatice normale, unde potențiala evapotranspirație (PET) este de cinci ori mai mare decât precipitațiile efective (P)..
PET ridicat este predominant în deșerturile fierbinți deoarece, din cauza lipsei de acoperire a norilor, radiația solară se apropie de maxim în regiunile aride.
Deșerturile pot fi împărțite în două tipuri în funcție de nivelul lor de ariditate:
Deșerturile se disting de terenurile aride semi-aride (P / PET 0,2-0,5) și de terenurile uscate subumide (0,5-0,65).
Deșertele au alte caracteristici importante, precum variațiile puternice de temperatură și salinitatea ridicată a solurilor lor..
Pe de altă parte, un deșert este de obicei asociat cu dune și nisip, cu toate acestea, această imagine corespunde doar 15-20% din toate; peisajele stâncoase și montane sunt cele mai frecvente medii de deșert.
Locuitorii deșerturilor, care sunt termofili, au o serie de adaptări pentru a face față adversităților care apar din lipsa de ploaie, temperaturi ridicate, vânturi, salinitate, printre altele..
Plantele xerofitice au dezvoltat strategii pentru a evita transpirația și a stoca cât mai multă apă posibil. Suculența sau îngroșarea tulpinilor și a frunzelor este una dintre cele mai utilizate strategii.
Este evident în familia Cactaceae, unde frunzele au fost modificate și sub formă de spini, atât pentru a evita evapotranspirația, cât și pentru a respinge erbivorele..
Genul Lithops sau plantele de piatră, originare din deșertul namibian, dezvoltă, de asemenea, suculență, dar în acest caz planta crește la nivelul solului, camuflându-se cu pietrele din jur..
Pe de altă parte, animalele care trăiesc în aceste habitate extreme dezvoltă tot felul de adaptări, de la fiziologice la etologice. De exemplu, așa-numiții șobolani cangur prezintă urinare cu volum redus într-un număr mic, ceea ce face ca aceste animale să fie foarte eficiente în mediul lor cu apă slabă..
Un alt mecanism de reducere a pierderilor de apă este creșterea temperaturii corpului; de exemplu, temperatura corpului cămilelor în repaus poate crește vara de la aproximativ 34 ° C la peste 40 ° C.
Variațiile de temperatură sunt de mare importanță în conservarea apei, pentru următoarele:
Un alt exemplu este șobolanul de nisip (Psammomys obesus), care a dezvoltat un mecanism digestiv care le permite să se hrănească numai cu plante deșertice din familia Chenopodiaceae, care conțin cantități mari de săruri în frunze.
Adaptările etologice (comportamentale) ale animalelor din deșert sunt numeroase, dar poate cea mai evidentă implică faptul că ciclul activitate-odihnă este inversat.
În acest fel, aceste animale devin active la apus (activitate nocturnă) și încetează să mai fie active în zori (odihnă în timpul zilei), astfel viața lor activă nu coincide cu cele mai fierbinți ore..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.