Бактерии могут жить в таких местах

Содержание

Экстремофилы

Яркие цвета Большого призматического источника в национальном парке Йеллоустон — это результат жизнедеятельности термофилов

Экстремофи́лы (от лат. extremus — экстремальный и греч. φιλία — любовь) — совокупное название для живых существ (в том числе бактерий и микроорганизмов), способных жить и размножаться в экстремальных условиях окружающей среды (экстремально высокие или низкие значения температуры, давления, кислотности, кислорода и т. п.). По сравнению с этим, организмы, обитающие в более умеренной среде, могут быть названы мезофилами или нейтрофилами.

Характеристики

В 1980-х и 1990-х годах биологи обнаружили, что микробная жизнь обладает удивительной гибкостью к выживанию в экстремальных местах обитания — например, в нишах, чрезвычайно горячих или кислотных, которые были бы абсолютно негостеприимными для сложных организмов. Некоторые учёные даже заключили, что жизнь на Земле могла зародиться в подводных гидротермальных источниках на дне океана. Согласно астрофизику Штайн Зигурдсону, «Были обнаружены жизнеспособные споры бактерии возрастом 40 миллионов лет, и мы знаем, что они очень устойчивы к радиации». В феврале 2013 года учёные сообщили об обнаружении бактерии, обитающей в холоде и темноте озера, захоронённого под полумильной толщей льда в Антарктиде. 17-го марта 2013 года исследователи представили данные, предполагающие обилие микробной жизни на дне Марианской впадины. Другие учёные опубликовали схожие исследования, что микробы обитают внутри скал на глубине 579.12 метров ниже морского дна, под 2590.8 метрами океана у берегов северо-западных Соединённых Штатов. Вот что сказал один из исследователей: «Вы можете обнаружить микробы повсюду — они чрезвычайно приспособляемы к условиям и выживают, где бы они ни находились».

Морфология

Большинство известных экстремофилов — микробы. Домен Археи содержит известные примеры, но экстремофилы присутствуют в многочисленных и разнообразных генетических линиях бактерий и архей. Кроме того, ошибочно использовать термин «экстремофил» для описания всех археев, так как некоторые из них мезофилы. Также не все экстремофилы одноклеточные: первичноротые животные обнаружены в сходных условиях, включая помпейского червя, психрофильных гриллоблаттидов (насекомые) и антарктического криля (ракообразные). Многие также бы классифицировали тихоходок как экстремофилов, но пусть тихоходка и может выжить в экстремальных условиях, она не считается экстремофилом, потому что не приспособлена к жизни в таких условиях. Вероятность их смерти увеличивается, чем дольше они подвергаются воздействию экстремальной среды.

Классификация

Во всём мире насчитывается много классов экстремофилов, каждый из которых соответствует тому, как его экологическая ниша отличается от мезофильных условий. Эти классификации не являются взаимоисключающими. Многие экстремофилы подпадают под несколько категорий сразу и называются полиэкстремофилами. Например, организмы, живущие внутри горячих скал глубоко под поверхностью Земли являются термофильными и барофильными, подобно Thermococcus barophilus. Полиэкстремофил, обитающий на вершине горы в пустыне Атакама может оказаться радиоустойчивым ксерофилом, психрофилом и олиготрофным организмом. Полиэкстремофилы хорошо известны своей способностью переносить как высокие, так и низкие уровни рН.

Термины

Ацидофил — организм с оптимальным ростом при уровнях рН 3 или ниже.

Алкалифил — организм с оптимальным ростом при уровнях рН 9 или выше.

Анаэроб — организм, которому не требуется кислород для роста, такой как Spinoloricus Cinzia. Существуют два подвида: факультативные анаэробы и облигатные анаэробы. Факультативные анаэробы могут вынести анаэробные и аэробные условия; однако, облигатный анаэроб погибнет даже в присутствии незначительного количества кислорода.

Криптоэндолит — организм, живущий в микроскопических пространствах внутри скал, таких как поры между зёрен заполнителей; они также могут быть названы эндолитами, термин, который включает в себя организмы, населяющие трещины, водоносные горизонты и разломы, заполненные подземными водами глубоко под поверхностью земли.

Галофил — организм, живущий в соляных растворах с содержанием NaCl 25—30 %.

Гипертермофил — организм, который может развиваться при температурах 80-122 °C, встречается в гидротермальных системах.

Гиполит — организм, живущий под камнями в холодных пустынях.

Капнофил — организм, которому для своей жизнедеятельности требуется углекислый газ в концентрации 10—15 %.

Литоавтотроф — организм (обычно бактерия), чьим единственным источником углерода является двуокись углерода и экзэргоническое неорганическое окисление (хемолитотрофы), подобный Nitrosomonas еurораеа; эти организмы способны получать энергию от восстановленных минеральных соединений, таких как пирит, и принимают активное участие в геохимическом круговороте и выветривании материнской породы, таким образом формируя почву.

Металлотолерантный организм способен выносить высокие уровни растворённых тяжёлых металлов в растворе, таких как медь, кадмий, мышьяк и цинк; примеры включают Ferroplasma Sp., Cupriavidus metallidurans и GFAJ-1.

Олиготроф — организм, способный расти в питательно ограниченных условиях.

Осмофил — организм, способный жить в растворах с чрезвычайно высокой концентрацией осмотически активных веществ и соответственно при высоком осмотическом давлении (например, микроскопические грибки, употребляющие мёд в качестве субстрата).

Пьезофил (также упоминается как барофил) — организм, оптимально живущий при высоких давлениях, которые достигаются глубоко в океане или под землёй; обычны в глубоких недрах земли, а также в океанических впадинах.

Полиэкстремофил (от лат. и др.греч. «любовь ко многим крайностям») является организмом, экстремофильным в более чем одной категории.

Психрофил/криофил — организм, способный на выживание, рост или размножение при температуре 10 °С и ниже в течение длительного периода; распространены в холодных почвах, вечной мерзлоте, полярном льду, холодной морской воде, или на/под альпийским снежным покровом.

Радиорезистентные организмы устойчивы к высоким уровням ионизирующего излучения, наиболее часто к ультрафиолетовому излучению, но в том числе и организмы, способные противостоять ядерному излучению.

Термофил — организм, процветающий при температурах 45-122 °C.

Термоацидофил — сочетание термофила и ацидофила, предпочитает температуру 70-80 °С и рН 2-3.

Ксерофил — организм, который может расти в очень сухих, обезвоженных условиях; почвенные микробы в пустыне Атакама служат примером данному типу.

