The termofily Jedná se o podtyp extremofilních organismů, které se vyznačují tolerancí vysokých teplot mezi 50 ° C a 75 ° C, buď proto, že tyto teplotní hodnoty jsou udržovány v těchto extrémních prostředích, nebo proto, že jsou často dosaženy.
Termofilní organismy jsou obecně bakterie nebo archea, nicméně existují metazoany (eukaryotické organismy, které jsou heterotrofní a tkáňové), které se také vyvíjejí na horkých místech.
Je také známo, že mořské organismy, spojené se symbiózou s teplomilnými bakteriemi, se mohou těmto vysokým teplotám přizpůsobit a které také vyvinuly biochemické mechanismy, jako je modifikovaný hemoglobin, vysoký objem krve, mimo jiné, které jim umožňují tolerovat toxicitu sulfidů a sloučenin síra.
Předpokládá se, že termofilní prokaryoty byly prvními jednoduchými buňkami v evoluci života a že obývali místa s vulkanickou aktivitou a gejzíry v oceánech.
Příklady tohoto typu termofilních organismů jsou ty, které žijí v blízkosti hydrotermálních průduchů nebo průduchů na dně oceánů, jako jsou methanogenní (produkující metan) bakterie a annelid Riftia pachyptila.
Hlavní stanoviště, kde lze termofily nalézt, jsou:
Rejstřík článků
Teplota je jedním z klíčových faktorů prostředí, které určují růst a přežití živých věcí. Každý druh má rozmezí teplot, mezi kterými může přežít, má však optimální růst a vývoj při konkrétních teplotách..
Rychlost růstu každého organismu v závislosti na teplotě lze graficky vyjádřit a získat hodnoty odpovídající důležitým kritickým teplotám (minimální, optimální a maximální)..
Při minimálních růstových teplotách organismu dochází ke snížení tekutosti buněčné membrány a lze zastavit procesy transportu a výměny materiálů, jako je vstup živin a výstup toxických látek..
Mezi minimální teplotou a optimální teplotou se zvyšuje rychlost růstu mikroorganismů.
Při optimální teplotě dochází k metabolickým reakcím s nejvyšší možnou účinností.
Nad optimální teplotu dochází ke snížení rychlosti růstu na maximální teplotu, kterou může každý organismus tolerovat.
Při těchto vysokých teplotách jsou strukturní a funkční proteiny, jako jsou enzymy, denaturovány a inaktivovány, protože ztrácejí svou geometrickou konfiguraci a konkrétní prostorovou konfiguraci, cytoplazmatická membrána se rozbije a v důsledku působení tepla dojde k tepelné lýze nebo prasknutí..
Každý mikroorganismus má své minimální, optimální a maximální provozní a vývojové teploty. Termofily mají při těchto třech teplotách výjimečně vysoké hodnoty..
Termofilní organismy lze rozdělit do tří širokých kategorií:
Hydrotermální lokality jsou překvapivě běžné a široce distribuované. Mohou být široce rozděleny na ty, které jsou spojeny se sopečnými oblastmi, a ty, které nejsou..
Hydrotermální prostředí s nejvyššími teplotami jsou obecně spojována s vulkanickými rysy (kaldery, poruchy, deskové tektonické hranice, zpětné oblouky), které umožňují magmatu vystoupit do hloubky, kde může přímo interagovat s hloubkou podzemní vody.
Horká místa jsou také často doprovázena dalšími charakteristikami, které znesnadňují rozvoj života, jako jsou extrémní hodnoty pH, organická hmota, chemické složení a slanost..
Obyvatelé suchozemského hydrotermálního prostředí proto přežívají za různých extrémních podmínek. Tyto organismy jsou známé jako polyextremofily..
Organismy patřící do všech tří domén (eukaryoty, bakterie a archea) byly identifikovány v suchozemských hydrotermálních prostředích. Rozmanitost těchto organismů je dána hlavně teplotou.
Zatímco různorodá škála bakteriálních druhů obývá mírně teplomilné prostředí, fotoautotrofy mohou ovládnout mikrobiální společenství a vytvářet makroskopické struktury podobné „matům“ nebo „kobercům“..
