PSYCHROPHILES: MGA KATANGIAN, URI AT HALIMBAWA - BIOLOGY - 2026

Ang psychrophilic ay isang subtype ng mga extremophile na nailalarawan sa pamamagitan ng mababang temperatura, na karaniwang nasa pagitan ng -20 ° C at 10 ° C, at permanenteng sumakop sa mga malamig na tirahan. Ang mga organismo na ito ay karaniwang bakterya o archaea, gayunpaman mayroong mga metazoans tulad ng lichens, algae, fungi, nematod at kahit na mga insekto at mga hayop ng vertebrate.

Ang mga malamig na kapaligiran ay namamayani sa biosofes ng Daigdig at pinasasalamatan ng sagana at magkakaibang mga microorganism na naglalaro ng mga potensyal na kritikal na tungkulin sa mga pandaigdigang siklo ng biogeokimika.

Ang mga elegante ng lichen Xanthoria ay isang kilalang psychrophile na maaaring photosynthesize sa mga temperatura na mas mababa sa -24 ° C. Kuha ng litrato sa Alberta, Canada. Pinagmulan: Jason Hollinger sa pamamagitan ng https://en.wikipedia.org/wiki/File:Xanthoria_elegans_97571_wb1.jpg

Bilang karagdagan sa mga nakabababang mababang temperatura, ang mga organismo ng psychrophilic ay dapat ding iakma sa iba pang matinding kondisyon, tulad ng mataas na presyur, mataas na konsentrasyon ng mga asing-gamot, at mataas na ultraviolet radiation.

Mga katangian ng psychrophilic organismo

Mga gawi

Ang pangunahing tirahan ng mga psychrophilic organismo ay:

-Polar na kapaligiran sa dagat.

-Bank o yelo ng dagat.

-Polar na pang-terrestrial na kapaligiran.

-Lika ng mataas na taas at latitude.

-Subglacial lawa.

-Cold ang mga rehiyon ng alpine.

-Mga lugar ng glacier.

-Polar ng mga desyerto.

-Malalim na karagatan.

Pagsasaayos

Protektado ang Psychrophile mula sa pagyeyelo ng iba't ibang mga pagbagay. Ang isa sa mga ito ay ang kakayahang umangkop sa kanilang mga lamad ng cell, na nakamit nila sa pamamagitan ng kabilang ang isang mataas na nilalaman ng maikli at hindi puspos na mga fatty acid sa mga istruktura ng kanilang mga lipid membranes.

Ang epekto ng pagsasama ng mga fatty acid ay upang bawasan ang natutunaw na punto, na tumataas nang sabay-sabay ang pagkalikido at paglaban nito.

Ang isa pang mahalagang pagbagay ng mga psychrophile ay ang synthesis ng antifreeze protein. Ang mga protina na ito ay nagpapanatili ng tubig sa katawan sa isang likido na estado at pinoprotektahan ang DNA kapag ang temperatura ay bumababa sa ilalim ng nagyeyelong punto ng tubig. Pinipigilan din nila ang pagbuo ng yelo o recrystallization na mangyari.

Mga uri ng psychrophile at mga halimbawa

Mga unicellular na organismo

Ang pagkakaiba-iba ng mga unicellular psychrophiles ay napakahusay, bukod sa mga ito maaari nating banggitin ang mga miyembro ng karamihan sa mga linya ng bakterya: Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Cianobacteria, Firmicutes, Gemmatimonadetes, OP10 at Planctomycetes.

Bukod dito, ang Proteobacteria at Verrucomicrobia ay napansin sa Arctic, Antarctic at sa Alpine cryocones. Nakita din ang mga ito sa Greenland, Canada, Tibet, at Himalaya.

Kabilang sa psychrophilic cyanobacteria nakita namin ang Leptolvngbva, Phormidium at Nostoc. Ang iba pang karaniwang genera ay ang unicellular Aphanothece, Chroococcus, at Charnaesiphon, at ang filamentous Oscillatoria, Microcoleus, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Crinalium, at Plectonerna.

Multicellular organismo

Kabilang sa mga insekto na psychrophilic maaari nating pangalanan ang genus na Diamesa mula sa Himalayas (Nepal), na nananatiling aktibo hanggang sa pag-abot ng temperatura ng -16 ° C.

Natagpuan din ang walang pakpak na lamok, Belgica Antarctica, 2-6 mm ang haba, na may endemic sa Antarctica. Ito ay ang tanging insekto sa kontinente at din ang tanging eksklusibo na pang-lupang hayop.

Larawan 2. Ang apterikong lamok na Belgica antarctica, endemic insekto ng Antarctica. Pinagmulan: Tasteofcrayons, mula sa Wikimedia Commons

Ang mga hayop ng vertebrate ay maaari ding maging psychrophile. Ang ilang mga halimbawa ay nagsasama ng isang maliit na bilang ng mga palaka, pagong, at isang ahas na gumagamit ng extracellular na pagyeyelo ng tubig (tubig sa labas ng mga cell) bilang isang diskarte sa kaligtasan upang maprotektahan ang kanilang mga cell sa panahon ng taglamig.

