Bakterije toplog izvora. Organizmi termalne vode. Starosna i polna struktura stanovništva
Na prvi pogled može izgledati tako bakterije u toplim izvorima ne živi. Međutim, priroda uvjerljivo dokazuje da to nije tako.
Svi znaju da voda ključa na temperaturi od 100 stepeni Celzijusa. Ljudi su donedavno vjerovali da na ovoj temperaturi apsolutno ništa ne preživi. Naučnici su tako mislili sve dok na dnu Tihog okeana, u vrelim izvorima, nisu pronašli bakterije koje nije istražena nauka. Odlično se osjećaju na 250 stepeni!
Na velikim dubinama voda se ne pretvara u paru, već ostaje samo voda, jer postoji velika dubina i veliki pritisak. Voda na ovoj temperaturi sadrži mnoge kemikalije kojima se hrane gore spomenute bakterije. Nije jasno kako su se živa bića navikla na takvu temperaturu, ali su navikla da tamo žive tako da ako ih dovedu na temperaturu ispod 80 stepeni Celzijusa, biće im hladno.
Kako se pokazalo - nije granica za život bakterija - temperatura je 250 stepeni. U istom Pacifik pronađeno vrlo vrelo, voda u kojoj dostiže 400 stepeni. Čak i u takvim uslovima ne žive samo mnoge bakterije, već i neki crvi, kao i nekoliko vrsta mekušaca.
Svi znaju da kada se Zemlja pojavila (bilo je to prije mnogo miliona godina), bila je obična užarena kugla. Vekovima su ljudi verovali da se život na našoj planeti pojavio kada se Zemlja ohladila. Također se vjerovalo da život ne može postojati na drugim planetama s visokom temperaturom. Vjerovatno će naučnici sada morati da preispitaju svoje stavove u vezi sa ovom činjenicom.
Ekstremofili su organizmi koji žive i napreduju u staništima gdje je život nemoguć za većinu drugih organizama. Sufiks (-phil) u prijevodu sa grčkog znači ljubav. Ekstremofili "vole" da žive u ekstremnim uslovima. Imaju sposobnost da izdrže uslove kao što su visoko zračenje, visok ili nizak pritisak, visok ili nizak pH, bez svetlosti, ekstremne toplote ili hladnoće i ekstremne suše.
Većina ekstremofila su mikroorganizmi kao što su i. Veći organizmi kao što su crvi, žabe i insekti također mogu živjeti u ekstremnim staništima. Postoje različite klase ekstremofila na osnovu vrste okruženja u kojem napreduju. Evo nekih od njih:
- Acidophilus je organizam koji uspijeva u kiselim sredinama sa pH3 i nižim.
- Alkaliphil je organizam koji uspijeva u alkalnim sredinama s pH od 9 i više.
- Barofil je organizam koji živi u okruženjima visokog pritiska kao što su duboka morska staništa.
- Halofil je organizam koji živi u staništima sa izuzetno visokom koncentracijom soli.
- Hipertermofil je organizam koji napreduje u sredinama sa ekstremno visokim temperaturama (80° do 122°C).
- Psihrofil/kriofil - organizam koji živi u ekstremno hladnim uslovima i niskim temperaturama (od -20° do +10°C).
- Radiorezistentni organizmi - Organizam koji napreduje u sredinama s visokim nivoom zračenja, uključujući ultraljubičasto i nuklearno zračenje.
- Xerophilus je organizam koji živi u ekstremno sušnim uslovima.
Tardigrades
Tardigradi ili vodeni medvjedi mogu tolerisati nekoliko vrsta ekstremnih uslova. Žive u toplim izvorima, antarktičkom ledu, kao iu dubokim sredinama, na planinskim vrhovima, pa čak iu. Tardigrade se obično nalaze u lišajevima i mahovinama. Hrane se biljnim ćelijama i sitnim beskičmenjacima kao što su nematode i rotiferi. Vodeni medvjedi se razmnožavaju, iako se neki razmnožavaju partenogenezom.
Tardigradi mogu preživjeti u raznim ekstremnim uvjetima jer su u stanju privremeno obustaviti metabolizam kada uvjeti nisu pogodni za preživljavanje. Ovaj proces se naziva kriptobioza i omogućava vodenim medvjedima da uđu u stanje koje će im omogućiti da prežive u uvjetima ekstremne sušnosti, nedostatka kisika, ekstremne hladnoće, niskog tlaka i visoke toksičnosti ili radijacije. Tardigradi mogu ostati u ovom stanju nekoliko godina i izaći iz njega kada okolina postane prikladna za život.
