ПСИКРОФИЛИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ВРСТЕ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Псицхропхилиц су подврста Ектремопхилес карактерише низак издржи температуре, обично између -20 ° Ц и 10 ° Ц, и трајно заузимају хладне станишта. Ови организми су обично бактерије или археје, међутим постоје метазои као што су лишајеви, алге, гљивице, нематоде, па чак и инсекти и животиње краљежњака.

Хладно окружење доминира Земљином биосфером и колонизира их обилним и разноликим микроорганизмима који играју потенцијално критичну улогу у глобалним биогеохемијским циклусима.

Лицхен Ксантхориа елеганс је познати псирофил који може фотосинтетизовати на температурама нижим од -24 ° Ц. Фотографија снимљена у Алберти, Канада. Извор: Јасон Холлингер путем хттпс://ен.википедиа.орг/вики/Филе:Ксантхориа_елеганс_97571_вб1.јпг

Поред издржавања ниских температура, психрофилни организми се морају прилагодити и другим екстремним условима, попут високог притиска, високе концентрације соли и високог ултраљубичастог зрачења.

Карактеристике психрофичних организама

Станишта

Главна станишта психрофичних организама су:

-Поларна морска окружења.

-Банк или морски лед.

-Поларна земаљска окружења.

-Лакови велике висине и ширине.

-Предглавна језера.

-Хладни алпски региони.

-Површине ледењака.

-Поларне пустиње.

-Дубок океан.

Адаптације

Психрофили су заштићени од смрзавања разним адаптацијама. Један од њих је флексибилност њихових ћелијских мембрана, коју постижу укључивањем високог садржаја кратких и незасићених масних киселина у структуру липидних мембрана.

Ефекат уградње ових масних киселина је смањење талишта, повећавајући истовремено његову флуидност и отпорност.

Друга важна прилагодба психрофила је синтеза протеина антифриза. Ови протеини одржавају телесну воду у течном стању и штите ДНК када температуре падну испод тачке смрзавања воде. Такође спречавају настајање леда или прекристализацију.

Врсте психрофила и примери

Једноћелијски организми

Разноликост једноћелијских психрофила је веома велика, међу њима можемо поменути чланове већине бактеријских родова: Ацидобацтериа, Ацтинобацтериа, Бактеридеиди, Цхлорофлеки, Цианобацтериа, Фирмицутес, Гемматимонадетес, ОП10 и Планцтомицетес.

Штавише, протеобактерије и веррукомикробне материје откривене су у арктичком, антарктичком и алпском криокону. Откривени су и на Гренланду, Канади, Тибету и Хималаји.

Међу психрофилијским цијанобактеријама налазимо Лептолвнгбва, Пхормидиум и Ностоц. Други најчешћи родови су једноћелијска афанотека, хрококок и цхарнаесипхон, нитасти осцилаториа, микроцолеус, Сцхизотхрик, Анабаена, калотхрик, цриналиум и плецтонерна.

Вишећелијски организми

Међу психрофичним инсектима можемо назвати род Диамеса са Хималаје (Непал), који остаје активан све док не достигне температуру од -16 ° Ц.

Такође је пронађен и комарац без крила, Белгица Антарцтица, дужине 2–6 мм, ендемског порекла за Антарктику. Ово је једини инсект на континенту и уједно једина искључиво копнена животиња.

Слика 2. Аптерни комарац Белгица антарцтица, ендемични инсект Антарктике. Извор: Тастеофцраионс, са Викимедиа Цоммонс

Вертебрате животиње такође могу бити психрофили. Неки примери укључују мали број жаба, корњача и змија који користе замрзавање ванћелијске воде (воде изван ћелија) као стратегију преживљавања да би заштитили своје ћелије током зиме.

Антарктичка нематода Панагролаимус давиди може преживети унутарћелијску замрзавање воде, а потом се поново размножавати и размножавати.

Такође рибе породице Цханницхтхиидае - које живе у хладним водама Антарктике и јужне Јужне Америке - користе протеине против смрзавања како би заштитиле своје ћелије од потпуног замрзавања.

Растне температуре и психрофилни организми

Максимална температура раста (Т _мак ) организма је највиша коју може да поднесе. Док је оптимална температура (Т _опт ) за раст она у којој организам брже расте.

Сви организми који преживе и успевају у окружењима ниске температуре углавном се сматрају психрофилама. Међутим, као што знамо, термин психрофили треба примењивати само на оне организме чији је Т _мак 20 ° Ц (то јест, не могу преживети на вишим температурама).

Микроорганизми су изоловани из веома хладних подручја која могу расти у лабораторијским условима на температурама изнад 20 ° Ц, што указује да се, иако су прилагођени ниским температурама, не треба сматрати психрофилама. Ти микроорганизми се називају "мезотолерантни", односно подносе средње температуре.

Метханоцоццоидес буртонии

Спхингопикис аласкенсис

Спхингопикис аласкенсис је бактерија изолована из морских вода северне хемисфере, где преовлађују температуре од 4 до 10 ° Ц. С друге стране, халоархеје, археје које насељавају воде високо засићене сољу, расту на температури од -20 ° Ц.

Иако имају велику популацију у својим природним стаништима, ниједан од тих микроорганизама није могао култивисати у лабораторији на нижим од 4 ° Ц.

Заузврат, С. аласкенсис има Т _мак од 45 ° Ц, а халоархеје могу расти на температурама изнад 30 ° Ц, тако да се не могу сматрати психрофичним. Међутим, њихова популација је добро прилагођена и веома их има у изузетно хладним пределима.

Из наведеног можемо претпоставити да постоје и други ограничавајући фактори животне средине који утичу на опстанак ових организама у њиховим природним стаништима, а температура није фактор с највећом тежином.

Биотехнолошке примене

Ензими психрофичних организама карактеришу велику активност на ниским и умереним температурама. Поред тога, ови ензими имају лошу термичку стабилност.

Због ових карактеристика, ензими психрофичних организама су веома атрактивни за примену у различитим процесима у прехрамбеној индустрији, медицини, молекуларној биологији, између осталог и у фармацеутској индустрији.

Референце

1. Цавиццхиоли, Р. (2015). О концепту псирофила. Часопис ИСМЕ, 10 (4), 793–795. дои: 10.1038 / исмеј.2015.160
2. Крембс, Ц. и Деминг, ЈВ (2008). Улога егзопоимера у адаптацији микроба на морски лед. У: Маргесин, Р., Сцхирмер, Ф., Марк, Ј.-Ц. и Гердаи, Ц. редс) Психрофили: од биодиверзитета до биотехнологије. Спрингер-Верлаг, Берлин, Немачка, стр. 247-264.
3. Кохсхима, С. (1984). Нови инсект хладно толерантан нађен у хималајском глечеру. Природа, 310 (5974), 225-227. дои: 10.1038 / 310225а0
4. Маргесин, Р. (уредник). (2017). Психрофили: од биодиверзитета до биотехнологије. Друго издање. Спрингер Верлаг, Хајделберг, Немачка. пп. 685.
5. Митева, В. (2008). Бактерије у снегу и леду. У: Маргесин, Р. и Сцхирмер, Ф. (едс) Психрофили: од биодиверзитета до биотехнологије. Спрингер Верлаг, Хајделберг, Немачка, стр. 31-50.
6. Прице, ПБ (2000). Станиште психрофила у дубоком леду Антарктика. Зборник радова Националне академије наука Сједињених Америчких Држава 97, 1247-1251.