Астробиология

Область астробиологии связана с теориями возникновения жизни, такими как панспермия, а также затрагивает вопросы о распределении, природе и будущем жизни во Вселенной. В ней экологи-микробиологи, астрономы, планетарные учёные, геохимики, философы и исследователи, конструктивно сотрудничая, направляют свои усилия на поиск жизни на других планетах. Астробиологи особенно заинтересованы в изучении экстремофилов, так как многие организмы данного типа способны выжить в условиях, аналогичных тем, которые как известно, существуют на других планетах. Например, на Марсе могут быть области глубоко под поверхностью вечной мерзлоты, укрывающие сообщества эндолитов. Водный океан под поверхностью Европы, спутника Юпитера, гипотетически может содержать жизнь в глубинных гидротермальных источниках.

Недавние исследования, проведённые над экстремофилами в Японии, состояли из множества бактерий, включая Escherichia coli и Paracoccus denitrificans, которых подвергли условиям экстремальной силы тяжести. Бактерии выращивались в ультрацентрифуге на высоких скоростях, соответствующих 403627 g (то есть в 403627 раз большая сила тяжести, чем на Земле). Paracoccus denitrificans была одной из бактерий, продемонстрировавшей не только выживание, но также устойчивый клеточный рост в условиях сверхускорения, которые обычно можно найти только в космических условиях, например, на очень массивных звёздах или в ударных волнах сверхновых. Анализ показал, что небольшой размер клеток прокариот имеет важное значение для успешного роста при гипергравитации.

26 апреля 2012 года, учёные сообщили, что лишайник выжил и показал замечательные результаты на способность к адаптации фотосинтетической активности в течение 34 дней имитационного моделирования марсианских условий, проведённых в Mars Simulation Laboratory (MSL), Германского центра авиации и космонавтики (DLR).

29 апреля 2013 года, учёные Политехнического Института Ренсселера, спонсируемого НАСА, сообщили, что за время космического полёта на Международную космическую станцию микробы адаптируются к космической среде в «не наблюдаемом на Земле» смысле и таким образом «могут привести к увеличению роста и вирулентности».

19 мая 2014 года, учёные объявили, что многочисленные микроорганизмы, такие как Tersicoccus phoenicis, могут быть устойчивыми к методам, обычно используемым в чистых помещениях для сборки космических аппаратов. На данный момент не известно, могли ли стойкие микробы выдержать космическое путешествие и присутствуют ли они сейчас на Rover Curiosity, планете Марс.

20 августа 2014 года, учёные подтвердили существование микроорганизмов, живущих в полумиле подо льдом Антарктиды.

20 августа 2014 года, российские космонавты сообщили об обнаружении планктона на внешней поверхности иллюминатора Международной космической станции, но затруднились объяснить, как он там оказался.

В феврале 2017 года специалисты Института астробиологии NASA под руководством Пенелопы Бостон обнаружили живые организмы, находящиеся внутри гигантских кристаллов селенита в шахтах под городом Найка мексиканского штата Чиуауа. Они располагаются над магматическим карманом, поэтому температура здесь держится на уровне +60º С. Микроорганизмы находились в кристаллах в течение около 60 тысяч лет в состоянии геолатентности (оставались жизнеспособными), но не проявляли активности. Установлено, что для выживания бактерии, вирусы и археи «использовали» оксид меди, марганец, сульфиды и железо; переработка этих веществ обеспечивала их энергией.

Примеры

Часто опознаются новые подтипы «-филов» и список подкатегорий экстремофилов постоянно растёт. Например, микробная жизнь существует в озере из жидкого асфальта Пич-Лейк. Исследования показывают, что популяции экстремофилов населяют асфальтовое озеро в диапазоне 106 — 107 клеток/грамм. Кроме того, до недавнего времени устойчивость к бору была неизвестна, но сильный борофил был открыт среди бактерий. С недавней изоляцией бактерии Bacillus boroniphilus, борофилы вошли в дискуссию. Исследование этих прокариот может помочь в освещении механизма, как токсичности бора, так и его дефицита.

Промышленное использование

Термоалкалифильная каталаза, инициирующая распад перекиси водорода на кислород и воду, была выделена из организма Thermus brockianus, найденного в Йеллоустонском национальном парке исследователями национальной лаборатории Айдахо. Каталаза действует в диапазоне температур от 30 °C до 94 °С и значении рН 6-10. Она чрезвычайно стабильна по сравнению с другими каталазами при высоких температурах и рН. В сравнительном исследовании, каталаза Т. brockianus показала период полураспада 15 дней при 80 °С и рН 10, а каталаза, полученная из Aspergillus niger имела период полураспада 15 секунд при тех же условиях. Каталазе найдётся применение в удалении перекиси водорода в промышленных процессах, таких как целлюлозно-бумажное и текстильное отбеливание, пищевая пастеризация и обеззараживание поверхности упаковок пищевых продуктов.

ДНК-модифицирующие ферменты, такие как термостабильная ДНК полимераза и некоторые ферменты Bacillus, используемые в клинической диагностике и при разжижении крахмала, производятся на коммерческой основе несколькими биотехнологическими компаниями.

Перенос ДНК

Известно более 65 видов прокариот, изначально способных к генетической трансформации: умении переносить ДНК из одной клетки в другую, с последующим включением ДНК донора в хромосому клетки реципиента. Некоторые экстремофилы способны осуществлять видоспецифический перенос ДНК, как описано ниже. Тем не менее, пока не ясно, часто ли такие возможности встречаются среди экстремофилов.

Бактерия Deinococcus radiodurans один из самых известных радиорезистентных организмов. Эта бактерия также переносит холод, обезвоживание, вакуум и кислоту и поэтому является полиэкстремофилом. D. radiodurans способна производить генетическую трансформацию. Клетки реципиента могут восстанавливать повреждения ДНК в трансформирующей ДНК донора, вызванные УФ излучением, так же эффективно, как они восстанавливают клеточную ДНК, когда сами клетки облучаются.

Крайне термофильные бактерии Thermus thermophilus и другие родственные виды Thermus способны к генетической трансформации. Halobacterium volcanii, крайне галофильный архей, также способен к естественной генетической трансформации. Между клетками образуются цитоплазматические мостики, которые используются для переноса ДНК от одной клетки к другой в любом направлении.

Sulfolobus solfataricus и Sulfolobus acidocaldarius являются гипертермофильными археями. Воздействие на эти организмы ДНК-повреждающих агентов: УФ излучения, блеомицина или митомицина С, вызывает видоспецифическую клеточную агрегацию. Клеточная агрегация С. acidocaldarius, вызванная ультрафиолетом, посредничает в обмене хромосомного маркера с высокой частотой. Скорость рекомбинации на три порядка выше чем у не индуцированных культур. Frols и др. и Ajon и др. предположили, что клеточная агрегации улучшает видоспецифичный перенос ДНК между клетками Sulfolobus, для восстановления поврежденной ДНК с помощью гомологичной рекомбинации. Van Wolferen и др. отметили, что этот процесс обмена ДНК может иметь решающее значение в условиях повреждающих ДНК, таких как высокие температуры. Он также предположил, что перенос ДНК в Sulfolobus может быть ранней формой сексуального взаимодействия, схожей с более хорошо изученными системами бактериальной трансформации, которые включают видоспецифический перенос ДНК, приводящий к гомологичной рекомбинационной репарации повреждений ДНК (см. Трансформация (генетика)).