Artemija ( Artemia salina)
Artemia je mala vrsta rakova koja može da živi u uslovima sa izuzetno visokom koncentracijom soli. Ovi ekstremofili naseljavaju slana jezera, slane močvare, mora i kamenite obale. Njihov glavni izvor hrane su zelene alge. Artemije imaju škrge koje im pomažu da prežive u slanim sredinama apsorbirajući i izlučujući ione i proizvodeći koncentrirani urin. Poput tardigrada, škampi se razmnožavaju spolno i aseksualno (putem partenogeneze).
bakterija Helicobacter pylori ( Helicobacter pylori)
Helicobacter pylori- bakterija koja živi u izuzetno kiseloj sredini želuca. Ove bakterije luče enzimsku ureazu, koja neutralizira hlorovodoničnu kiselinu. Poznato je da druge bakterije ne podnose kiselost želuca. Helicobacter pylori su spiralne bakterije koje se mogu ukopati u zid želuca i uzrokovati čireve ili čak rak želuca kod ljudi. Prema Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC), većina ljudi na svijetu ima ove bakterije u želucu, ali one rijetko uzrokuju bolest.
Cijanobakterije Gloeocapsa
Gloeocapsa- rod cijanobakterija koje obično žive na vlažnim stijenama stjenovitih obala. Ove bakterije sadrže hlorofil i sposobne su za to. Ćelije Gloeocapsa okružena želatinoznim membranama koje mogu biti jarke ili bezbojne. Naučnici su otkrili da su u stanju da prežive u svemiru godinu i po dana. Uzorci stijena koji sadrže Gloeocapsa postavljeni su izvan Međunarodne svemirske stanice, a ovi mikroorganizmi su bili u stanju da izdrže ekstremne uslove svemira, kao što su temperaturne fluktuacije, izlaganje vakuumu i izlaganje radijaciji.
Bakterije su najstarija poznata grupa organizama
Slojevite kamene strukture - stromatoliti - datirani u nekim slučajevima na početak arheozoika (arheja), tj. nastao prije 3,5 milijardi godina - rezultat vitalne aktivnosti bakterija, obično fotosintetizirajućih, tzv. plavo-zelene alge. Takve strukture (bakterijski filmovi zasićeni karbonatima) nastaju i danas, uglavnom uz obale Australije, Bahama, u Kalifornijskom i Perzijskom zaljevu, ali su relativno rijetke i ne dostižu velike veličine, jer se hrane biljojedima, na primjer, puževi. Prve nuklearne ćelije evoluirale su iz bakterija prije oko 1,4 milijarde godina.
Archeobacteria thermoacidophiles smatraju se najstarijim živim organizmima. Žive u toploj izvorskoj vodi sa visokim sadržajem kiselina. Umiru na temperaturama ispod 55oC (131oF)!
Ispostavilo se da su 90% biomase u morima mikrobi.
Pojavio se život na Zemlji
Prije 3,416 milijardi godina, odnosno 16 miliona godina ranije nego što se uobičajeno vjeruje u naučnom svijetu. Analize jednog od korala, starih više od 3,416 milijardi godina, pokazale su da je u vrijeme nastanka ovog koralja na Zemlji već postojao život na nivou mikroba.
Najstariji mikrofosil
Kakabekia barghoorniana (1964-1986) pronađena je u Harichu, Guned, Wales, za koju se procjenjuje da je stara preko 4.000.000.000 godina.
Najstariji oblik života
Fosilizirani otisci mikroskopskih ćelija pronađeni su na Grenlandu. Ispostavilo se da je njihova starost 3800 miliona godina, što ih čini najstarijim poznatim oblicima života.
Bakterije i eukarioti
Život može postojati u obliku bakterija - najjednostavnijih organizama koji nemaju jezgro u ćeliji, najstarijih (archaea), gotovo jednako jednostavnih kao bakterije, ali se razlikuju po neobičnoj membrani, eukarioti se smatraju njenim vrhom - zapravo , svi drugi organizmi čiji je genetski kod pohranjen u jezgru ćelije.
