.... naslovna

.... psi

.... mačke

.... ptice

.... male životinje

.... galerija

.... svaštara

.... forum

Ekstremofili - organizmi iz ekstremih uslova



Složenica ekstermofil potiče od latinske reči extremus - ekstremno i starogrčke philiā - ljubav. Ekstremofili su organizmi koji opstaju u geohemijski najnepristupačnijim uslovima na Planeti. Kako su svi oblici života u osnovi sastavljeni od ugljeničnih jedinjenja, taj parametar predstavlja neku vrstu ograničenja u pogledu uslova gde je život moguć.

Kovanica ekstremofil nije sasvim odgovarajuća jer sugeriše da ovi organizmi na izvestan način sami biraju ovakve uslove, a u stvarnosti je teško odrediti da li je u pitanju njihov izbor ili tolerisanje tih uslova. Takođe treba pomenuti da su ovakvi uslovi života zapravo ekstremni samo iz ugla čoveka i drugih oblika života koji zahtevaju kiseonik i slične uslove, jer već znamo da neki oblici života postoje u sredinama u kojima kiseonik uopšte nije prisutan.

Osamdesetih i devedesetih godina XX veka biolozi su otkrili mikroorganizme koji opstaju u uslovima ekstremnih temperatura, kiselosti, pritiska itd. koji su potpuno neprihvatljivi za složenije organizme. Naravno, istraživanje i razumevanje sposobnosti adaptacije ovih bića može doneti velike koristi nauci i medicini u prevazilaženju poteškoća na koje čovek nailazi u specifičnim teškim uslovima.

Osnovna podela ovih organizama je napravljena prema vrsti uslova kojima su prilagođeni. Visoke temperature, radijacija, kiselina, pritisak, nedostatak vode, hrane i kiseonika...praktično šta god da smislite od poteškoća - postoji organizam koji je našao način da ih prevaziđe. Sa leve strane teksta možete pogledati listu i opis vrsta ekstremofila.

Od kako su naučnici pre pola veka počeli da se interesuju za organizme usko specijalizovane za ekstremne uslove, njihov spisak samo raste. Na primer, rodu Tilapia pripada stotine vrsta riba, među kojima ima i onih sposobnih da žive i razmnožavaju se i u slatkoj i slanoj vodi, ali i da opstaju u vodi koja ima 4x veću koncentraciju soli od morske vode. Za razliku od većine riba koje ispuštaju veliku količinu jaja u okolinu i ne vode dalju brigu o njima, ova riba proizvodi manji broj jaja ali ih zatim brižljivo čuva u svojim ustima. Posebno zanimljivo je da ova riba ima ćelije koje su u stanju da iz vode koja cirkuliše kroz usta izdvajaju višak soli koja bi oštetila jajašca.

Ipak, nisu samo minijaturna bića sposobna za ovakve adaptacije.

Perioftalmus
, vrsta ribe koja živi u priobalnim blatnjavim oblastima slane vode je razvila više adaptacija. Ona najnormalnije izlazi iz vode i u priobalnom području provodi više sati tražeći hranu tj. insekte. Njena dva grudna peraja su spojena i služe joj kao noge za kretanje napred i nazad. Perioftalmus kao i sve druge ribe ima škrge koje nisu dovoljne za disanje na kopnu, te je razvila dva dodatna sistema za respiraciju. Prvi je skupljanje vazduha u komorama čiji su zidovi prepuni krvnih sudova i omogućavaju razmenu gasova, a drugi je disanje celom površinom tela jer je koža takođe prepuna krvnih sudova.

Perioftalmus

I dok većina ptica izbegava da sleće u oblastiima visoke koncentracije soli, ružičasti flamingosi se osećaju kod kuće na vodenim površinama čiji je salinitet i do 8 puta veći od morske vode. Njihovu hranu čine artemije, minijaturni račići koji se hrane ekstremofilnim algama. Artemije su višestruko prilagođene ekstremnom salinitetu. So koja kroz usta  ulazi u njihovo telo se izbacuje napolje, a ukoliko su uslovi za razmnožavanje nepovoljni, one ležu otpornija jaja sa dodatnim zaštitnim slojem. Tako zaštićena, ova jaja mogu izdržati temperature od -100 do +150 stepeni Celzijusa!!! Plutajući na površini vode, jaja artemij mogu preživeti više godina pre nego se izlegu mladi. Njihova crvena boja potiče od ishrane ekstermofilnom algom karakterističnom za jako slanu vodu - Dunaliella salina - koja stvara crveni pigment i time se štiti od sunca. Tu leži objašnjenje zašto ružičasti flamingosi imaju tu boju, jer su na kraju ovog lanca ishrane. Flamingosi se svamu sudeći razmnožavaju u izuzetno slanim sredinama jer su tu zaštićeni od drugih predatora kojima so smeta.

