Содержание
Психрофильные бактерии — это подтип экстремофильных организмов, для которых характерны низкие температуры, обычно от -20 ° C до 10 ° C, и которые обитают в постоянно холодных местах обитания. Эти организмы обычно представляют собой бактерии или археи, однако есть метазоиды, такие как лишайники, водоросли, грибы, нематоды и даже насекомые и позвоночные.
Холодная среда доминирует в биосфере Земли и заселена многочисленными и разнообразными микроорганизмами, которые играют потенциально важную роль в глобальных биогеохимических циклах.
Что делать в такой ситуации? Для начала рекомендуем. В этой статье подробно описаны методы борьбы с паразитами. Также рекомендуем обратиться к специалисту.
Помимо поддержания низких температур, психрофильные организмы также должны приспосабливаться к другим экстремальным условиям, таким как высокое давление, высокая концентрация соли и высокое УФ-излучение.
Психрофилы — кто они?
Многие из этих организмов — бактерии или археи, но некоторые эукариоты, такие как лишайники, снежные водоросли, грибы и бескрылые мошки, также психрофилы.
Бактерии, которые могут переносить экстремальный холод, включают Arthrobacter sp., Psychrobacter sp., А также представителей родов Halomonas, Pseudomonas, Hyphomonas и Sphingomonas. Другой пример — Chryseobacterium greenlandensis, психрофил, обнаруженный во льдах возрастом 120 000 лет.
- Umbilicaria antarctica и Xanthoria elegans — это лишайники, которые фотосинтезируют при температуре до -24 ° C и могут расти примерно до -10 ° C. Некоторые многоклеточные эукариоты могут быть метаболически активными даже при минусовых температурах, например, некоторые хвойные деревья; представители семейства Chironomidae все еще активны при -16 ° C.
- Penicillium — это род грибов, обитающих в самых разных средах, в том числе в условиях сильного холода.
Среди психрофильных насекомых Grylloblattidae или ледяные ползунки имеют оптимальную температуру от 1 до 4 ° C.Бескрылый комар (Chironomidae) Belgica antarctica может переносить соль, замораживание и сильный ультрафиолетовый свет и имеет геном самого маленького из известных насекомых. Считается, что небольшой геном из 99 миллионов пар оснований может адаптироваться к экстремальным условиям.
Место обитания
Холодная среда, в которой живут психрофилы, присутствует на Земле повсеместно, поскольку большая часть поверхности планеты имеет температуру ниже 15 ° C. Они присутствуют в вечной мерзлоте, полярных льдах, ледниках, снежных полях и глубоких водах океана. Эти организмы также встречаются в морских ледяных карманах, богатых солью.
Микробную активность измеряли в мерзлых почвах при температуре ниже -39 ° C. Помимо температурного предела, психрофилы также должны приспосабливаться к другим экстремальным условиям окружающей среды, которые могут возникнуть в результате их среды обитания. Эти ограничения включают высокое давление на большой глубине и высокую концентрацию соли на некоторых льдинах.
Группы психофилов
В зависимости от влияния температурного режима на рост и развитие клеток психрофилы делятся на несколько групп:
- Облигатные (истинные) прсикрофилы — это микроорганизмы с оптимальной температурой для развития + 15 ° С и ниже и максимальной температурой не выше + 20 ° С. Эта группа микробов широко распространена только в местах с постоянно низкими температурами и образует естественный микробоценоз регионы вечного холода.
- Факультативные психрофилы (психотрофные или психоактивные) — это микробы, которые развиваются при 0 ° C, но оптимальная температура для развития этой группы микроорганизмов выше и составляет + 25 ° C — + 30 ° C, а максимальная температура составляет + 35 ° C. Микроорганизмы этой подгруппы часто встречаются в почве и воде холодного или умеренного климата.
Особенности психрофилов
Согласно современным представлениям, способность расти и развиваться при низких температурах обусловлена следующими характеристиками:
- содержание ферментов в клетках, имеющих низкую температуру активации и способных эффективно функционировать при низких температурах, при + 30 ° С эти ферменты теряют способность катализировать соответствующие процессы;
- высокая проницаемость мембраны при низких температурах обеспечивается наличием в липидах большого количества ненасыщенных жирных кислот;
- полисомы образуются даже в условиях низких температур.
Типы психрофилов и примеры
Одноклеточные организмы
Разнообразие одноклеточных психрофилов очень велико, среди которых можно отметить представителей большинства бактериальных линий: ацидобактерии, актинобактерии, бактериоиды, хлорофлексы, цианобактерии, Firmicutes, Gemmatimonadetes, OP10 и Planctomycetes.
Кроме того, протеобактерии и веррукомикробные препараты были обнаружены в криоконитах Арктики, Антарктики и Альп. Они также были найдены в Гренландии, Канаде, Тибете и Гималаях..
Психрофильные цианобактерии включают Leptolvngbva, Phormidium и Nostok. Другие общие роды — одноклеточные Aphanothece, Chroococcus и Charnaesiphon и Filamentous Oscillatoria, Microcoleus, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Crinalium и Plectonerna.
Плюрицеллюлярные организмы
Психофильные насекомые включают род Diamesa из Гималаев (Непал), который остается активным до тех пор, пока температура не достигнет -16 ° C.