Najstariji stanovnici Zemlje pronađeni u Marijanskom rovu
Na dnu najdubljeg na svijetu Marijanski rov u centru Tihog okeana otkriveno je 13 vrsta jednoćelijskih organizama nepoznatih nauci, koji postoje nepromijenjeni skoro milijardu godina. Mikroorganizmi su pronađeni u uzorcima tla uzetim iz rasjeda Challenger japanskim automatskim batiskafom Kaiko u jesen 2002. godine na dubini od 10.900 metara. U 10 kubnih centimetara tla pronađeno je 449 dosad nepoznatih primitivnih jednoćelijskih oblika okruglog ili izduženog oblika, veličine 0,5 - 0,7 mm. Nakon nekoliko godina istraživanja, podijeljeni su u 13 tipova. Svi ovi organizmi su gotovo u potpunosti u skladu sa tzv. "nepoznati biološki fosili", koji su 80-ih godina otkriveni u Rusiji, Švedskoj i Austriji u slojevima tla sa antikom od 540 miliona do milijardu godina.
Na osnovu genetske analize, japanski istraživači tvrde da su jednoćelijski organizmi pronađeni na dnu Marijanske brazde postojali nepromijenjeni više od 800 miliona, ili čak milijardu godina. Očigledno, ovo su najstariji od svih trenutno poznatih stanovnika Zemlje. Jednoćelijski iz rasjeda Challenger bili su primorani da odu u ekstremne dubine kako bi preživjeli, jer u plitkim slojevima okeana nisu mogli parirati mlađim i agresivnijim organizmima.
Prve bakterije pojavile su se u arheozojskoj eri
Razvoj Zemlje je podijeljen na pet vremenskih perioda, koji se nazivaju ere. Prve dvije ere, arheozoik i proterozoik, trajale su 4 milijarde godina, odnosno skoro 80% cjelokupne povijesti Zemlje. Tokom arheozoika došlo je do formiranja Zemlje, pojavile su se voda i kiseonik. Prije oko 3,5 milijardi godina pojavile su se prve male bakterije i alge. U proterozojskoj eri, prije oko 700 godina, prve životinje su se pojavile u moru. Bili su primitivni beskičmenjaci kao što su crvi i meduze. Paleozojska era započela je prije 590 miliona godina i trajala je 342 miliona godina. Tada je zemlja bila prekrivena močvarama. Tokom paleozoika pojavile su se velike biljke, ribe i vodozemci. Mezozojska era počelo je prije 248 miliona godina i trajalo 183 miliona godina. U to vrijeme Zemlju su naseljavali ogromni dinosaurusi. Pojavili su se i prvi sisari i ptice. Kenozojska era započela je prije 65 miliona godina i traje do danas. U to vrijeme nastale su biljke i životinje koje nas danas okružuju.
Gdje žive bakterije?
Mnogo je bakterija u tlu, na dnu jezera i okeana - gdje god se akumuliraju organske tvari. Žive na hladnom vremenu, kada je termometar malo iznad nule, iu toplim kiselim izvorima sa temperaturama iznad 90°C. Neke bakterije tolerišu veoma visok salinitet; posebno, oni su jedini organizmi pronađeni u Mrtvom moru. U atmosferi su prisutni u kapljicama vode, a njihova brojnost tamo je obično u korelaciji sa zaprašenošću zraka. Dakle, u gradovima kišnica sadrži mnogo više bakterija od selo... Malo ih je u hladnom zraku visoravni i polarnih područja, ali se nalaze čak iu donjem sloju stratosfere na visini od 8 km.
Bakterije su uključene u probavu
Probavni trakt životinja je gusto naseljen bakterijama (obično bezopasnim). Nisu neophodni za vitalne funkcije većine vrsta, iako mogu sintetizirati neke vitamine. Međutim, kod preživača (krave, antilope, ovce) i mnogih termita oni su uključeni u probavu biljne hrane. osim toga, imuni sistemživotinja uzgojena u sterilnim uvjetima ne razvija se normalno zbog nedostatka stimulacije bakterijama. Normalna bakterijska "flora" crijeva važna je i za suzbijanje štetnih mikroorganizama koji u njega ulaze.
Tačka odgovara četvrt miliona bakterija
Bakterije su mnogo manje od ćelija višećelijskih biljaka i životinja. Njihova debljina je obično 0,5-2,0 µm, a dužina 1,0-8,0 µm. Neki oblici se teško mogu uočiti rezolucijom standardnih svjetlosnih mikroskopa (oko 0,3 μm), ali su poznate vrste dužine veće od 10 μm i širine koje također prelaze naznačeni raspon, a mogu se naći i brojne vrlo tanke bakterije. prelazi 50 μm dužine. Na površinu koja odgovara tački postavljenoj olovkom, stane četvrt miliona bakterija srednje veličine.