Внеклеточные мембранные везикулы могут быть вовлечены в передачу ДНК между различными видами гипертермофильных археев. Было показано, что плазмиды, как и вирусный геном могут быть переданы посредством мембранных везикул. В особенности, был зарегистрирован горизонтальный перенос плазмид между гипертермофильными Thermococcus и Methanocaldococcus видами, соответственно принадлежащими к отрядам Thermococcales и Methanococcales.

> Примечания

Литература

Словари и энциклопедии

Характеристика термофилов, классификация и среды

термофильный является подтипом экстремофилов, характеризующихся терпимо высокими температурами, в диапазоне от 50 ° С до 75 ° С, либо потому, что эти значениями температуры сохраняется в этих экстремальных условиях, или потому, что часто достигая.

Термофильные организмы — это, как правило, бактерии или археи, однако существуют метазоаны (эукариотические организмы, которые являются гетеротрофными и тканевыми), которые также развиваются в жарких местах..

Известно также, что морские организмы, связанные в симбиозе с термофильными бактериями, могут адаптироваться к этим высоким температурам и что у них также разработаны биохимические механизмы, такие как модифицированный гемоглобин, большой объем крови, среди прочего, которые позволяют им переносить токсичность сульфидов и соединений. серы.

Считается, что термофильные прокариоты были первыми простыми клетками в эволюции жизни и что они населяли места с вулканической активностью и гейзерами в океанах..

Примеры таких термофильных организмов, живущие вблизи гидротермальных источников или отверстий в дне океана, как метаногенные бактерий (производство метана) и кольчатая Riftia pachyptila.

Основные места обитания, где можно найти термофилов:

  • Наземные гидротермальные среды.
  • Морские гидротермальные среды.
  • Горячие пустыни.

индекс

  • 1 Характеристика теплолюбивых организмов
    • 1.1 Отличительные особенности термофильных организмов
  • 2 Классификация теплолюбивых организмов
  • 3 Термофильные организмы и их окружение
    • 3.1 Наземные гидротермальные среды
    • 3.2 Примеры организмов, населяющих наземные гидротермальные среды
    • 3.3 Бактерии
    • 3.4 Арки
    • 3,5 эукариот
    • 3.6 Морские гидротермальные среды
    • 3.7 Примеры фауны, связанной с морской гидротермальной средой
    • 3.8 Горячие пустыни
    • 3.9 Виды пустынь
    • 3.10 Примеры теплолюбивых организмов пустыни
  • 4 Ссылки

Характеристика теплолюбивых организмов

Температура: критический абиотический фактор для развития микроорганизмов

Температура является одним из ключевых факторов окружающей среды, который обусловливает рост и выживание живых существ. У каждого вида есть диапазон температур, между которыми он может выжить, однако он имеет оптимальный рост и развитие при определенных температурах..

Скорость роста каждого организма может быть выражена графически в зависимости от температуры, получая значения, соответствующие критическим критическим температурам (минимум, оптимум и максимум)..

Минимальные температуры

При минимальных температурах роста организма происходит снижение текучести клеточной мембраны, и процессы транспорта и обмена веществ, такие как поступление питательных веществ и выход токсических веществ, могут прекращаться..

Между минимальной температурой и оптимальной температурой скорость роста микроорганизмов увеличивается.

Оптимальная температура

При оптимальной температуре метаболические реакции происходят с максимально возможной эффективностью.

Максимальная температура

Выше оптимальной температуры происходит снижение скорости роста до максимальной температуры, которую может выдержать каждый организм.

При этих высоких температурах структурные и функциональные белки денатурируются и инактивируются как ферменты, так как они теряют свою геометрическую конфигурацию и особую пространственную конфигурацию, цитоплазматическая мембрана разрушается и происходит термический лизис или разрыв из-за нагрева.

Каждый микроорганизм имеет свои минимальные, оптимальные и максимальные температуры эксплуатации и развития. Термофилы имеют исключительно высокие значения при этих трех температурах.

Отличительные особенности теплолюбивых организмов

  • Термофильные организмы имеют высокие темпы роста, но короткие сроки жизни.
  • У них много клеточных мембран липидов или длинноцепочечных насыщенных жиров; Этот тип насыщенных жиров способен поглощать тепло и переходить в жидкое состояние при высоких температурах (плавиться), не разрушаясь..
  • Его структурные и функциональные белки очень устойчивы к теплу (термостабильны), благодаря ковалентным связям и особым межмолекулярным силам, называемым силами рассеяния Лондона..
  • У них также есть специальные ферменты для поддержания метаболического функционирования при высоких температурах.
  • Известно, что эти термофильные микроорганизмы могут использовать сульфиды и обильные соединения серы в вулканических областях в качестве источников питательных веществ для превращения их в органическое вещество..

Классификация теплолюбивых организмов

Термофильные организмы можно разделить на три широкие категории:

  • Умеренные термофилы, (оптимально между 50-60 ° C).
  • Экстремальные термофилы (оптимально около 70 ° C).
  • Гипертермофилы (оптимально близко к 80 ° C).

Термофильные организмы и их окружение

Наземные гидротермальные среды

Гидротермальные участки удивительно распространены и широко распространены. Они могут быть широко разделены на те, которые связаны с вулканическими областями, и те, которые не связаны..

Гидротермальные среды, которые представляют самые высокие температуры, обычно связаны с вулканическими особенностями (котлы, разломы, границы тектонических плит, задние дуговые бассейны), которые позволяют магме подниматься на глубину, где она может взаимодействовать непосредственно с подземными водами. мелкий.

Горячие точки также часто сопровождаются другими характеристиками, которые затрудняют жизнь, такими как pH, органическое вещество, химический состав и экстремальная соленость..

Поэтому обитатели земной гидротермальной среды выживают при наличии нескольких экстремальных условий. Эти организмы известны как полиэкстрамофилы.

Примеры организмов, населяющих наземные гидротермальные среды

Организмы, принадлежащие к трем доменам (эукариотам, бактериям и археям), были идентифицированы в наземных гидротермальных средах. Разнообразие этих организмов определяется в основном температурой.

В то время как разнообразный спектр видов бактерий обитает умеренно термофильные среды, фотоавтотрофы могут доминировать микробное сообщество и образуют структуры, такие как «маты» или «ковер» макроскопические.