Есть также апартус (бескрылый) комар, Бельгийская Антарктида, длиной 2-6 мм, эндемик Антарктиды. Это единственное насекомое на континенте и единственное исключительно наземное животное.
Позвоночные также могут быть психрофилами. Некоторые примеры включают небольшое количество лягушек, черепах и змей, которые используют замороженную внеклеточную воду (воду вне клеток) в качестве стратегии выживания для защиты своих клеток зимой.
Антарктическая нематода Panagrolaymus davidi может пережить замерзание внутриклеточной воды и впоследствии расти и размножаться.
Кроме того, рыбы из семейства Channichthyidae, обитающие в холодных водах Антарктиды и южной части Южной Америки, используют протеины-антифризы для защиты своих клеток от замерзания..
Температуры роста и психофильные организмы
Максимальная температура роста (Tmax) тела — самая высокая, которую он может выдержать. При условии, что оптимальная температура (Tchoose) для роста — та, при которой тело растет быстрее всего.
Принято считать, что все организмы, которые выживают и развиваются в условиях низких температур, являются психрофильными. Однако, как мы знаем, термин психрофилы следует применять только к тем организмам, у которых Tmax составляет 20 ° C (т.е они не могут выжить при более высоких температурах).
Микроорганизмы, выделенные из очень холодных областей, могут расти in vitro при температурах выше 20 ° C, что указывает на то, что, хотя они адаптированы к низким температурам, их не следует считать психрофильными. Эти микроорганизмы называются «мезотолерантными», т. Е. Они переносят умеренные температуры.
Methanococcoides burtonii и Methanogenium frigidum в озере Эйс
Methanococcoides burtonii Экстремофильная и метаногеновая дуга, выделенная из озера Ас в Антарктиде, где температура колеблется от 1 до 2 ° C следует считать психрофильным.
Methanogenium frigidum также представляет собой метаногенные и галофильные археи (которые несут соли в среде), выделенные из самого озера Ас и которые в лабораторных условиях имеют Tp 15 ° C и Tmax 18 ° C, могут быть классифицированы как психрофильные.
Психрофильным можно считать M frigidum, он должен лучше адаптироваться к низким температурам, чем M. Bertonia, однако M. Burtonia растет быстрее, чем M frigidum, при температуре от 1 до 2 ° C в озере Эйс.
Эти данные указывают на то, что существуют другие факторы окружающей среды (биотические и абиотические), помимо температуры, которые влияют на рост популяции этих микроорганизмов в их естественной среде обитания..
Выживание организма в данной среде зависит от комбинации многих факторов окружающей среды, а не от воздействия только одного. С другой стороны, у каждого микроорганизма есть особые потребности (кроме температуры), которые также влияют на его производительность.
В случае M. Bertonia и M frigidum известно, что каждый из них использует разные источники углерода и энергии: M. Bertonia использует метилированные субстраты, а M frigidum использует H2: CO2 для вашего роста. Озеро Ас насыщено метаном, что способствует росту M. Bertonia.
Sphingopyxis alaskensis и галоархии
Sphingopyxis alaskensis — бактерия, выделенная из морских вод северного полушария, где преобладают температуры 4-10 ° C.Галоархеи — археи, обитающие в соленых водах, растут при -20 ° C..
Несмотря на высокую плотность населения в естественной среде обитания, ни один из этих микроорганизмов нельзя выращивать в лаборатории при температуре ниже 4 ° C..
в свою очередь, S alaskensis имеет Tmax 45 ° C, а галоархии могут расти при температурах выше 30 ° C, поэтому их нельзя считать психрофильными. Однако их популяция хорошо адаптирована и очень распространена в очень холодных регионах.
Основываясь на вышеизложенном, мы можем предположить, что существуют другие ограничивающие факторы окружающей среды, влияющие на выживание этих организмов в их естественной среде обитания, и температура не является самым важным фактором.
Психротрофные насекомые
Психротрофные насекомые могут переносить низкие температуры посредством нескольких общих механизмов (в отличие от условно-патогенных и чувствительных к холоду насекомых):
- сопротивление холоду
- избегать замерзания
- устойчивость к замерзанию
Холодостойкие насекомые погибают от отрицательных температур после длительного воздействия умеренных или умеренных отрицательных температур. Насекомые, которые избегают замерзания, могут выжить в течение длительного времени при минусовых температурах в гипотермическом состоянии, но они умирают в момент переохлаждения .
Морозостойкие насекомые могут пережить образование кристаллов льда внутри своего тела при минусовых температурах. Устойчивость насекомых к замораживанию считается постоянной, при этом некоторые виды насекомых проявляют частичную устойчивость (например, Tipula paludosa, Hemideina thoracica), умеренную (например, Cryptocercus punctulatus) и сильную (например, морозостойкость с низким переохлаждением (например, Pytho deplanatus).
Победить паразитов можно!
— Надежное и безопасное избавление от паразитов за 21 день!
- В состав входят только натуральные компоненты;
- Абсолютно безопасно;
- Не вызывает побочных эффектов;
- Он выводит из организма продукты жизнедеятельности паразитов.
- Эффективно уничтожает большинство видов гельминтов за 21 день.
- Защищает печень, сердце, легкие, желудок, кожу от паразитов;
Теперь действует программа льготной бесплатной упаковки. Читать .