Bakterije podučavaju samoorganizirajuće lekcije
U kolonijama bakterija zvanim stromatoliti, bakterije se samoorganiziraju i stvaraju ogroman radnički sindikat, iako niko od njih ne vodi ostale. Takav spoj je vrlo stabilan i brzo se oporavlja u slučaju oštećenja ili promjene. okruženje... Zanimljiva je i činjenica da bakterije u stromatolitu imaju različite uloge, ovisno o tome gdje se nalaze u koloniji, a sve koriste zajedničke genetske informacije. Sva ova svojstva mogu biti korisna za buduće komunikacione mreže.
Sposobnosti bakterija
Mnoge bakterije imaju hemijske receptore koji registruju promene u kiselosti životne sredine i koncentraciji šećera, aminokiselina, kiseonika i ugljen-dioksida. Mnoge pokretne bakterije također reagiraju na temperaturne fluktuacije, dok fotosintetske vrste reagiraju na promjene u osvjetljenju. Neke bakterije percipiraju smjer linija sile magnetsko polje, uključujući i Zemljino magnetsko polje, uz pomoć čestica magnetita (magnetna željezna ruda - Fe3O4) prisutnih u njihovim ćelijama. U vodi bakterije koriste ovu sposobnost da plivaju duž linija sile u potrazi za povoljnim okruženjem.
Memorija bakterija
Uvjetni refleksi su nepoznati kod bakterija, ali imaju određenu vrstu primitivnog pamćenja. Dok plivaju, upoređuju opaženi intenzitet stimulusa sa njegovom prethodnom vrednošću, tj. utvrditi da li je postalo više ili manje i na osnovu toga zadržati smjer kretanja ili ga promijeniti.
Broj bakterija se udvostručuje svakih 20 minuta
Djelomično zbog male veličine bakterija, njihov metabolizam je vrlo visok. U najpovoljnijim uslovima, neke bakterije mogu udvostručiti svoju ukupnu masu i broj otprilike svakih 20 minuta. To je zbog činjenice da određeni broj njihovih najvažnijih enzimskih sistema funkcionira vrlo velikom brzinom. Dakle, zecu je potrebno nekoliko minuta da sintetizira proteinski molekul, a bakteriji - sekunde. Međutim, u prirodnom okruženju, na primjer u zemljištu, većina bakterija je "na obrocima gladovanja", pa ako se njihove stanice dijele, onda ne svakih 20 minuta, već svakih nekoliko dana.
U roku od jednog dana, od 1 bakterije, moglo bi se formirati 13 triliona drugih
Jedna bakterija Escherichia coli (Esherichia coli) mogla bi tokom dana proizvesti potomstvo, čija bi ukupna zapremina bila dovoljna za izgradnju piramide površine 2 kvadratna kilometra i visine 1 km. Pod povoljnim uslovima, za 48 sati jedan Vibrio cholerae dao bi potomstvo težine 22*1024 tone, što je 4 hiljade puta više od mase globus... Srećom, samo mali broj bakterija preživi.
Koliko bakterija ima u tlu
Gornji sloj zemlje sadrži između 100.000 i 1 milijardu bakterija po gramu, tj. oko 2 tone po hektaru. Obično sve organske ostatke, jednom u zemlji, brzo oksidiraju bakterije i gljivice.
Bakterije jedu pesticide
Genetski modificirana obična Escherichia coli je sposobna jesti organofosforna jedinjenja - otrovne tvari koje su otrovne ne samo za insekte, već i za ljude. Određene vrste pripadaju klasi organofosfornih jedinjenja hemijsko oružje na primjer, nervni agens sarin gas.
Poseban enzim, vrsta hidrolaze, izvorno pronađen u nekim "divljim" bakterijama tla, pomaže modificiranoj Escherichia coli da se nosi s organofosfatom. Nakon testiranja mnogih genetski bliskih bakterija, naučnici su odabrali soj koji ubija pesticid metilparation 25 puta efikasnije od originalnih bakterija u tlu. Kako bi se spriječilo da se toksini koji jedu hranu "razbacuju", fiksirani su na matricu od celuloze - nije poznato kako će se transgena E. coli ponašati kada je slobodna.
Bakterije će rado jesti plastiku punu šećera
Polietilen, polistiren i polipropilen, koji čine petinu komunalnog otpada, postali su privlačni bakterijama u tlu. Kada se stirenske jedinice polistirena pomiješaju s malom količinom druge tvari, formiraju se "kuke" na koje se mogu uhvatiti čestice saharoze ili glukoze. Šećeri "vise" na stirenskim lančićima poput privjesaka, čineći samo 3% ukupne težine dobivenog polimera. Ali bakterije Pseudomonas i Bacillus primjećuju prisustvo šećera i, jedući ih, razgrađuju polimerne lance. Kao rezultat, plastika se počinje raspadati u roku od nekoliko dana. Konačni proizvodi prerade su ugljični dioksid i voda, ali se na putu do njih pojavljuju organske kiseline i aldehidi.