Эти «фотосинтетические ковры» присутствуют на поверхности большинства нейтральных и щелочных термальных источников (pH выше 7,0) при температуре от 40 до 71 ° C, причем цианобактерии являются основными доминирующими производителями..

При температуре выше 55 ° C фотосинтетические ковры преимущественно населены одноклеточными цианобактериями, такими как Synechococcus зр.

бактерии

Фотосинтетические микробные ковры также могут быть преимущественно заселены бактериями родов. Chloroflexus и Roseiflexus, оба члена ордена Chloroflexales.

Когда они связаны с цианобактериями, виды Chloreflexus и Roseiflexus расти оптимально в фотогетеротрофных условиях.

Если pH является кислым, роды являются общими Acidiosphaera, Acidiphilium, Desulfotomaculum, Hydrogenobaculum, Methylokorus, Sulfobacillus Thermoanaerobacter, Thermodesulfobium и Thermodesulfator.

В гипертермофильных источниках (между 72-98 ° С) известно, что фотосинтез не происходит, что позволяет преобладать хемолитоавтотрофных бактерий.

Эти организмы принадлежат к типу Aquificae и являются космополитическими; может окислять водород или молекулярную серу кислородом в качестве акцептора электронов и связывать углерод через путь восстановления трикарбоновой кислоты (rTCA).

археи

Большинство культивируемых и некультивированных архей, идентифицированных в нейтральной и щелочной термальной среде, относятся к типу Crenarchaeota.

Виды как Thermofilum pendens, Thermosphaera aggregans или Stetteriarogenophila Nitrosocaldus yellowstonii, размножаться ниже 77 ° С и Thermoproteus neutrophilus, Vulcanisaeta distribta, Thermofilum pendens, Aeropyruni pernix, Desulfurococcus mobilis и Ignisphaera aggregans, в источниках с температурой выше 80 ° С.

В кислой среде существуют археи родов: Sulfolobus, Sulfurococcus, Metallosphaera, Acidianus, Sulfurisphaera, Picrophilus, Thermoplasma, Thennocladium и Galdivirga.

эукариот

В пределах эукариот нейтральных и щелочных источников можно указать Thermomyces lanuginosus, Scytalidium thermophilum, Echinamoeba thermarum, Marinamoeba thermophilia и Oramoeba funiarolia.

В источниках кислоты вы можете найти жанры: Pinnularia, Cyanidioschyzon, Cyanidium или Galdieria.

Морские гидротермальные среды

При температурах от 2 ° C до более чем 400 ° C, давлениях, превышающих несколько тысяч фунтов на квадратный дюйм (psi), и высоких концентрациях токсичного сероводорода (pH 2,8), глубоководные гидротермальные жерла возможно, самые экстремальные условия на нашей планете.

В этой экосистеме микробы служить в качестве нижнего звена пищевой цепи, выводя ее геотермальную тепловую энергию и химические вещества, которые находятся в недрах Земли.

Примеры фауны, связанной с морской гидротермальной средой

Фауна, связанная с этими источниками или жерлами, очень разнообразна, и существующие отношения между различными таксонами еще не полностью поняты.

Среди выделенных видов есть как бактерии, так и археи. Например, археи рода были выделены Метанококк, Метанопюс и анаэробные термофильные бактерии рода Caminibacter.

Бактерии в биопленки развиваются из разных организмов, как anfípodos, веслоногие, улитки, крабы креветки, трубчатых червей, рыб и корма осьминога.

Общая панорама состоит из скоплений мидий, Bathymodiolus thermophilus, длиной более 10 см, которые сжимаются в трещинах базальтовой лавы. Обычно они сопровождаются многочисленными галапагосскими крабами (Munidopsis subquamosa).

Один из самых необычных организмов — трубчатый червь Riftia pachyptila, которые могут быть сгруппированы в больших количествах и достигают размеров, близких к 2 метрам.

Эти трубчатые черви не имеют рта, желудка или заднего прохода (то есть у них нет пищеварительной системы); они представляют собой полностью закрытый пакет, без каких-либо открытий для внешней среды.

Ярко-красный цвет ручки на кончике обусловлен наличием внеклеточного гемоглобина. Сероводород транспортируется через клеточную мембрану, связанную с филаментами этой ручки, и через внеклеточный гемоглобин он попадает в специализированную «ткань», называемую трофосомой, полностью состоящую из симбиотических хемосинтетических бактерий..

Можно сказать, что у этих червей есть внутренний «сад» бактерий, которые питаются сероводородом и обеспечивают «пищу» для червя, необычайную адаптацию..

Горячие пустыни

Горячие пустыни покрывают от 14 до 20% поверхности Земли, примерно 19-25 млн. Км..

Самые жаркие пустыни, такие как Сахара в Северной Африке и пустыни на юго-западе США, в Мексике и Австралии, встречаются в тропиках как в Северном полушарии, так и в Южном полушарии (приблизительно между 10 и 30 градусами). 40 ° широты).

Типы пустынь

Отличительной чертой жаркой пустыни является сухость. Согласно климатической классификации Коппен-Гейгера, пустынями являются регионы с годовым количеством осадков менее 250 мм..

Тем не менее, годовое количество осадков может быть обманчивым показателем, так как потеря воды является решающим фактором водного бюджета..

Таким образом, определение Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде в пустыне — это ежегодный дефицит влажности в нормальных климатических условиях, где потенциальное суммарное испарение (ПЭТ) в пять раз превышает фактические осадки (P).

Высокий ПЭТ преобладает в жарких пустынях, потому что из-за отсутствия облачного покрова солнечная радиация приближается к максимуму в засушливых регионах.

По степени засушливости пустыни можно разделить на два типа:

  • Hyperáridos: с индексом сухости (P / PET) менее 0,05.
  • Агрегаты: с индексом от 0,05 до 0,2.

Пустыни отличаются от засушливых полузасушливых земель (P / PET 0,2-0,5) и засушливых субгумидных засушливых земель (0,5-0,65)..

Пустыни имеют и другие важные характеристики, такие как сильные колебания температуры и высокая соленость почв..

С другой стороны, пустыня обычно ассоциируется с дюнами и песком, однако это изображение соответствует только 15-20% от всех; скалистые и гористые ландшафты являются наиболее частой пустынной средой.

Примеры теплолюбивых организмов пустыни

Жители пустынь, которые являются термофилами, имеют ряд приспособлений, чтобы противостоять невзгодам, которые возникают из-за отсутствия дождя, высоких температур, ветров, солености и других..

Ксерофитные заводы разработали стратегии, позволяющие избежать транспирации и хранить как можно больше воды. Суккулентность или утолщение стеблей и листьев — одна из наиболее часто используемых стратегий..

