Pay:
Extremophiles özellikleri, çeşitleri ve örnekler
ekstremofiller Bunlar aşırı ortamlarda yaşayan organizmalardır, yani insanların bildiği organizmaların çoğunun yaşadığı koşullardan uzaklaşanlar..
"Aşırı" ve "ekstremofil" terimleri nispeten insan merkezlidir, çünkü insanlar kendi varlığımız için neyin aşırı kabul edileceğine bağlı olarak yaşam alanlarını ve sakinlerini değerlendirir..
Bu nedenle, aşırı bir ortamı karakterize eden, insanlara sıcaklık, nem, tuzluluk, ışık, pH, oksijenin bulunabilirliği, toksisite seviyeleri ve diğerleri ile ilgili dayanılmaz koşullar sağlamasıdır..
Antroposentrik olmayan bir bakış açısına göre insanlar, onları değerlendiren organizmaya bağlı olarak ekstremofil varlıklar olabilir. Örneğin, oksijenin toksik olduğu katı bir anaerobik organizma açısından, aerobik varlıklar (insanlar gibi) ekstremofiller olacaktır. İnsanoğlu, aksine, anaerobik organizmalar ekstremofillerdir.
indeks
- 1 "Ekstremofiller" teriminin kökeni
- 1.1 R. D. Macelroy
- 2 Aşırı ortamların özellikleri
- Hayvanat bahçesindeki 3 ekstremofil tipleri
- 3.1 Tek hücreli organizmalar
- 3.2 Çok hücreli organizmalar
- 3.3 Poly-extremophiles
- 4 En yaygın uç ortam türleri
- 4.1 Aşırı soğuk ortamlar
- 4.2 Aşırı ısı ortamları
- 4.3 Aşırı basınçlı ortamlar
- 4.4 Aşırı asit ve alkali ortamlar
- 4.5 Hipersalin ve anoksik ortamlar
- 4.6 Yüksek radyasyonlu ortamlar
- 4.7 Antropojenik biter
- 5 Geçişler ve ekotonlar
- 6 Birkaç aşama veya faza sahip hayvanlar ve bitkiler
- 6.1 Bitkiler
- 6.2 Hayvanlar
- 7 Kaynakça
"Aşırı filiz" teriminin kökeni
Şu anda Dünya gezegeninin içinde ve dışında sayısız ortamı “aşırı” olarak tanımlıyoruz ve yalnızca hayatta kalabilmekle kalmayan, aynı zamanda çoğunda geniş bir şekilde zenginleşen organizmaları sürekli olarak keşfediyoruz..
R. D. Macelroy
1974 yılında, R.D. Macelroy, ara şartlardaki ortamlarda yetişen mezofilik organizmaların aksine, aşırı koşullarda optimal büyüme ve gelişme gösteren bu organizmaları tanımlamak için "ekstremofiller" terimini önermiştir..
Macelroy'a göre:
"Extremófilo, mezofillere düşman ortamlarda yaşayabilen veya sadece ara ortamlarda yetişen organizmalar için tanımlayıcıdır.".
Organizmalarda iki temel aşırılık derecesi vardır: katlanmak aşırı bir çevre koşulu ve diğerlerine egemen olmak; ve büyüyüp gelişenler optimal aşırı koşullar altında.
Aşırı ortamların özellikleri
Bir ortamın "aşırı" olarak adlandırılması, insanın hayatta kalmasını sağlayan belirli bir çevresel koşulun (sıcaklık, tuzluluk, radyasyon) temelinin uzak uçlarının dikkate alınmasına dayanarak antropojenik bir yapıya cevap verir..
Bununla birlikte, bu mezhep, yaşadığı organizma perspektifinden (insan perspektifi yerine) bir çevrenin belirli özelliklerine dayanmalıdır..
Bu özellikler şunları içerir: biyokütle, verimlilik, biyolojik çeşitlilik (tür sayısı ve yüksek taksonların temsili), ekosistemlerdeki süreç çeşitliliği ve söz konusu organizmanın ortamına özel adaptasyonlar.
Tüm bu özelliklerin toplamı, bir ortamın aşırı durumunu gösterir. Örneğin, aşırı bir ortam genellikle aşağıdakilerden biridir:
- Düşük biyokütle ve verimlilik
- Arkaik yaşam formlarının baskınlığı
- Üstün yaşam formlarının olmaması
- Fotosentez ve azot fiksasyonunun olmaması ancak diğer metabolik yolaklara ve fizyolojik, metabolik, morfolojik ve / veya yaşam döngüsüne özgü adaptasyonlara bağımlılığı.