Tyto „fotosyntetické rohože“ se vyskytují na povrchu většiny neutrálních a alkalických horkých pramenů (pH vyšší než 7,0) při teplotách mezi 40–71 ° C, přičemž hlavními dominantními producenty jsou sinice..
Nad 55 ° C jsou fotosyntetické rohože převážně obývány jednobuněčnými sinicemi, jako jsou Synechococcus sp.
Fotosyntetické mikrobiální rohože mohou být také převážně obývány bakteriemi rodů Chloroflexus Y Roseiflexus, oba členové řádu Chloroflexales.
Při spojení s sinicemi je druh Chloreflexus Y Roseiflexus růst optimálně za fotoheterotrofních podmínek.
Pokud je pH kyselé, jsou rody běžné Acidiosphaera, Acidiphilium, Desulfotomaculum, Hydrogenobaculum, Methylokorus, Sulfobacillus Thermoanaerobacter, Thermodesulfobium Y Termodesulfátor.
V hypertermofilních zdrojích (mezi 72-98 ° C) je známo, že nedochází k fotosyntéze, což umožňuje převahu chemolytoautotrofních bakterií.
Tyto organismy patří do kmene Aquificae a jsou kosmopolitní; může oxidovat vodík nebo molekulární síru kyslíkem jako akceptorem elektronů a fixovat uhlík cestou redukční trikarboxylové kyseliny (rTCA).
Nejkultivovanější a nekultivované archea identifikované v neutrálním a alkalickém tepelném prostředí patří do kmene Crenarchaeota.
Druhy jako Thermofilum pendens, Thermosphaera aggregans nebo Stetteria hydrogenophila Nitrosocaldus yellowstonii, proliferují pod 77 ° C a Thermoproteus neutrophilus, Vulcanisaeta distributa, Thermofilum pendens, Aeropyruni pernix, Desulfurococcus mobilis a Ignisphaera aggregans, ve zdrojích s teplotami vyššími než 80 ° C.
V kyselém prostředí se nacházejí rody rodu: Sulfolobus, Sulfurococcus, Metallosphaera, Acidianus, Sulfurisphaera, Picrophilus, Thermoplasma, Thennocladium Y Galdivirga.
Mezi eukaryoty z neutrálních a alkalických zdrojů můžeme citovat Thermomyces lanuginosus, Scytalidium thermophilum, Echinamoeba thermarum, Marinamoeba thermophilia Y Oramoeba funiarolia.
V kyselých zdrojích najdete rody: Pinnularia, Cyanidioschyzon, Cyanidium nebo Galdieria.
Při teplotách v rozmezí od 2 ° C do více než 400 ° C, tlacích přesahujících několik tisíc liber na čtvereční palec (psi) a vysokých koncentracích toxického sirovodíku (pH 2,8) jsou možná nejextrémnější průduchy hlubinných vodních zdrojů prostředí na naší planetě.
V tomto ekosystému slouží mikroby jako spodní článek v potravinovém řetězci a získávají energii z geotermálního tepla a chemikálií nacházejících se hluboko ve vnitřku Země..
Fauna spojená s těmito zdroji nebo průduchy je velmi různorodá a vztahy mezi různými taxony ještě nejsou plně pochopeny..
Mezi druhy, které byly izolovány, patří jak bakterie, tak archaea. Například archaea rodu byly izolovány Methanococcus, Methanopyus a termofilní anaerobní bakterie rodu Caminibacter.
Bakteriím se daří v biofilmech, které se živí mnoha organismy, jako jsou amphipods, copepods, hlemýždi, krabí krevety, tasemnice, ryby a chobotnice.
Společné panorama tvoří akumulace mušlí, Bathymodiolus thermophilus, přes 10 cm na délku, tlačit se do trhlin v čedičové lávě. Ty jsou obvykle doprovázeny četnými kraby galateidů (Munidopsis subsquamosa).
Jedním z nejneobvyklejších nalezených organismů je tasemnice Riftia pachyptila, které lze seskupit ve velkém množství a dosáhnout velikosti téměř 2 metry.
Tito červi nemají ústa, žaludek ani konečník (tj. Nemají trávicí systém); jsou to úplně uzavřená taška bez jakéhokoli otevírání do vnějšího prostředí.
Jasně červená barva pera na špičce je způsobena přítomností extracelulárního hemoglobinu. Sírovodík je transportován přes buněčnou membránu spojenou s vlákny tohoto oblaku a prostřednictvím extracelulárního hemoglobinu dosáhne specializované „tkáně“ zvané troposom, složené výhradně ze symbiotických chemosyntetických bakterií..
Lze říci, že tito červi mají vnitřní „zahradu“ bakterií, které se živí sirovodíkem a poskytují „potravu“ pro červa, což je mimořádná adaptace.
Horké pouště pokrývají 14–20% zemského povrchu, zhruba 19–25 milionů km.
Nejžhavější pouště, jako je Sahara v severní Africe a pouště v jihozápadních USA, Mexiku a Austrálii, se nacházejí v tropech v severní i jižní polokouli (mezi přibližně 10 ° a 30-40 ° zeměpisné šířky).
Charakteristickou vlastností horké pouště je suchost. Podle klasifikace klimatu Koppen-Geiger jsou pouště oblasti s ročními srážkami menšími než 250 mm.
Roční srážky však mohou být zavádějícím indexem, protože ztráta vody je rozhodujícím faktorem v rozpočtu na vodu..
Definice pouště z programu OSN pro životní prostředí je tedy roční deficit vlhkosti za normálních klimatických podmínek, kde je potenciální evapotranspirace (PET) pětkrát větší než skutečné srážky (P)..
Vysoký PET převládá v horkých pouštích, protože v důsledku nedostatku oblačnosti se sluneční záření blíží maximu v suchých oblastech.
Pouště lze rozdělit do dvou typů podle úrovně jejich vyprahlosti:
Pouště se odlišují od suchých polosuchých zemí (P / PET 0,2-0,5) a od suchých podvlhkých zemí (0,5-0,65).
Pouště mají další důležité vlastnosti, jako jsou jejich silné teplotní výkyvy a vysoká slanost jejich půd..
Na druhou stranu je poušť obvykle spojována s dunami a pískem, tento obrázek však odpovídá pouze 15–20% všech; skalnaté a hornaté krajiny jsou nejčastějším pouštním prostředím.
Obyvatelé pouští, které jsou teplomilné, mají řadu adaptací, aby čelili nepřízni osudu, které vznikají mimo jiné z nedostatku deště, vysokých teplot, větru, slanosti.
Xerofytní rostliny vyvinuly strategie, jak se vyhnout potu a akumulovat co nejvíce vody. Sukulence nebo zesílení stonků a listů je jednou z nejpoužívanějších strategií.
Je evidentní v rodině Cactaceae, kde byly listy také upraveny ve formě trnů, a to jak pro zabránění evapotranspirace, tak pro odpuzování býložravců..
Pohlaví Lithops nebo kamenné rostliny, původem z namibijské pouště, také rozvíjejí šťavnatost, ale v tomto případě rostlina roste v jedné rovině se zemí a maskuje se okolními kameny.
Na druhé straně se u zvířat, která žijí v těchto extrémních stanovištích, vyvíjejí všechny druhy adaptací, od fyziologických po etologické. Například takzvaní klokaní krysy vykazují malé množství močení v malém počtu, což činí tato zvířata velmi efektivní v prostředí s nedostatkem vody..
Dalším mechanismem ke snížení ztráty vody je zvýšení tělesné teploty; například tělesná teplota odpočívajících velbloudů se může v létě zvýšit z přibližně 34 ° C na více než 40 ° C.
Kolísání teploty má velký význam při zachování vody, a to z následujících důvodů:
Dalším příkladem je krysa písková (Psammomys obesus), který vyvinul zažívací mechanismus, který jim umožňuje krmit pouze pouštní rostliny z čeledi Chenopodiaceae, které obsahují velké množství solí v listech.
Etologické (behaviorální) adaptace pouštních zvířat jsou četné, ale možná nejzřejmější naznačuje, že cyklus aktivity a odpočinku je obrácen.
Tímto způsobem se tato zvířata stanou aktivními při západu slunce (noční aktivita) a přestanou být aktivní za úsvitu (denní odpočinek), takže jejich aktivní život se neshoduje s nejteplejšími hodinami..
Zatím žádné komentáře