Это очевидно в семействе Cactaceae, где листья также были изменены в форме шипов, чтобы избежать испарения и отпугнуть травоядных..

Пол Lithops или каменные растения, родом из пустыни Намибии, также развивают сочность, но в этом случае растение растет на уровне земли, маскируя себя окружающими камнями..

С другой стороны, животные, которые живут в этих экстремальных местах обитания, развивают все виды адаптаций, от физиологических до этологических. Например, так называемые крысы-кенгуру имеют низкое и малое количество мочеиспускания, и эти животные очень эффективны в условиях дефицита воды..

Другим механизмом снижения потери воды является повышение температуры тела; например, температура тела отдыхающих верблюдов может возрасти летом примерно с 34 ° C до более 40 ° C..

Изменения температуры имеют большое значение в сохранении воды из-за следующего:

  • Повышение температуры тела означает, что тепло накапливается в теле, а не рассеивается в результате испарения воды. Позже, ночью, избыток тепла можно отогнать без воды.
  • Приток тепла от горячей среды уменьшается, поскольку градиент температуры уменьшается.

Другой пример — песчаная крыса (Psammomys obesus), который разработал пищеварительный механизм, который позволяет им питаться только на пустынных растениях семейства Chenopodiaceae, которые содержат большое количество солей в листьях.

Этологические (поведенческие) адаптации пустынных животных многочисленны, но, пожалуй, наиболее очевидные из них подразумевают, что цикл активность-отдых обращен вспять.

Таким образом, эти животные становятся активными на закате (ночная деятельность) и перестают быть на рассвете (дневной отдых), их активная жизнь не совпадает с самыми жаркими часами..

ссылки

  1. Бейкер-Остин, С. и Допсон, М. (2007). Жизнь в кислоте: pH гомеостаз у ацидофилов. Тенденции в микробиологии 15, 165-171.
  2. Berry, J.A. и Bjorkman, 0. (1980). Фотосинтетический ответ и адаптация к температуре у высших растений. Ежегодный обзор физиологии растений 31, 491-534.
  3. Брок Т.Д. (1978). Термофильные микроорганизмы и жизнь при высоких температурах. Springer-Verlag, Нью-Йорк, 378 стр..
  4. Campos, V.L., Escalante, G., Jafiez, J., Zaror, C.A. и Мондака, А.М. (2009), Выделение арсенит-окисляющих бактерий из естественной биопленки, связанной с вулканическими породами пустыни Атакама, Чили. Журнал фундаментальной микробиологии 49, 93-97.
  5. Cary, C.S., Shank, T. and Stein, J. (1998). Черви греются при экстремальных температурах. Природа 391, 545-546.
  6. Chevaldonne, P, Desbruyeres, D. and Childress, J.J. (1992). Некоторым нравится жарко … а некоторым нравится еще жарче. Природа 359, 593-594.
  7. Evenari, M., Lange, 01., Schulze, E.D., Buschbom, U. and Kappen, L. (1975). Адаптивные механизмы у пустынных растений. В: Vemberg, F.J. (ред.) Физиологическая адаптация к окружающей среде. Intext Press, Platteville, LISA, стр. 111-129.
  8. Гибсон, А.С. (1996). Структурно-функциональные связи теплых пустынных растений. Springer, Гейдельберг, Германия, 216 стр..
  9. Гуттерман Ю. (2002). Стратегии выживания однолетних пустынных растений. Springer, Берлин, Германия, 368 стр..
  10. Лутц, Р.А. (1988). Распространение организмов в глубоководных гидротермальных жерлах: обзор. Закон о океанологии 8, 23-29.
  11. Лутц Р.А., Шэнк Т.М., Форнари Д.Д., Хеймон Р.М., Лилли М.Д., Фон Дамм К.Л. и Desbruyeres D. (1994). Быстрый рост в глубоководных жерлах. Природа 371, 663-664.
  12. Rhoads, D.C., Lutz, R.A., Revelas, E.C. и Серрато Р.М. (1981). Рост двустворчатых моллюсков в глубоководных гидротермальных жерлах вдоль Галапагосского рифта. Наука 214, 911-913.
  13. Ной-Меир И. (1973). Пустынные экосистемы: окружающая среда и производители. Ежегодный обзор экологических систем 4, 25-51.
  14. Wiegel, J. and Adams, M.W.W. (1998). Термофилы: ключи к молекулярной эволюции и происхождение жизни. Тейлор и Фрэнсис, Лондон, 346 стр..

Животные-экстремалы

Конечно, большая часть этих животных — всего лишь бактерии и микроорганизмы, но среди экстремофилов (так называются организмы, способные жить и размножаться в экстремальных условиях окружающей среды) встречаются и более крупные существа.

Питаются нефтью

В прошлом году немецкие ученые обнаружили в озере Пич-Лейк, находящемся на острове Тринидад, что в Карибском море, новый вид анаэробных бактерий. И все бы ничего, если бы Пич-Лейк вместо животворящей воды не был наполнен битумом. Это озеро является одним из крупнейших природных резервуаров битума на планете.
До этого момента ученые полагали, что анаэробные бактерии способны разлагать нефть только в условиях, где нефтяная среда граничит с водной. Но изучив состав нефти, исследователи нашли в ней очень маленькие, размером не более 1-3 микролитров, капли воды, которые, вероятно, имеют подземное происхождение. Эти крошечные водяные пузырьки наполнены сложноорганизованными группами метанопродуцирующих микробов, которые расщепляют нефть, меняя ее химический состав, благодаря чему и образуется вязкий битум.

Озеро Пич-Лейк – природный резервуар асфальта / ©Flickr Радиация как курорт

По-видимому, именно так воспринимает радиацию грамположительный кокк с характерным названием Deinococcus radiodurans, поскольку способен выживать при дозе до 10 тыс. (!) Гр. Для сравнения: смертельная доза радиации для человека равна 5 Гр. Deinococcus radiodurans считается одним из самых устойчивых к действию радиации организмов в мире. Как ему это удается? Дело в том, что эта бактерия хранит в своей клетке по нескольку копий генома, упакованных в виде тора или колец. Эти дополнительные копии позволяют в точности восстановить геном после многочисленных одно- и двуцепочечных разрывов.

Deinococcus radiodurans / ©Flickr «Кипучая» жизнь

Гипертермофилами называют организмы, которые растут и размножаются при температурах свыше 60°C. Оптимальная температура для этих любителей «горяченького» и вовсе равна 80°C, а некоторые выдерживают и более высокие температуры — больше 100°C. Мало того, кое-какие из этих существ способны также противостоять кислотности и радиации.
Все дело в том, что гипертермофилы относятся к археям — древнейшему домену живых организмов, являющихся одноклеточными и не имеющих, как известно, ни ядра, ни каких-либо мембран. Условия жизни на нашей планете в те далекие времена, когда на ней были распространены археи, были соответствующими, поэтому эти существа чувствуют себя в них как дома.
Но горячую воду любят не только микроорганизмы. В глубинах Карибского моря, поблизости от гидротермальных источников, живут красивые многощетинковые черви, которые, правда, прячут свои тела в длинные хитиновые трубки.