Hayvanat bahçesindeki ekstremofil tipleri
Tek hücreli organizmalar
Ekstremofil terimi sıklıkla bakteri gibi prokaryotlara atıfta bulunur ve bazen Archaea ile birlikte kullanılır..
Bununla birlikte, çok çeşitli ekstremofil organizmalar vardır ve aşırı habitatlardaki filogenetik çeşitlilik bilgimiz neredeyse her gün artmaktadır.
Örneğin, tüm hipertermofillerin (sıcağı seven) Archaea ve Bakterilerin üyeleri olduğunu biliyoruz. Ökaryotlar, psişrofiller (soğuk severler), asidofiller (düşük pH severler), alkalofiller (yüksek pH severler), kserofiller (kuru ortam severler) ve halofiller (tuz severler) arasında yaygındır..
Çok hücreli organizmalar
Omurgasız hayvanlar ve omurgalılar gibi çok hücreli organizmalar da ekstremofiller olabilir..
Örneğin, bazı psişrofiller az miktarda kurbağa, kaplumbağa ve bir yılan içerir; kışın, dokularında hücre içi donmayı önleyen, hücre sitoplazmasında osmolit biriktiren ve sadece hücre dışı suyun donmasına izin veren (hücre dışı).
Başka bir örnek Antarktika nematodunun durumudur Panagrolaimus davidi, hücre içi donmadan kurtulabilen (hücrelerin içinde donan su), çözüldükten sonra büyüyebilir ve çoğalabilir.
Ayrıca Antarktika'nın soğuk sularında yaşayan ve Amerika kıtasının güneyinde yaşayan Channichthyidae familyasının balıkları, hücrelerini tamamen donmalarına karşı korumak için antifriz proteinleri kullanıyor.
Polyextremophile
Poly-extremophiles, aynı anda birden fazla aşırı rahatsızlıktan kurtulabilen, bu nedenle tüm aşırı ortamlarda yaygın olan organizmalardır..
Örneğin, hem aşırı sıcaktan, hem de düşük su mevcudiyetinden ve sık sık yüksek tuzluluktan kurtulan çöl bitkileri.
Başka bir örnek, diğerleri arasında, ışık eksikliği ve besin eksikliği gibi çok yüksek basınçlara dayanabilen deniz dibinde yaşayan hayvanlardır..
En yaygın uç ortam türleri
Geleneksel olarak çevresel uç noktalar, örneğin, abiyotik faktörlere dayanarak tanımlanır:
- sıcaklık.
- Su mevcudiyeti.
- basınç.
- pH.
- tuzluluk.
- Oksijen konsantrasyonu.
- Radyasyon seviyeleri.
Benzer şekilde, ekstremofiller destekleyen aşırı koşullar temelinde tanımlanmaktadır..
Abiyotik koşullarına göre tanıyabileceğimiz en önemli aşırı ortamlar:
Aşırı soğuk ortamlar
Aşırı soğuk ortamlar, 5 ° C'nin altındaki sıcaklıklarda (kısa ya da uzun) sık sık tutulan ya da düşen ortamlardır. Bunlara kara direkleri, dağlık bölgeler ve bazı derin okyanus habitatları dahildir. Gündüzleri çok sıcak çöller bile gece boyunca çok düşük sıcaklıklara sahiptir..
Kriyosferde (suyun katı halde olduğu) yaşayan başka organizmalar da vardır. Örneğin, buz matrislerinde, permafrostta, kalıcı veya periyodik kar örtüsü altında yaşayan organizmalar, soğuk, kuruma ve yüksek radyasyon seviyeleri de dahil olmak üzere birden fazla uç noktaya tolerans göstermelidir..
Aşırı ısı ortamları
Aşırı sıcak habitatlar, 40 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda kalan veya periyodik olarak gelenlerdir Örneğin, sıcak çöller, jeotermal alanları ve derin su hidrotermal delikleri.
Genellikle aşırı yüksek sıcaklıklar, soğuk ve sıcak çöller gibi mevcut suyun çok kısıtlı olduğu ortamlar (ısrarlı veya düzenli zamanlar için) ve bazı endolitik habitatlar (kayaların içinde bulunurlar) ile ilişkilendirilirler..
Aşırı basınçlı ortamlar
Diğer ortamlar, okyanusların ve derin göllerin bentik bölgeleri gibi yüksek hidrostatik basınca maruz kalır. Bu derinliklerde, sakinleri 1000 atmosferin üzerindeki basınçlara dayanmalıdır..
Alternatif olarak, dağlarda ve dünyanın diğer yüksek bölgelerinde hipobarik uçlar (düşük atmosferik basınç) vardır.
Aşırı asit ve alkali ortamlar
Genel olarak, aşırı asitli ortamlar pH 5'in altındaki değerleri koruyan veya düzenli olarak ulaştıran ortamlardır..