Jantarna kiselina iz bakterija
U ožiljku - odjel probavni trakt preživari - otkriveno nova vrsta bakterije koje proizvode jantarnu kiselinu. Mikrobi dobro žive i razmnožavaju se bez kiseonika, u atmosferi ugljen-dioksida. Osim jantarne kiseline, proizvode octenu i mravlju kiselinu. Glavni nutritivni resurs za njih je glukoza; od 20 grama glukoze, bakterije stvaraju skoro 14 grama jantarne kiseline.
Krema od bakterija dubokog mora
Bakterije sakupljene u hidrotermalnoj pukotini u 2 km dubokom pacifičkom zaljevu u Kaliforniji pomoći će u stvaranju losiona koji efikasno štiti kožu od štetnih oštećenja od sunca. Među mikrobima koji ovdje žive na visokim temperaturama i pritiscima su Thermus thermophilus. Njihove kolonije napreduju na 75 stepeni Celzijusa. Naučnici će koristiti proces fermentacije ovih bakterija. Rezultat će biti "koktel proteina", uključujući enzime koji su posebno revni u uništavanju visoko reaktivnih kemijskih spojeva koji nastaju kada su izloženi ultraljubičastim zracima i koji su uključeni u reakcije koje uništavaju kožu. Prema rečima programera, nove komponente mogu uništiti vodonik peroksid tri puta brže na 40 stepeni Celzijusa nego na 25 stepeni.
Ljudi su hibridi Homo sapiensa i bakterija
Osoba je skup, zapravo, ljudskih ćelija, kao i bakterijskih, gljivičnih i virusnih oblika života, kažu Britanci, a ljudski genom u ovom konglomeratu uopšte ne prevladava. U ljudskom tijelu postoji nekoliko biliona ćelija i više od 100 triliona bakterija, petsto, inače, vrsta. Što se tiče količine DNK u našim tijelima, vodeće su bakterije, a ne ljudske ćelije. Ova biološka kohabitacija je korisna za obje strane.
Bakterije akumuliraju uranijum
Jedan od sojeva bakterije Pseudomonas je sposoban da efikasno uhvati uranijum i druge teške metale iz okoline. Istraživači su izolovali ovu vrstu bakterija iz otpadnih voda metalurške fabrike u Teheranu. Uspješnost čišćenja ovisi o temperaturi, kiselosti okoliša i sadržaju teških metala. Najbolji rezultati postignuti su na 30 stepeni Celzijusa u blago kiseloj sredini sa koncentracijom uranijuma od 0,2 grama po litru. Njegove granule se nakupljaju u zidovima bakterija, dostižući 174 mg po gramu suhe težine bakterija. Osim toga, bakterije hvataju bakar, olovo i kadmijum i druge teške metale iz okoline. Ovo otkriće može poslužiti kao osnova za razvoj novih metoda prečišćavanja otpadnih voda od teških metala.
Dva nisu pronađena na Antarktiku poznato nauci vrste bakterija
Novi mikroorganizmi Sejongia jeonnii i Sejongia antarctica su gram-negativne bakterije koje sadrže žuti pigment.
Toliko bakterija na koži!
Na koži krtica nalazi se do 516.000 bakterija po kvadratnom inču, dok suvi dijelovi kože iste životinje, poput prednjih nogu, imaju ukupno 13.000 bakterija po kvadratnom inču.
Bakterije protiv jonizujućeg zračenja
Mikroorganizam Deinococcus radiodurans je sposoban da izdrži 1,5 miliona rad. jonizujuće zračenje, koje premašuje smrtonosni nivo za druge oblike života za više od 1000 puta. Dok će DNK drugih organizama biti uništena i uništena, genom tog mikroorganizma neće biti oštećen. Tajna ove otpornosti leži u tome specifičan oblik genom koji liči na krug. Upravo ta činjenica doprinosi takvoj otpornosti na izlaganje radijaciji.