Хитиновые трубки, в которые прячутся многощетинковые черви-экстремофилы / ©Flickr Психрофилы

Таким трудно выговариваемым названием именуют живых существ, которые, наоборот, предпочитают низкие температуры. Так, нематода Panagrolaimus davidi способна выживать будучи полностью вмороженной в лед. Да что там нематода — некоторые хвостатые земноводные, такие, например, как сибирский углозуб (были найдены экземпляры, которые пробыли в оцепенении в условиях вечной мерзлоты от 80 до 100 лет (!), а затем благополучно вернулись к жизни), бесхвостые земноводные, некоторые виды черепах и змей, могут замораживать воду, которая находится вне клеток их организма, чтобы сохранить при этом свои клетки в условиях продолжительных низких температур.
А вот рыбы семейства нототениевых, которые обитают в водах Арктики и Антарктики, и вовсе плавают при температуре до -1,9°C, являющейся близкой к замерзанию. Про бактерий и говорить не приходится: как показали исследования подледного озера Восток в Антарктиде, некоторые из микроорганизмов способны выживать, будучи вмороженными в лед, в течение миллионов лет.

Антарктический клыкач – рыба семейства нототениевых / ©Flickr Любители солененького

Их называют галофилами — экстремофилы, которые в качестве местообитания предпочитают условия с высокой соленостью — моря, соленые озера, засоленные почвы и т.д. Конечно, самыми экстремальными являются микробы, которые обитают в глубинах Мертвого моря. Но существуют и галофильные животные, по преимуществу — морские, которые не способны переносить соленость ниже 30 промилле. Это радиолярии, рифообразующие кораллы, обитатели тех же коралловых рифов и мангровых зарослей, иглокожие, головоногие моллюски, многие виды ракообразных и т.д.

Спаривающиеся артемии – вид ракообразных, относящихся к галофилам / © Hans Hillewaert
В космосе

В безвоздушном пространстве живые организмы тоже способны выживать. К ним, например, относится тихоходка — очень интересное животное, тип микроскопических беспозвоночных, близких к членистоногим. Этот вполне симпатичный «медвежонок» способен выдерживать невероятно низкие и экстремально высокие (до 100°C) температуры, высокий уровень радиации, невероятное давление (подобное тому, которое существует на дне Марианской впадины), отсутствие влаги в течение более чем ста лет и, наконец, открытый космос (ученые засылали тихоходок на орбиту).

Смотреть что такое «Экстремофилы» в других словарях:

  • Экстремофил — Экстремофилы совокупное название для живых существ (в т.ч. бактерий и микроорганизмов), способных жить и размножаться в экстремальных условиях окружающей среды (высокие/низкие температуры, малое количество воздуха, чрезмерное давление и т.п.). По … Википедия

  • Планеты — Планеты, пригодные для возникновения жизни Теоретическая зависимость зоны нахождения планет, пригодных для поддержания жизни (выделено зелёным), от типа звезды. Шкала орбит не соблюдена … Википедия

  • Тихоходки — Тихоходка из класса Eutardigrada, длина тела всего 200 микрон … Википедия

  • Астробиология — Нуклеиновые кислоты могут являться не единственными биомолекулами во Вселенной, способными нести жизненную информацию … Википедия

  • Ацидофилы — (от лат. acidus кислый + др. греч. φιλέω люблю) тип экстремофилов, организмы обитающие в условиях высокой кислотности. Некоторые жгутиковые и коловратки могут развиваться в массовых количествах в сфагновых болотах при рН воды до 3,8 и… … Википедия

  • Жизнепригодность планеты — При ведении дискуссии о потенциальной обитаемости той или иной планеты, всегда речь идет об экстраполяции информации о земных условиях и условиях, существующих в Солнечной системе … Википедия

  • Candidatus Desulforudis audaxviator — ? Desulforudis audaxviator … Википедия

  • Halicephalobus mephisto — ? Halicephalobus mephisto Научная классификация Царство: Животные Тип: Нематоды Класс: Chromadorea … Википедия

  • Гипертермофилы — Methanopyrus kandleri выживает и размножается при 122 °C Гипертермофилы организмы, растущие и размножающиеся при экстремально высоких температурах свыше 60 °C. Оптимальная температура для существования гипертермофилов более 80 °C.… … Википедия

  • Радиорезистентные организмы — организмы, обитающие в средах с очень высоким уровнем ионизирующего излучения. Вопреки устоявшемуся мнению, многие организмы обладают поразительной радиорезистентностью. К примеру, в ходе изучения окружающей среды, растений и животных в районе… … Википедия

Экстремофильные характеристики, виды и примеры

экстремофилы это организмы, которые живут в экстремальных условиях, то есть те, которые уходят от условий, в которых живет большинство организмов, известных человеку..

Термины «экстремальный» и «экстремофильный» относительно антропоцентричны, потому что люди оценивают места обитания и их обитателей в зависимости от того, что считается экстремальным для нашего собственного существования..

Поэтому, что характеризует экстремальную среду, так это то, что она представляет для людей невыносимые условия, в частности, ее температуру, влажность, соленость, свет, pH, доступность кислорода, уровни токсичности..

С неантропоцентрической точки зрения люди могут быть экстремофильными существами, в зависимости от организма, который их оценил. Например, с точки зрения строго анаэробного организма, для которого кислород токсичен, аэробные существа (например, люди) будут экстремофилами. Для человека, наоборот, анаэробные организмы являются экстремофилами.

индекс

  • 1 Происхождение термина «экстремофилы»
    • 1.1 Р. Д. Маселрой
  • 2 Характеристики экстремальных сред
  • 3 типа экстремофилов по зоологической шкале
    • 3.1 Одноклеточные организмы
    • 3.2 Многоклеточные организмы
    • 3.3 Полиэкстремофилы
  • 4 Наиболее распространенные типы экстремальных сред
    • 4.1 Экстремально холодная среда
    • 4.2 Экстремальные жары
    • 4.3 Среды с экстремальным давлением
    • 4.4 Экстремальные кислотные и щелочные среды
    • 4.5 Гиперсоленая и бескислородная среда
    • 4.6 Высокая радиационная среда
    • 4.7 Антропогенные концы
  • 5 Переходов и экотонов
  • 6 Животные и растения с несколькими стадиями или фазами
    • 6.1 Растения
    • 6.2 Животные
  • 7 ссылок

Происхождение термина «экстремофилы»

В настоящее время мы определяем как «крайности» многочисленные среды внутри и за пределами планеты Земля, и мы постоянно обнаруживаем организмы, способные не только выживать, но и широко процветать во многих из них..

