Psikofil

The Psikofil Mereka adalah subtipe organisma ekstremofil yang dicirikan dengan menyokong suhu rendah, biasanya antara -20 ° C dan 10 ° C, dan dengan menduduki habitat sejuk secara kekal. Organisma ini biasanya bakteria atau gerbang; Walau bagaimanapun, terdapat metazoari seperti lichens, alga, kulat, nematoda dan juga serangga dan haiwan vertebrata.

Persekitaran sejuk menguasai biosfera bumi dan dijajah oleh banyak mikroorganisma yang memainkan peranan yang berpotensi kritikal dalam kitaran biogeokimia global.

Licen xanthoria elegans psychrophile yang terkenal yang boleh fotosintesis pada suhu serendah -24 ° C. Gambar yang diambil di Alberta, Kanada. Sumber: Jason Hollinger, Wikimedia Commons

Di samping menyokong suhu rendah, organisma psikofilik juga harus disesuaikan dengan keadaan yang melampau lain, seperti tekanan tinggi, garam garam yang tinggi dan radiasi ultraviolet yang tinggi.

Ciri -ciri organisma psikofil

Habitat

Habitat utama organisma psikik adalah:

-Persekitaran kutub laut.

-Bangku atau ais laut.

-Persekitaran kutub terestrial.

-Lagos ketinggian dan lintang yang hebat.

-Tasik subglacial.

-Kawasan alpine sejuk.

-Permukaan glasier.

-Gurun kutub.

-Lautan dalam.

Adaptasi

Psikofil dilindungi dari pembekuan oleh beberapa penyesuaian. Salah satu daripada mereka adalah fleksibiliti membran sel mereka, yang mereka capai termasuk kandungan tinggi asid lemak pendek dan tak tepu dalam struktur membran lipid mereka.

Kesan penggabungan asid lemak ini adalah penurunan dalam titik lebur, sambil meningkatkan ketidakstabilan dan rintangan mereka.

Satu lagi penyesuaian penting psikofil terdiri daripada sintesis protein antibeku. Protein ini mengekalkan air badan dalam keadaan cair dan melindungi DNA apabila suhu turun di bawah titik pembekuan air. Mereka juga menghalang pembentukan ais atau penghabluran semula.

Dapat melayani anda: didinium

Jenis psikik dan contoh

Organisma uniselular

Kepelbagaian psikofil uniselular sangat besar, di antara ini kita boleh menyebut ahli -ahli yang paling banyak keturunan bakteria: acidobacteria, actinobacteria, bacteroides, chloroflexi, cyanobacteria, firmicutes, gemmatimonadetes, op10 dan planthomycetes.

Di samping itu, Proteobacteria dan Verruchomicrobia. Mereka juga telah dikesan di Greenland, Kanada, Tibet dan Himalaya.

Antara sianobakteria psikik yang kita dapati Leptolle, Phormidium dan nostoc. Genre biasa lain adalah uniselular Aphanothece, Chroococcus dan Charnaesiphon, dan filamen Oscillatory, Microcoleus, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Crinalium dan Plectonerna.

Organisma multiselular

Antara serangga psikikrofilik kita boleh menamakan genre Diamesa dari Himalaya (Nepal), yang tetap aktif sehingga mencapai suhu -16 ° C.

Terdapat juga Mog Otter (tanpa sayap), Antartika Belgium, 2-6 mm panjang, endemik ke Antartika. Ini adalah satu -satunya serangga di benua dan juga satu -satunya haiwan terestrial eksklusif.

Haiwan vertebrata juga boleh menjadi psychrophilic. Beberapa contoh termasuk sebilangan kecil katak, penyu dan ular yang menggunakan pembekuan air ekstraselular (air di luar sel) sebagai strategi survival untuk melindungi sel -sel mereka semasa musim sejuk.

Nematod Antartika Davidi Panagroimus dapat bertahan dalam pembekuan air intraselular dan kemudian tumbuh semula dan menghasilkan semula.

Juga ikan keluarga Channichthyidae -yang tinggal di perairan sejuk Antartika dan selatan Amerika Selatan -menggunakan protein antibreeze untuk melindungi sel -sel mereka daripada membeku lengkap.

Suhu pertumbuhan dan organisma psikik

Suhu maksimum (t_Maks) pertumbuhan organisma adalah yang tertinggi bahawa ini dapat bertolak ansur. Walaupun suhu optimum (t_Memilih) Pertumbuhan adalah satu di mana organisma tumbuh lebih cepat.