Özellikle düşük pH, bir ortamın "aşırı" durumunu arttırır, çünkü mevcut metallerin çözünürlüğünü arttırır ve içinde yaşayan organizmalar çoklu abiyotik uçlara karşı uyarlanmalıdır.
Tersine, aşırı alkali ortamlar 9'un üzerindeki pH değerlerini kaldıran veya düzenli olarak kaydeden ortamlardır..
Aşırı pH ortamlarına örnek olarak göller, yeraltı suyu ve topraklar, yüksek asidik veya alkalin verilebilir.
Hipersalin ve anoksik ortamlar
Hipersalin ortamları, tuz konsantrasyonları binde 35 kısım olan deniz suyundan daha yüksek olanlar olarak tanımlanmaktadır. Bu ortamlar hipersalin ve salin gölleri içerir.
"Tuzlu su" ile yalnızca tuzlu suya sodyum klorür tuzundan bahsetmiyoruz, çünkü preponderant tuzunun farklı olduğu tuzlu ortamlar olabilir.
Sınırlı serbest oksijenli (hipoksik) ya da sürekli ya da düzenli aralıklarla oksijen bulunmayan (anoksik) habitatlar da aşırı olarak kabul edilir. Örneğin, bu özelliklere sahip ortamlar okyanuslarda ve göllerde anoksik havzalar ve en derin sediman tabakaları olacaktır..
Yüksek radyasyon ortamları
Ultraviyole (UV) veya kızılötesi (IR) radyasyon organizmalara aşırı koşullar da sağlayabilir. Radyasyondaki aşırı ortamlar, normal aralık dışındaki anormal derecede yüksek radyasyona veya radyasyona maruz kalan ortamlardır. Örneğin, kutupsal ortamlar ve yüksek irtifa (sudaki karasal).
Phaeocystis pouchetii
Bazı türler, yüksek UV veya IR radyasyonundan kaçınan mekanizmalar sergiler. Örneğin, Antarktika deniz yosunu Phaeocystis pouchetii UV-B dalga boylarını (280-320nm) güçlü bir şekilde emen ve hücrelerinizi su sütununun ilk 10 m'sinde (sonradan) son derece yüksek UV-B seviyelerinden koruyan suda çözünür "güneşten koruyucular" üretir deniz buzu kırılması).
Deinococcus radiodurans
Diğer organizmalar iyonlaştırıcı radyasyona karşı çok toleranslıdır. Örneğin, bakteri Deinococcus radiodurans iyonlaştırıcı radyasyona maruz kaldıktan sonra geniş DNA hasarını telafi ederek genetik bütünlüğünü koruyabilir.
Bu bakteri, bozunmayı sınırlamak ve DNA fragmanlarının difüzyonunu kısıtlamak için hücreler arası mekanizmalar kullanır. Ek olarak, yüksek verimli DNA tamir proteinlerine sahiptir..
Astyanax hubbsi
Görece düşük radyasyon bulunan veya radyasyon bulunmayan ortamlarda bile, ekstremofil organizmalar radyasyon seviyesindeki değişikliklere cevap verecek şekilde adapte edilmiştir..
Örneğin, Astyanax hubbsi, Mağaralarda yaşayan kör bir Meksika balığı, yüzeysel olarak algılanabilen oküler yapılar sunmaz ve yine de, ortam ışığındaki küçük farklılıkları ayırt edebilir. Hareket halindeki görsel uyaranları tespit etmek ve yanıt vermek için ekstraoküler fotoreseptörler kullanırlar.
Antropojenik biter
Şu anda, insan faaliyetlerinin bir etkisi olarak yapay olarak yaratılan aşırı çevresel koşulların uygulandığı bir ortamda yaşıyoruz..
Antropojenik etkiye sahip sözde ortamlar son derece çeşitlidir, küresel erişime sahiptir ve bazı aşırı ortamları tanımlarken artık göz ardı edilemez.
Örneğin, iklim değişikliği ve asit yağmuru gibi kirlilikten (atmosfer, su ve toprak) etkilenen ortamlar, doğal kaynakların çıkarılması, fiziksel rahatsızlık ve aşırı kullanım.
Geçişler ve ekotonlar
Yukarıda belirtilen aşırı ortamlara ek olarak, karasal ekoloji uzmanları her zaman iki veya daha fazla farklı topluluk arasında veya dağlardaki ağaçların çizgileri veya ormanlar ve çayırlar arasındaki sınır gibi ortamlar arasındaki geçiş bölgelerinin özel doğasının her zaman farkında olmuştur. . Bunlara germe kayışları veya ekotonlar denir..