Ang Antarctic nematode Panagrolaimus davidi ay makakaligtas sa intracellular na pagyeyelo ng tubig at pagkatapos ay muling mabuhay at magparami.

Gayundin ang mga isda ng pamilyang Channichthyidae - na nakatira sa malamig na tubig ng Antarctica at timog Timog Amerika - gumamit ng mga antifreeze na protina upang maprotektahan ang kanilang mga cell laban sa kumpletong pagyeyelo.

Ang mga temperatura ng paglago at psychrophilic organismo

Ang maximum na temperatura ng paglago (T _max ) ng isang organismo ay ang pinakamataas na maaari nitong tiisin. Habang ang pinakamainam na temperatura (T _opt ) para sa paglaki ay ang isa kung saan mas mabilis ang paglaki ng organismo.

Ang lahat ng mga organismo na mabuhay at umunlad sa mga mababang temperatura na kapaligiran ay karaniwang itinuturing na mga psychrophile. Gayunpaman, tulad ng alam natin, ang salitang psychrophile ay dapat mailapat lamang sa mga organismo na ang T _max ay 20 ° C (iyon ay, hindi sila makakaligtas sa mas mataas na temperatura).

Ang mga mikroorganismo ay naihiwalay mula sa napakalamig na mga lugar, na maaaring lumago sa mga kondisyon ng laboratoryo sa temperatura na higit sa 20 ° C, na nagpapahiwatig na kahit na sila ay inangkop sa mababang temperatura, hindi sila dapat ituring na mga psychrophile. Ang mga microorganism na ito ay tinatawag na "mesotolerant", iyon ay, pinapayagan nila ang mga daluyan na temperatura.

Methanococcoides burtonii

Sphingopyxis alaskensis

Ang Sphingopyxis alaskensis ay isang bakterya na nakahiwalay mula sa mga dagat ng dagat ng hilagang hemisphere, kung saan ang mga temperatura ng 4 - 10 ° C. Sa kabilang banda, ang haloarchaeas, na kung saan ay archaea na naninirahan sa mga tubig na lubos na puspos ng asin, lumalaki sa temperatura na -20 ° C.

Sa kabila ng pagkakaroon ng mataas na populasyon sa kanilang likas na tirahan, wala sa mga microorganism na ito ay maaaring linangin sa laboratoryo nang mas mababa sa 4 ° C.

Kaugnay nito, ang S. alaskensis ay may T _max na 45 ° C at ang haloarchaea ay maaaring lumago sa mga temperatura na higit sa 30 ° C, kaya hindi sila maaaring ituring na psychrophilic. Gayunpaman, ang kanilang populasyon ay mahusay na inangkop at napakarami sa sobrang lamig na lugar.

Mula sa itaas, maaari nating ipalagay na mayroong iba pang mga paglilimita sa mga kadahilanan sa kapaligiran na nakakaimpluwensya sa kaligtasan ng mga organismo na ito sa kanilang likas na tirahan, at ang temperatura ay hindi ang kadahilanan na may pinakamalaking timbang.

Mga aplikasyon ng Biotechnological

Ang mga enzymes ng psychrophilic organism ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na aktibidad sa mababang at katamtamang temperatura. Bilang karagdagan, ang mga enzymes na ito ay may mahinang katatagan ng thermal.

Dahil sa mga katangiang ito, ang mga enzyme ng psychrophilic organism ay kaakit-akit na mailalapat sa iba't ibang mga proseso sa industriya ng pagkain, gamot, biyolohikal na biology, sa industriya ng parmasyutiko, bukod sa iba pa.

Mga Sanggunian

1. Cavicchioli, R. (2015). Sa konsepto ng isang psychrophile. Ang ISME Journal, 10 (4), 793-77. doi: 10.1038 / ismej.2015.160
2. Krembs, C. at Deming, JW (2008). Ang papel ng mga exopolymer sa microbial adaptation sa sea ice. Sa: Margesin, R., Schirmer, F., Marx, J.-C. at Gerday, C. reds) Psychrophiles: mula sa Biodiversity hanggang Biotechnology. Springer-Verlag, Berlin, Germany, pp. 247-264.
3. Kohshima, S. (1984). Isang nobelang malamig-mapagparaya na insekto na natagpuan sa isang Himalayan glacier. Kalikasan, 310 (5974), 225-227. doi: 10.1038 / 310225a0
4. Margesin, R. (editor). (2017). Psychrophiles: mula sa Biodiversity hanggang Biotechnology. Ikalawang edisyon. Springer Verlag, Heidelberg, Germany. pp. 685.
5. Miteva, V. (2008). Bakterya sa snow at yelo. Sa: Margesin, R. at Schirmer, F. (eds) Psychrophiles: mula sa Biodiversity hanggang Biotechnology. Springer Verlag, Heidelberg, Germany, pp. 31-50.
6. Presyo, PB (2000). Isang tirahan para sa mga psychrophile sa malalim na yelo ng Antartika. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences ng Estados Unidos ng Amerika 97, 1247-1251.