Р. Д. Маселрой

В 1974 году Р. Д. Маселрой предложил термин «экстремофилы», чтобы определить эти организмы, которые обеспечивают оптимальный рост и развитие в экстремальных условиях, в отличие от мезофильных организмов, которые растут в средах с промежуточными условиями..

По словам Макелроя:

«Extremófilo — это описание организмов, способных обитать в среде, враждебной мезофилам, или организмов, которые растут только в промежуточных средах.».

Существуют две основные степени экстремизма в организмах: те, которые могут терпеть экстремальные условия окружающей среды и стать доминирующим над другими; и те, которые растут и развиваются оптимально в экстремальных условиях.

Характеристики экстремальных сред

Наименование окружающей среды как «экстремальной» реагирует на антропогенную конструкцию, основанную на рассмотрении отдаленных концов базовой линии определенного состояния окружающей среды (температуры, солености, радиации и др.), Которая обеспечивает выживание человека.

Однако эта деноминация должна основываться на определенных характеристиках окружающей среды с точки зрения организма, который населяет ее (а не с точки зрения человека)..

Эти характеристики включают в себя: биомассу, продуктивность, биоразнообразие (количество видов и представленность высших таксонов), разнообразие процессов в экосистемах и специфическую адаптацию к окружающей среде рассматриваемого организма..

Сумма всех этих характеристик обозначает экстремальное состояние окружающей среды. Например, экстремальная среда — это среда, которая обычно представляет:

  • Низкая биомасса и продуктивность
  • Преобладание архаичных форм жизни
  • Отсутствие высших форм жизни
  • Отсутствие фотосинтеза и азотфиксации, но зависимость от других метаболических путей и физиологических, метаболических, морфологических и / или жизненных циклов адаптаций.

Типы экстремофилов по зоологической шкале

Одноклеточные организмы

Термин экстремофил часто относится к прокариотам, таким как бактерии, и иногда используется взаимозаменяемо с археями..

Тем не менее, существует большое разнообразие экстремофильных организмов, и наши знания о филогенетическом разнообразии в экстремальных местообитаниях увеличиваются почти ежедневно.

Мы знаем, например, что все гипертермофилы (теплолюбивые) являются членами архей и бактерий. Эукариоты распространены среди психрофилов (любителей холода), ацидофилов (любителей низкого pH), алкалофилов (любителей высокого pH), ксерофилов (любителей сухой среды) и галофилов (любителей соли).

Многоклеточные организмы

Многоклеточные организмы, такие как беспозвоночные животные и позвоночные, также могут быть экстремофилами.

Например, некоторые психрофилы включают небольшое количество лягушек, черепах и змей, которые в течение зимы избегают внутриклеточного замерзания в своих тканях, накапливая осмолиты в цитоплазме клетки и позволяя замораживать только внеклеточную воду (внешнюю по отношению к клеткам)..

Другим примером является случай антарктической нематоды Панагролаймус давиди, который может пережить внутриклеточное замерзание (замерзание воды внутри ваших клеток), может расти и размножаться после оттаивания.

Также рыбы семейства Channichthyidae, обитатели холодных вод Антарктики и юга американского континента, используют антифризные белки для защиты своих клеток от полного замерзания..

Polyextremophile

Полиэкстремофилы — это организмы, которые могут пережить более одного экстремального состояния одновременно и поэтому распространены во всех экстремальных условиях.

Например, пустынные растения, которые переживают как экстремальную жару, ограниченную доступность воды и, часто, высокую соленость.

Другим примером могут быть животные, населяющие морское дно, которые способны выдерживать очень высокие нагрузки, такие как недостаток света и недостаток питательных веществ, среди прочих..

Наиболее распространенные типы экстремальных сред

Традиционно экстремальные условия окружающей среды определяются на основе абиотических факторов, таких как:

  • температура.
  • Наличие воды.
  • давление.
  • pH.
  • соленость.
  • Концентрация кислорода.
  • Уровни радиации.

Точно так же экстремофилы описаны на основе экстремальных условий, которые поддерживают.

Наиболее важные экстремальные условия, которые мы можем распознать по их абиотическим условиям:

Экстремально холодная среда

Крайне холодные среды — это те, которые поддерживаются или часто падают в течение периодов (коротких или продолжительных) температур ниже 5 ° C. К ним относятся полюса земли, горные районы и некоторые глубоководные места обитания океана. Даже некоторые очень жаркие пустыни днем ​​имеют очень низкие температуры ночью.

Есть другие организмы, которые живут в криосфере (где вода находится в твердом состоянии). Например, организмы, которые живут в ледяных матрицах, вечной мерзлоте, под постоянным или периодическим снежным покровом, должны переносить множество экстремальных явлений, включая холода, высыхание и высокие уровни радиации..

Экстремальные жары

Чрезвычайно горячие среды обитания — это те, которые остаются или периодически достигают температуры выше 40 ° C. Например, горячие пустыни, геотермальные участки и глубоководные гидротермальные жерла.

Они часто связаны с экстремально высокими температурами, средами, в которых доступная вода очень ограничена (постоянно или в течение регулярных периодов времени), такими как холодные и жаркие пустыни и некоторые эндолитические места обитания (которые расположены в скалах).

Среды с экстремальным давлением

Другие среды подвержены высокому гидростатическому давлению, такие как бентические зоны океанов и глубоких озер. В этих глубинах его обитатели должны выдерживать давление свыше 1000 атмосфер..

Альтернативно, существуют гипобарические крайности (низкого атмосферного давления) в горах и в других высоких регионах мира..

Экстремальные кислотные и щелочные среды

В целом, чрезвычайно кислые среды — это те, которые поддерживают или регулярно достигают значений ниже pH 5.

Низкий pH, в частности, увеличивает «экстремальные» условия окружающей среды, поскольку он увеличивает растворимость присутствующих металлов, и организмы, которые в них живут, должны быть адаптированы к многочисленным абиотическим крайностям.

И наоборот, чрезвычайно щелочными средами являются те, которые остаются или регулярно регистрируют значения pH выше 9..

Примеры экстремальных сред pH включают озера, грунтовые воды и почвы, сильно кислые или щелочные.

Гиперсоленая и бескислородная среда

Гиперсоленая среда определяется как среда с концентрацией соли выше, чем в морской воде, которая имеет 35 частей на тысячу. Эти среды включают в себя гиперсолевые и соленые озера.

С «физиологическим раствором» мы имеем в виду не только соленость хлористым натрием, поскольку могут быть соленые среды, где преобладающая соль отличается.