Boleh melayani anda: Aspergillus fumigatus

Biasanya dianggap bahawa semua organisma yang bertahan dan berkembang dalam suhu rendah adalah psikofilik. Walau bagaimanapun, seperti yang kita ketahui, istilah itu Psikofilik Ia hanya harus digunakan untuk organisma yang t_Maks adalah 20 ° C (iaitu, mereka tidak dapat bertahan dengan suhu yang lebih tinggi).

Mikroorganisma dari kawasan yang sangat sejuk telah diasingkan, yang boleh tumbuh dalam keadaan makmal pada suhu yang lebih besar daripada 20 ° C, yang menunjukkan bahawa walaupun mereka disesuaikan dengan suhu yang rendah, mereka tidak boleh dianggap psychrophiles. Mikroorganisma ini dipanggil "mesotolerants", iaitu, mereka bertolak ansur dengan suhu sederhana.

Methanococcoides burtonii dan Methanogenium frigidum Di Lake Ace

Methanococcoides burtonii Ia adalah gerbang ekstremofilik dan metanogenik yang diasingkan dari tasik ace di Antartika, di mana suhu berkisar antara 1 dan 2 ° C. Walau bagaimanapun, dalam kajian makmal didapati bahawa t_Memilih Pertumbuhan adalah 23 ° C dan T_Maks  Ia adalah 28 ° C, jadi ia tidak boleh dianggap psychrophile.

Methanogenium frigidum Ia juga metanogena dan halofil_Memilih  15 ° C dan t_Maks 18 ° C, mungkin untuk mengklasifikasikannya sebagai psychrophyl.

Boleh dipertimbangkan bahawa psikik M. Frigidum Ia harus lebih baik disesuaikan dengan suhu rendah yang M. Burtonii. Walau bagaimanapun, M. Burtonii tumbuh lebih cepat daripada M. Frigidum pada suhu 1 hingga 2 ° C di Lake Ace.

Data -data ini menunjukkan bahawa terdapat alam sekitar (faktor biotik dan abiotik lain), sebagai tambahan kepada suhu, yang mempengaruhi pertumbuhan penduduk mikroorganisma ini di habitat semulajadi mereka.

Survival organisma dalam persekitaran tertentu bergantung kepada gabungan pelbagai faktor persekitaran dan bukan pada kesan hanya satu. Sebaliknya, setiap mikroorganisma mempunyai keperluan khusus (berbeza dari suhu), yang juga mempengaruhi prestasi mereka.

Boleh melayani anda: lactobacillus bulgaricus

Dalam kes M. Burtonii dan M. Frigidum, Adalah diketahui bahawa setiap orang menggunakan sumber karbon dan tenaga yang berbeza: M. Burtonii Gunakan substrat methylated, sementara M. Frigidum Gunakan h₂: Co₂ Untuk pertumbuhannya. Tasik Ace tepu dengan metana, yang memihak kepada pertumbuhan M. Burtonii.

Spichopyxis alaskensis dan Haloarchaea

Spichopyxis alaskensis Ia adalah bakteria terpencil perairan laut di hemisfera utara, di mana suhu 4 - 10 ° C. Sebaliknya, haloarchaeas, yang merupakan gerbang yang mendiami air garam yang sangat tepu, tumbuh pada suhu -20 ° C.

Walaupun membentangkan populasi yang tinggi di habitat semulajadi mereka, tiada mikroorganisma ini telah ditanam di makmal kurang dari 4 ° C.

Pada masa yang sama, S. Alaskensis Ia mempunyai t_Maks 45 ° C dan haloarchaea boleh tumbuh pada suhu lebih besar daripada 30 ° C, jadi mereka tidak dapat dianggap psikik. Walau bagaimanapun, populasi mereka disesuaikan dengan baik dan sangat banyak di kawasan yang sangat sejuk.

Dari yang di atas kita dapat mengandaikan bahawa terdapat faktor -faktor persekitaran yang membatasi lain yang mempengaruhi kelangsungan hidup organisma ini di habitat semulajadi mereka, dan suhu berat terbesar bukanlah suhu.

Aplikasi Bioteknologi

Enzim organisma psikofil dicirikan oleh aktiviti tinggi pada suhu rendah dan sederhana. Di samping itu, enzim ini mempunyai kestabilan terma yang lemah.

Kerana ciri -ciri ini, enzim organisma psikikrofilik sangat menarik untuk digunakan dalam pelbagai proses makanan, perubatan, biologi molekul, dalam industri farmaseutikal, antara lain.

Rujukan

1. Mengenai konsep psychrophile. Jurnal ISME, 10 (4), 793-795. Doi: 10.1038/Ismej.2015.160
2. Psychrophiles: Dari biodiversiti ke bioteknologi. Edisi kedua. Springer Verlag, Heidelberg, Jerman. ms. 685.