Ekolojik tonlar ayrıca deniz ortamında, örneğin deniz buzu kenarı tarafından temsil edilen su ve buz arasındaki geçişi de içerir. Bu geçiş bölgeleri tipik olarak çevre topluluklara göre daha fazla tür çeşitliliği ve biyokütle yoğunluğu sergilerler, çünkü büyük oranda içlerinde yaşayan organizmalar, onlara avantaj sağlayabilecek bitişik ortamların kaynaklarından faydalanabilirler..
Bununla birlikte, ekotonlar sürekli değişen ve dinamik bölgeler olup, genellikle abiyotik ve biyotik koşullarda yıllık bir süre boyunca bitişik ortamlardan daha geniş bir çeşitlilik gösterirler..
Bu makul bir şekilde "aşırı" sayılabilir, çünkü organizmaların davranışlarını, fenolojilerini (mevsimsel zamanları) ve diğer türlerle etkileşimlerini sürekli olarak uyarlamaları gerekir..
Ekotonun her iki tarafında da yaşayan türler, dinamikleri daha iyi tolere ederken, menzili bir tarafla sınırlı olan türler diğer tarafı aşırı olarak deneyimliyor.
Genel olarak, bu geçiş bölgeleri genellikle hem doğal hem de antropojenik iklim ve / veya değişiklik değişikliklerinden etkilenen ilk bölgedir..
Birkaç aşama veya faza sahip hayvanlar ve bitkiler
Sadece ortamlar dinamik değil, aşırı olabilir ya da olmayabilir, fakat organizmalar da dinamiktir ve belirli çevresel koşullara uyarlanmış farklı aşamalarda yaşam döngüleri vardır..
Bir organizmanın yaşam döngüsünün bir aşamasını destekleyen çevrenin diğer aşamalar için aşırı olduğu görülebilir..
bitkiler
Örneğin, hindistanceviziCocos nucifera), deniz yoluyla nakliyeye uyarlanmış bir tohum sunar, ancak olgun ağaç karada yetişir.
Eğrelti otları ve farklı tipteki yosunlar gibi spor içeren vasküler bitkilerde, gametofit fotosentetik pigmentlerden yoksun olabilir, kökleri yoktur ve çevresel neme bağlı olabilir..
Sporofitlerin rizomları varken, tam güneş ışığı altında ısı ve kuruluk koşullarına dayanan kökler ve tomurcuklar bulunur. Sporofit ve gametofit arasındaki fark taksonlar arasındaki farklarla aynı sıradadır.
hayvanlar
Çok yakın bir örnek, genellikle yetişkinleri çevreleyen çevreye karşı toleranssız olan birçok türün gençlik evreleridir, bu yüzden genellikle ihtiyaç duydukları becerileri ve güçlerini edindikleri süre boyunca koruma ve özen isterler. bu ortamlarla uğraşmaya izin ver.
referanslar
- Kohshima, S. (1984). Himalaya buzulunda bulunan yeni bir soğuğa dayanıklı böcek. Nature 310, 225-227.
- Macelroy, R.D. (1974). Ekstremofillerin evrimi üzerine bazı yorumlar. Biosystems, 6 (1), 74-75. doi: 10.1016 / 0303-2647 (74) 90026-4
- Marchant, H.J., Davidson, A.T. ve Kelly, G.J. (1991) Deniz alglerinde UV-B koruyucu bileşikler Phaeocystis pouchetti Antartika'dan. Deniz Biyolojisi 109, 391-395.
- Oren, A. (2005). Yüz yıl Dunaliella araştırma: 1905-2005. Tuzlu Sistemler 1, doi: 10.1186 / 1746-1448 -1 -2.
- Rothschild, L.J. ve Mancinelli, R.L. (2001). Aşırı ortamlarda yaşam. Nature 409, 1092-1101.
- Schleper, C., Piihler, G., Kuhlmorgen, B. ve Zillig, W. (1995). Çok düşük pH'da Lite. Nature 375, 741-742.
- Katlı, K.B. ve Storey, J.M. (1996). Hayvanlarda doğal donma sağkalımı. Ekoloji ve Sistematiğin Yıllık Gözden Geçirilmesi 27, 365-386.
- Teyke, T. ve Schaerer, S. (1994) Kör Meksikalı mağara balıkları (Astyanax hubbsi) hareketli görsel uyaranlara cevap verdi. Deneysel Biyoloji Dergisi 188, 89-1 () 1.
- Yancey, P.I., Clark, M.L., Eland, S.C., Bowlus R.D. ve Somero, G.N. (1982). Su stresi ile yaşamak: osmolit sistemlerinin gelişimi. Science 217, 1214-1222.