Artemije

Slano i alkalno jezero Natron u Tanzaniji je dom polovine svetske populacije flamingosa. Koncentracija soli, visoke temperature (50°C) i alkalne pH vrednosti ne dozvoljava život čak ni artemijama. Jedino što opstaje je vrsta modrozelenih algu koje uz pomoć crvenog pigmenta vrše fotosintezu. Kako sem algi u ovoj vodi nema drugih živih bića, flamingosi sa jezera Natron su postali vegetarijanci. Da bi namirili svoje potrebe u ishrani ovim niskokaloričnim algama, flamingosi moraju dnevno da kroz kljun isfiltriraju količinu vode koja je 15 puta teža od njih samih.

Flamingosi

U blizini jezera Natron nalaze se alkalne pritoke, a u njima žive posebno adaptirane ribe koje su evolucijom uspele da opstanu i u sušnim periodima godine kada uslovi postanu praktično nemogući. Kako alge kojima se ribe hrane žive u toplijem okruženju, ribe rizikuju život i trpe 45-48°C kako bi se nahranile i što brže vratile u malo hladniju vodu.

Na drugom kraju sveta, u S.A.D., nalazi se slano jezero Mono. Lokalni starosedeoci pripadaju narodu Kucadika, što na njihovom jeziku znači "oni koji jedu larve vodenih mušica". Oni su otkrili da alkalne mušice kojih ima u izobilju na području jezera Solo predstavljaju izuzetan izvor proteina pa su ih koristili za ishranu. Ove alkalna mušice se hrane algama koje rastu u izuzetno slanoj vodi. Kako bi preživele u svojevrsnom slanom paklu, mušice su tokom evolucije napravile sopstveno "ronilačko odelo". One po celom telu i glavi imaju dlake koje zadržavaju mehuriće vazduha i na taj način prilikom traženja algi pod vodom ne trpe posledice ekstremnog saliniteta.

Cucujus clavipes, crvena buba koja živi na Aljasci opstaje tako što sprečava smrzavanje telesnih tečnosti. Posebni "antifriz" proteini sprečavaju stvaranje ledenih kristala tako što ne dozvoljavaju molekulima vode da se grupišu na izuzetno niskim temperaturama. Zabeležen je slučaj da larva ove bube preživi temperaturu od -150 °C za koju ne bi bili dovoljni ni "antifriz" proteini. Profesor Džon Duman sa Univerziteta u Indijani, kaže da je ova vrsta buba jedinstvena i po tome što ima sposobnost da namerno dehidrira svoje telo kako pada temperatura. "Ovaj proces povećava koncentraciju "antifriza" tako da se pod ekstermno niskim temperaturama njihovo telo vitrifikuje (postane nalik staklu), a ne zaledi se". Kao i kod drugih primera ekstremofila, objašnjenje zašto se neki organizmi odlučuju da žive u takvim uslovima verovatno leži u manjoj konkurenciji sa ostalim organizmima. Proteini ove jedinstvene bube se proučavaju radi potencijalne primene u poljoprivredi i zaštiti useva.

Crvena buba

Još jedan zanimljiv primer su himalajski paukovi skakači koji žive na visinama do 6700m, tj. više od bilo koje životinjske vrste. To što u takvim uslovima ne živi ni njihov potencijalni plen rešava priroda, tj. vetar koji duva zamrznute insekte uz planinu, a pauk ih hvata. :)


Poliekstremofili
Bakterija Deinococcus radiodurans spada u poliekstremofile, i može izdržati hladnoću, dehidraciju, vakuum, kiselinu i zračenje. Ove osobine su joj donele titulu najizdržljivije bakterije na svetu u Ginisovoj knjizi rekorda, a i nadimak Konan-bakterija. Mehanizam koji je zaslužan za otpornost na radijaciju je posedovanje višestrukih kopija gena i brza sposobnost reparacije DNK. Najzanimljivije pitanje je kako je neki organizam evoluirao do ovog stadijuma radiorezistencije kada su nivoi pozadinskog zračenja u prirodi veoma niski. Naučnici ovo objašnjavaju kao verovatno jednu od slučajnih posledica adaptacije na produženu ćelijsku dehidraciju. Potencijalna upotrebna vrednost ovakvih otkrića je velika a već postoji primena u detoksifikaciji nuklearnog otpada.

Konan-bakterija Deinococcus radiodurans

Još jedan interesantan poliekstremofil je tardigrada ili "vodeni medved", sićušna osmonožna životinjica koja izdržava ekstemne visoke i niske temperature (čak ispod -270°C), nizak pritisak i radijaciju, a preživela je čak i izloženost svemirskom prostoru! Ova bića čije mikroskopske fotografije sigurno pamtite sa interneta su sposobna za potpunu dehidraciju i višegodišnji opstanak u stanju mirovanja bez ikakvih metaboličkih procesa. Ovo ih čini šampionom do sada znanih ekstremnih organizama. Mehanizam kojim izvode ovaj "trik" još uvek nije objašnjen. Radijacija koja je veća hiljadu puta od one koja bi ubila čoveka nije smrtonosna za "vodene medvede". Reparacija oštećene DNK je i u ovom slučaju ključna i moguće je samo pretpostaviti koliko je značajno da se otkrije tajna ove životinjice.

Tardigrada - "vodeni medved"

Osim puke želje da razumemo kako funkcioniše svet oko nas, proučavanje i razumevanje ovih neverovatnih bića omogućiće nam veliki napredak ne samo na ovom svetu, već uz pomoć astrobiologije, i u traženju drugih planeta gde možda postoji ili će tek postojati život. Ako pogledate uslove u kojima žive ekstremofili, videćete da se neki od njih više ili manje poklapaju sa uslovima koje možemo očekivati na drugim planetama u koje upiremo pogled...

Pripremio: Goran Ćatić



Imate li komentar? Kliknite ovde



                                      

.... divljina

 

 


Acidofili: Organizmi koji žive u sredini koja ima pH vrednost od 3 ili manju.

Alkalofili: Organizmi koji žive u sredini koja ima pH vrednost od 9 ili više.

Anaerobi: Organizmi kojima nije neophodan kiseonik za rast npr. Spinoloricus Cinzia. Postoje dve podvrste, fakultativni i isključivi anaerobi. Prvi mogu tolerisati i okolinu sa i bez kiseonika dok isključivi anaerobi ne mogu opstati ukoliko ima kiseonika u okolini.

Kriptoendoliti: Organizmi koji žive u mikroskopskim pukotinama kamenja.

Halofili: Organizmi kojima je za rast potrebna koncentracija soli od najmanje 0.2M (NaCl)

Hipertermofili: Organizmi koji žive na temperaturama između 80 i 122 °C, što su uslovi koji vladaju u hidrotermalnim sistemima.

Hipoliti: Organizmi koji žive ispod kamenja u ledenim pustinjama

Litoautotropi: Organizmi (najčešće bakterije) čiji je jedini izvor ugljenika ugljen-dioksid i egzergonična neorganska oksidacija (kemolitotropi) kao što je Nitrosomonas europaea.

Metalotoleranti: sposobni da tolerišu visoke koncentracije teških metala u tečnosti, bakar, kadmijum, arsenik i cink; primeri su: Ferroplasma sp., Cupriavidus metallidurans and GFAJ-1.

Oligotropi: Organizmi koji su u stanju da se razvijaju u nutritivno ograničenoj okolini.

Osmofili: Organizam sposoban za rast u okolini sa visokom koncentracijom šećera.

Piezofili: (takođe se nazivaju i barofili). Organizmi koji se normalno razmnožavaju pod visokim pritiskom kao npr. u velikim okeanskim dubinama ili pod zemljom.

Poliekstremofili: Organizmi koji se kvalifikuju kao ekstremofili u više od jedne kategorije.

Psikrofili/Krajofili: Organizmi koji su u stanju da prežive, rastu i reprodukuju se na temperaturama od -15 °C ili nižim u toku dužeg vremenskog perioda (ledeno tlo, polarni led, hladna okeanska voda ili pod planinskim nanosima)

Radiorezistenti: Organizmi koji su otporni na visoke nivoe jonizujućeg zračenja, najčešće ultraljubičastog zračenja ali takođe obuhvata i one koji su otporni na nuklearno zračenje.

Termofili: Organizmi koji žive na temperaturama između 45 i 122 °C.

Termoacidofili: Kombinacija termofila i acidofila koji preferiraju temperature od 70–80 °C i pH vrednosti između 2 i 3

Zirofili: Oganizmi koji mogu rasti u ekstremno suvim uslovima. Primer ove vrste su zemni mikrobi u pustinji Atakama.



 
 

2003-2014 © Životinjsko carstvo