Mikroorganizmi protiv termita
Preparat za borbu protiv termita "Formosan" (SAD) koristi prirodne neprijatelje termita - nekoliko vrsta bakterija i gljivica koje ih inficiraju i ubijaju. Nakon infekcije insekta, gljivice i bakterije se naseljavaju u njegovom tijelu, stvarajući kolonije. Kada insekt umre, njegovi ostaci postaju izvor spora koje inficiraju druge insekte. Odabrani su mikroorganizmi koji se relativno sporo razmnožavaju – zaraženi insekt mora imati vremena da se vrati u gnijezdo, gdje će se infekcija prenijeti na sve članove kolonije.
Mikroorganizmi žive na polu
Kolonije mikroba pronađene su na stijenama oko sjevernog i južnog pola. Ova mjesta nisu baš pogodna za život - kombinacija ekstremno niskih temperatura, jakih vjetrova i oštrog ultraljubičastog zračenja izgleda zastrašujuće. Ali 95 posto stjenovitih ravnica koje su proučavali naučnici naseljeno je mikroorganizmima!
Ovi mikroorganizmi imaju dovoljno svjetlosti koja prolazi ispod kamenja kroz pukotine između njih, odbijajući se od površina susjednog kamenja. Zbog temperaturnih promjena (kamenje se grije od sunca i hladi kada nema sunca) dolazi do pomaka u kamenim naslagama, neko kamenje je u potpunom mraku, dok drugo, naprotiv, pada na svjetlo. Nakon ovakvih pomaka, mikroorganizmi "migriraju" sa zamračenog kamenja na osvijetljeno.
Bakterije žive u gomilama šljake
Živi organizmi na planeti koji najviše vole alkalije žive u zagađenoj vodi u Sjedinjenim Državama. Naučnici su otkrili da mikrobne zajednice uspevaju na deponijama šljake u oblasti jezera Kalume u jugozapadnom Čikagu, gde je kiselost vode (pH) 12,8. Život u takvom okruženju je uporediv sa životom u kaustičnoj sodi ili čistaču za podove. U takvim deponijama, zrak i voda reagiraju sa šljakom, u kojoj nastaje kalcijum hidroksid (kaustična soda) koji povećava pH. Bakterije su otkrivene u studiji kontaminirane podzemne vode koja se nakupila tokom više od jednog stoljeća skladištenja industrijskih deponija željeza iz Indiane i Illinoisa.
Genetska analiza je pokazala da su neke od ovih bakterija bliski srodnici vrsta Clostridium i Bacillus. Ove vrste su ranije pronađene u kiselim vodama jezera Mono u Kaliforniji, stubovima od tufa na Grenlandu i cementom zagađenim vodama iz dubokog rudnika zlata u Africi. Neki od ovih organizama koriste vodonik koji se oslobađa tokom korozije metalne željezne troske. Kako je tačno neobične bakterije dospele u deponije šljake ostaje misterija. Moguće je da su se lokalne bakterije prilagodile svom ekstremnom staništu za prošlog veka.
Mikrobi određuju zagađenje vode
Modifikovane bakterije E. coli uzgajaju se u kontaminiranom okruženju i kvantificiraju se u različitim vremenskim trenucima. Bakterije imaju ugrađen gen koji omogućava ćelijama da svijetle u mraku. Po jačini sjaja može se suditi o njihovom broju. Bakterije su zamrznute u polivinilalkoholu i tada mogu izdržati niske temperature bez ozbiljnih oštećenja. Zatim se odmrzavaju, uzgajaju u suspenziji i koriste u istraživanju. U zagađenom okruženju, ćelije se pogoršavaju, češće umiru. Broj mrtvih ćelija zavisi od vremena i stepena kontaminacije. Ove vrijednosti se razlikuju za teške metale i organske tvari. Za bilo koju tvar, stopa smrti i ovisnost broja mrtvih bakterija o dozi su različiti.
Virusi posjeduju
... sa složenom strukturom organskih molekula, što je još važnije – prisustvo vlastitog, virusnog genetskog koda i sposobnost reprodukcije.
Poreklo virusa
Općenito je prihvaćeno da su virusi nastali kao rezultat izolacije (autonomizacije) pojedinih genetskih elemenata ćelije, koji su, osim toga, dobili sposobnost da se prenose s organizma na organizam. Veličina virusa varira od 20 do 300 nm (1 nm = 109 m). Gotovo svi virusi su manje veličine od bakterija. Međutim, najveći virusi, kao što je virus vakcinije, iste su veličine kao i najmanje bakterije (klamidija i rikecije).