Среды обитания с ограниченным свободным кислородом (гипоксическим) или отсутствующим кислородом (аноксическим), постоянно или через регулярные промежутки времени, также считаются экстремальными. Например, средами с такими характеристиками могут быть бескислородные бассейны в океанах и озерах, а также самые глубокие слои отложений..

Высокая радиационная среда

Ультрафиолетовое (УФ) или инфракрасное (ИК) излучение также может создавать для организма экстремальные условия. Экстремальные радиационные условия — это условия, подвергающиеся аномально высокому излучению или излучению за пределами нормального диапазона. Например, полярные среды и большие высоты (наземные и водные).

Phaeocystis pouchetii

Некоторые виды проявляют уклоняющиеся механизмы высокого УФ или ИК-излучения. Например, гостиницы Phaeocystis pouchetii производит водорастворимые «солнцезащитные средства», которые сильно поглощают УФ-В волны (280–320 нм) и защищают ваши клетки от чрезвычайно высокого уровня УФ-В в верхних 10 м толщи воды (после растрескивание морского льда).

Deinococcus radiodurans

Другие организмы очень устойчивы к ионизирующей радиации. Например, бактерия Deinococcus radiodurans может сохранить свою генетическую целостность путем компенсации значительного повреждения ДНК после воздействия ионизирующего излучения.

Эта бактерия использует межклеточные механизмы, чтобы ограничить деградацию и ограничить диффузию фрагментов ДНК. Кроме того, он имеет высокоэффективные белки репарации ДНК.

Astyanax Hubbsi

Даже в средах с кажущимся низким излучением или без излучения экстремофильные организмы приспособлены реагировать на изменения уровня излучения.

Например, Astyanax Hubbsi, слепая мексиканская рыба, обитающая в пещерах, не имеет видимых поверхностных глазных структур и, тем не менее, может различать небольшие различия в окружающем свете. Они используют экстраокулярные фоторецепторы для обнаружения и реагирования на зрительные стимулы в движении.

Антропогенные концы

В настоящее время мы живем в среде, где навязаны экстремальные условия, искусственно созданные как результат человеческой деятельности..

Так называемые среды с антропогенным воздействием чрезвычайно разнообразны, имеют глобальный охват и больше не могут игнорироваться при определении определенных экстремальных сред.

Например, окружающая среда, затронутая загрязнением (атмосферным, водным и почвенным), как изменение климата и кислотные дожди, добыча природных ресурсов, физические нарушения и чрезмерная эксплуатация.

Переходы и экотоны

В дополнение к упомянутым выше экстремальным условиям окружающей среды, экологи суши всегда знали об особой природе переходных зон между двумя или более разнообразными сообществами или средами, такими как линия деревьев в горах или граница между лесами и лугами. , Это так называемые натяжные ремни или экотоны..

Экотоны также существуют в морской среде, например, переход между льдом и водой, представленной краем морского льда. Эти переходные зоны обычно демонстрируют большее видовое разнообразие и плотность биомассы, чем фланкирующие сообщества, в основном потому, что живущие в них организмы могут использовать ресурсы смежных сред, что может дать им преимущество.

Тем не менее, экотоны являются постоянно меняющимися и динамичными регионами, которые часто показывают более широкий диапазон изменений в абиотических и биотических условиях в течение годового периода, чем в соседних средах..

Это можно разумно считать «экстремальным», поскольку оно требует, чтобы организмы постоянно адаптировали свое поведение, фенологию (сезонное время) и взаимодействие с другими видами.

Виды, которые живут по обе стороны экотона, часто более терпимы к динамике, в то время как виды, диапазон которых ограничен одной стороной, воспринимают другую сторону как крайнюю..

В целом, эти переходные зоны также часто в первую очередь подвержены изменениям климата и / или изменениям, как естественным, так и антропогенным.

Животные и растения с несколькими стадиями или фазами

Мало того, что среды динамичны, они могут быть экстремальными или нет, но организмы также динамичны и имеют жизненные циклы с различными стадиями, адаптированными к конкретным условиям окружающей среды..

Может случиться так, что среда, поддерживающая один из этапов жизненного цикла организма, является экстремальной для другого этапа.

растения

Например, кокос (Cocos Nucifera), представляет семена, приспособленные для перевозки по морю, но зрелое дерево растет на суше.

У споровых сосудистых растений, таких как папоротники и различные виды мхов, гаметофит может быть лишен фотосинтетических пигментов, не иметь корней и зависеть от влажности окружающей среды..

В то время как у спорофитов есть корневища, корни и почки, которые выдерживают условия жары и сухости при полном солнечном свете. Разница между спорофитами и гаметофитами находится в том же порядке, что и различия между таксонами.

животные

Очень близким примером являются ювенильные стадии многих видов, которые обычно нетерпимы к окружающей среде, которая обычно окружает взрослых, поэтому они обычно нуждаются в защите и уходе в течение периода, в течение которого они приобретают навыки и сильные стороны, которые им необходимы. позволяют иметь дело с этими средами.

  1. Kohshima S. (1984). Новое холодоустойчивое насекомое, найденное в гималайском леднике. Природа 310, 225-227.
  2. Macelroy, R.D. (1974). Некоторые комментарии об эволюции экстремофилов. Биосистемы, 6 (1), 74-75. doi: 10.1016 / 0303-2647 (74) 90026-4
  3. Marchant, H.J., Davidson, A.T. и Kelly, G.J. (1991) UV-B защитные соединения в морской водоросли Phaeocystis pouchetti из Антарктиды. Морская биология 109, 391-395.
  4. Орен А. (2005). Сто лет Дуналиелла исследование: 1905-2005. Saline Systems 1, doi: 10.1186 / 1746-1448 -1 -2.
  5. Ротшильд, Л.Дж. и Манчинелли Р.Л. (2001). Жизнь в экстремальных условиях. Природа 409, 1092-1101.
  6. Schleper C., Piihler G., Kuhlmorgen B. and Zillig W. (1995). Облегченный при чрезвычайно низком pH. Природа 375, 741-742.
  7. Этаж, К.Б. и Стори, J.M. (1996). Естественная морозостойкость у животных. Ежегодный обзор экологии и систематики 27, 365-386.
  8. Тейке Т. и Шерер С. (1994) Слепые мексиканские пещерные рыбы (Astyanax Hubbsi) реагировал на движущиеся зрительные раздражители. Журнал экспериментальной биологии 188, 89-1 () 1.
  9. Янси П.И., Кларк М.Л., Эланд С.С., Боулус Р.Д. и Сомеро, Г.Н. (1982). Жизнь с водным стрессом: эволюция осмолитических систем. Science 217, 1214-1222.

Бактерии могут жить в таких местах

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *