Organizmi

Psihofili

Psihofili

The Psihofili So podtip ekstremnofilnih organizmov, za katere je značilna podpora nizkega temperature, običajno med -20 ° C in 10 ° C, in zasedanje trajno hladnih habitatov. Ti organizmi so običajno bakterije ali loki; Vendar pa obstajajo metazoari, kot so lišaji, alge, glive, ogorčice in celo žuželke in živali z vretenčarji.

Hladna okolja prevladujejo v biosferi Zemlje in so kolonizirani z obilnimi in različnimi mikroorganizmi, ki igrajo potencialno kritično vlogo pri globalnih biogeokemičnih ciklih.

Licenca Xanthoria elegans dobro znan psihofil, ki lahko fotosintezi pri temperaturah, ki so nizki od -24 ° C. Fotografija, posneta v Alberti v Kanadi. Vir: Jason Hollinger, Wikimedia Commons

Poleg podpiranje nizkih temperatur je treba psihofilne organizme prilagoditi tudi drugim ekstremnim stanjem, kot so visoki pritiski, visoki soli soli in visoko ultravijolično sevanje.

Značilnosti psihofilnih organizmov

Habitati

Glavni habitati psihorofilnih organizmov so:

-Morska polarna okolja.

-Klop ali morski led.

-Kopenska polarna okolja.

-Lagos velike nadmorske višine in širine.

-Subglacialna jezera.

-Hladna alpska območja.

-Glacierne površine.

-Polarne puščave.

-Globok ocean.

Prilagoditve

Psihofili so zaščiteni pred zamrzovanjem z več prilagoditvami. Ena od njih je prožnost njihovih celičnih membran, ki jih dosegajo, vključno z visoko vsebnostjo kratkih in nenasičenih maščobnih kislin v strukturah njihovih lipidnih membran.

Učinek vključitve teh maščobnih kislin je zmanjšanje tališča, hkrati pa povečuje njihovo pretočnost in odpornost.

Druga pomembna prilagoditev psihofilov je sinteza beljakovin proti zbrisu. Ti beljakovini vzdržujejo telesno vodo v tekočem stanju in ščitijo DNK, ko se temperature spustijo pod točko zamrzovanja vode. Prav tako preprečujejo nastanek ledu ali prekristalizacijo.

Vam lahko služi: Didinium

Vrste psihorofilov in primerov

Enocelični organizmi

Raznolikost enoceličnih psihofilov je zelo velika, med njimi lahko omenjamo člane večine bakterijskih rodov: acidobakterije, aktinobakterije, bakterije, klorofleksi, cianobakterije, firmicutes, gemmatimonadete, op10 in Planthomcetes.

Poleg tega proteobakterije in verruhomikrobije. Odkrili so jih tudi v Grenlandiji, Kanadi, Tibetu in Himalaji.

Med psihorofilnimi cianobakterijami najdemo Leptolle, Phormidium in nostoc. Drugi skupni žanri so enocelični Afanoteca, Chroococcus in Chanaesiphon, in filamenta Nihajno, Mikrokole, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Krinam in Plectonerna.

Večcelični organizmi

Med psihofilnimi žuželkami lahko poimenujemo žanr Diame Himalaje (Nepal), ki ostaja aktiven, dokler ne doseže temperature -16 ° C.

Obstaja tudi mog vidra (brez kril), Antarktika Belgija, 2-6 mm dolg, endemičen za Antarktiko. To je edina žuželka na celini in tudi edina izključno kopenska žival.

Vretence živali so lahko tudi psihorofilne. Nekaj ​​primerov vključuje majhno število žab, želv in kačo, ki uporablja zamrzovanje zunajcelične vode (voda zunaj celic) kot strategijo preživetja za zaščito njihovih celic pozimi.

Antarktična ogorčica Davidi Panagroimus lahko preživi zmrzovanje znotrajcelične vode in nato znova raste in se razmnožuje.

Tudi ribe družine Channichthyidae -ki živijo v hladnih vodah Antarktike in južne Južne Amerike -uporabijo proteine ​​proti zvijanju, da zaščitijo svoje celice pred popolnim zamrzovanjem.

Temperature rasti in psihorofilni organizmi

Najvišja temperatura (tMax) rasti organizma je najvišja, ki jo to lahko tolerira. Medtem ko je optimalna temperatura (tOpt) Rast je tista, v kateri organizem raste hitreje.

Vam lahko služi: aspergillus fumigatus

Na splošno velja, da so vsi organizmi, ki preživijo in razvijajo pri nizkih temperaturah. Vendar, kot vemo, izraz Psihofilna Uporabiti ga je treba samo za tiste organizme, katerih tMax je 20 ° C (to pomeni, da ne morejo preživeti višjih temperatur).

Mikroorganizmi iz zelo hladnih območij so bili izolirani, ki lahko rastejo v laboratorijskih razmerah pri temperaturah, večjih od 20 ° C. Ti mikroorganizmi se imenujejo "mesotoleranci", to je, da tolerirajo srednje temperature.

Methanococcoides burtonii in Metanogenijev frigidum V jezeru Ace

Methanococcoides burtonii Gre za ekstrefilni in metanogeni loki, izolirani iz jezera Ace na Antarktiki, kjer se temperatura giblje med 1 in 2 ° C. Vendar je bilo v laboratorijskih študijah ugotovljeno, da je tOpt Rast je 23 ° C in tMax  Je 28 ° C, zato ga ne bi smeli šteti za psihorofil.

Metanogenijev frigidum Je tudi metanogena in halophilOpt  15 ° C in TMax 18 ° C, ki ga je mogoče razvrstiti kot psihorofil.

Lahko bi šteli, da je psihorofil M. Frigidum Bolje je prilagoditi nizkim temperaturam, ki M. Burtonii. Vendar, M. Burtonii raste hitreje kot M. Frigidum pri temperaturah od 1 do 2 ° C pri jezeru Ace.

Ti podatki kažejo, da obstajajo drugi okoljski (biotski in abiotski dejavniki) poleg temperature, ki vplivajo na rast populacije teh mikroorganizmov v njihovem naravnem habitatu.

Preživetje organizma v določenem okolju je odvisno od kombinacije več okoljskih dejavnikov in ne od učinka samo enega. Po drugi strani ima vsak mikroorganizem posebne zahteve (drugačno od temperature), kar vpliva tudi na njihovo delovanje.

Vam lahko služi: lactobacillus bulgaricus

V primeru M. Burtonii in M. Frigidum, Znano je, da vsak uporablja različne vire ogljika in energije: M. Burtonii Uporabite metilirane podlage, medtem ko M. Frigidum Uporabite h2: Co2 Za njegovo rast. Lake As je nasičen z metanom, ki daje prednost rasti M. Burtonii.

Spichopyxis alasksis in Haloarchaea

Spichopyxis alasksis Gre za izolirano bakterijo morskih voda severne poloble, kjer prevladujejo temperature od 4 do 10 ° C. Po drugi strani pa haloarheas, ki so loki, ki naseljujejo zelo nasičene solne vode, rastejo pri temperaturi -20 ° C.

Kljub temu, da je v svojih naravnih habitatih predstavil visoko populacijo, nobeden od teh mikroorganizmov ni bil gojen v laboratoriju pri manj kot 4 ° C.

Ob istem času, S. Alaskansis Ima tMax 45 ° C in haloarheje lahko rastejo pri temperaturah, večjih od 30 ° C. Vendar so njihove populacije dobro prilagojene in so zelo obilne na izjemno hladnih območjih.

Iz zgoraj navedenega lahko domnevamo, da obstajajo drugi omejevalni okoljski dejavniki, ki vplivajo na preživetje teh organizmov v njihovih naravnih habitatih, temperatura največje teže pa ni temperatura.

Biotehnološke aplikacije

Za encime psihofilnih organizmov je značilna visoka aktivnost pri nizkih in zmernih temperaturah. Poleg tega imajo ti encimi slabo toplotno stabilnost.

Zaradi teh značilnosti so encimi psihorofilnih organizmov zelo privlačni za uporabo v različnih procesih hrane, medicine, molekularne biologije v farmacevtski industriji, med drugim.

Reference

  1. O konceptu psihorofila. The Isme Journal, 10 (4), 793-795. Doi: 10.1038/ismej.2015.160
  2. Psychorophile: od biotske raznovrstnosti do biotehnologije. Druga izdaja. Springer Verlag, Heidelberg, Nemčija. pp. 685.