Virusi su oblik prijelaza sa jednostavne hemije na život na Zemlji
Postoji verzija da su virusi nastali nekada davno, zahvaljujući intracelularnim kompleksima koji su oslobođeni. Unutar normalne ćelije postoji kretanje mnogih različitih genetskih struktura (informacione RNK, i tako dalje, i tako dalje...), koje mogu biti progenitori virusa. Ali možda je sve bilo sasvim suprotno – a virusi su najstariji oblik života, tačnije prelazni stadijum od „samo hemije“ do života na Zemlji.
Čak i porijeklo samih eukariota (a samim tim i svih jednoćelijskih i višećelijskih organizama, uključujući vas i mene), neki naučnici povezuju s virusima. Moguće je da smo nastali kao rezultat "saradnje" virusa i bakterija. Prvi su davali genetski materijal, a drugi ribozome, proteinske intracelularne fabrike.
Virusi su nesposobni
... da se samostalno razmnožavaju - za njih to rade unutrašnji mehanizmi ćelije koje virus inficira. Ni sam virus ne može raditi sa svojim genima - nije u stanju sintetizirati proteine, iako ima proteinski omotač. Jednostavno krade gotove proteine iz ćelija. Neki virusi čak sadrže ugljikohidrate i masti - ali opet ukradeni. Izvan ćelije žrtve, virus je samo ogromna akumulacija premda vrlo složenih molekula, ali ni vaš metabolizam, niti bilo koje druge aktivne akcije.
Iznenađujuće, najjednostavnija stvorenja na planeti (konvencionalno ćemo viruse i dalje zvati stvorenjima) jedna je od najvećih misterija nauke.
Najveći virus Mimi, ili Mimivirus
... (izazivaju izbijanje gripa) više od ostalih virusa 3 puta, ostalih - 40 puta. Nosi 1260 gena (1,2 miliona osnovnih slova, što je više od ostalih bakterija), dok poznati virusi imaju samo tri do stotinu gena. Štaviše, genetski kod virusa se sastoji od DNK i RNK, dok svi poznati virusi koriste samo jednu od ovih "tableta života", ali nikada obje zajedno. 50 Mimi gena su odgovorni za stvari koje nikada ranije nisu viđene kod virusa. Konkretno, Mimi je sposobna samostalno sintetizirati 150 vrsta proteina, pa čak i popraviti vlastitu oštećenu DNK, što je općenito besmislica za viruse.
Promjene u genetskom kodu virusa mogu ih učiniti smrtonosnim
Američki naučnici su eksperimentisali sa savremenim virusom gripa - neprijatnom i teškom, ali ne previše smrtonosnom bolešću - ukrštajući ga sa virusom zloglasne "španske gripe" 1918. godine. Modifikovani virus je ubio miševe sa simptomima tipičnim za "španski grip" (akutna upala pluća i unutrašnje krvarenje). Istovremeno, njegove razlike od modernog virusa na genetskom nivou pokazale su se minimalnim.
Od epidemije "španske gripe" 1918. umro više ljudi nego za vrijeme najstrašnijih srednjovjekovnih epidemija kuge i kolere, pa čak i više od frontalnih gubitaka u I. svjetski rat... Naučnici nagađaju da je virus španske gripe mogao nastati iz takozvanog virusa ptičje gripe, u kombinaciji sa uobičajenim virusom, na primjer, u tijelu svinja. Ako se ptičja gripa uspješno ukrsti s ljudskim i dobije priliku da se prene sa osobe na osobu, onda dobijamo bolest koja može izazvati globalnu pandemiju i ubiti nekoliko miliona ljudi.
Najviše jak otrov
... za toksin Bacillus D se sada smatra da je 20 mg dovoljno da otruje cjelokupnu populaciju Zemlje.
Virusi mogu plivati
Fagi virusi osam tipova, koji se razlikuju po obliku, veličini i dužini nogu, žive u vodama Ladoge. Njihov broj je mnogo veći od onog tipičnog za slatku vodu: od dvije do dvanaest milijardi čestica po litri uzorka. U pojedinim uzorcima bilo je samo tri tipa faga, njihov najveći sadržaj i raznovrsnost bio je u centralnom dijelu rezervoara, svih osam tipova. Obično je obrnuto, više mikroorganizama ima u obalnim područjima jezera.
Tišina virusa
Mnogi virusi, kao što je herpes, imaju dvije faze u svom razvoju. Prvi se javlja odmah nakon infekcije novog domaćina i ne traje dugo. Tada se čini da virus "prestaje" i tiho se akumulira u tijelu. Drugi može početi za nekoliko dana, sedmica ili godina, kada zasad "utihne", virus počne da se lavina umnožava i izaziva bolest. Prisustvo "latentne" faze štiti virus od izumiranja kada populacija domaćina brzo postane imuna na njega. Što je spoljašnje okruženje sa stanovišta virusa nepredvidivo, to mu je važnije da ima period „tišine“.
Virusi igraju važnu ulogu
Virusi igraju važnu ulogu u životu bilo kojeg vodenog tijela. Njihov broj dostiže nekoliko milijardi čestica po litru. morska voda u polarnim, umjerenim i tropskim geografskim širinama. U slatkovodnim jezerima sadržaj virusa je obično manji od jedan na 100. Zašto ima toliko virusa u Ladogi i oni su tako neobično rasprostranjeni ostaje da se vidi. Ali istraživači ne sumnjaju da mikroorganizmi imaju značajan utjecaj na ekološko stanje prirodne vode.
Obična ameba je pokazala pozitivnu reakciju na izvor mehaničkih vibracija
Ameba proteus je slatkovodna ameba duga oko 0,25 mm, jedna od najčešćih vrsta ove grupe. Često se koristi u školskim eksperimentima i za laboratorijska istraživanja. Obična ameba se nalazi u mulju na dnu zagađenih ribnjaka. Izgleda kao mala, bezbojna, želatinasta grudvica, jedva vidljiva golim okom.
Kod obične amebe (Amoeba proteus) utvrđena je takozvana vibrotaksija u vidu pozitivne reakcije na izvor mehaničkih vibracija frekvencije 50 Hz. To postaje jasno ako uzmemo u obzir da kod nekih vrsta trepavica koje služe kao hrana za amebe, frekvencija otkucaja cilija varira između 40 i 60 Hz. Ameba također ima negativnu fototaksiju. Ovaj fenomen se sastoji u činjenici da se životinja pokušava pomaknuti iz osvijetljenog područja u sjenu. Termotaksa kod amebe je također negativna: ona se kreće iz toplijeg u manje zagrijani dio vodenog tijela. Zanimljivo je promatrati galvanotaksiju amebe. Ako prođete kroz vodu slab struja, ameba oslobađa pseudopode samo sa strane koja je okrenuta prema negativnom polu - katodi.
Najveća ameba
Jedna od najvećih ameba - slatkovodne vrste Pelomyxa (Chaos) carolinensis duga 2–5 mm.
Ameba se kreće
Citoplazma ćelije je u stalnom pokretu. Ako struja citoplazme juri do jedne tačke na površini amebe, na ovom mjestu na njenom tijelu pojavljuje se izbočina. Povećava se, postaje izdanak tijela - pseudopod, u njega se ulijeva citolazma, a ameba se kreće na taj način.
Babica za amebu
Ameba je vrlo jednostavan organizam koji se sastoji od jedne ćelije koja se razmnožava jednostavnom diobom. Prvo, ćelija amebe udvostručuje svoj genetski materijal, stvarajući drugo jezgro, a zatim menja oblik, formirajući suženje u sredini, koje je postepeno deli na dve ćelije kćeri. Između njih ostaje tanak ligament koji vuku u različitim smjerovima. Na kraju, ligament puca, a ćelije kćeri počinju da žive same.
Ali kod nekih vrsta ameba proces reprodukcije uopće nije tako jednostavan. Njihove ćelije kćeri ne mogu same prekinuti ligament i ponekad se ponovo spajaju u jednu ćeliju sa dva jezgra. Fisilne amebe vape za pomoć, oslobađajući specijalnu hemikaliju na koju reaguje "ameba babica". Naučnici vjeruju da se, najvjerovatnije, radi o kompleksu supstanci, uključujući fragmente proteina, lipida i šećera. Očigledno, kada se ćelija amebe podeli, njena membrana je podvrgnuta napetosti, što izaziva oslobađanje hemijskog signala tokom spoljašnje okruženje... Tada amebi koja se dijeli pomaže druga, koja dolazi na poseban hemijski signal. Umeće se između ćelija koje se dijele i pritiska na ligament dok ne pukne.
Živi fosili
Najstariji od njih su radiolarije, jednoćelijski organizmi prekriveni školjkastim izraslinama s primjesom silicijum dioksida, čiji su ostaci pronađeni u pretkambrijskim naslagama, čija je starost od jedne do dvije milijarde godina.
Najotporniji
Tardigrad, životinja manja od pola milimetra dužine, smatra se najtežim oblikom života na Zemlji. Ova životinja može izdržati temperature u rasponu od 270 stepeni Celzijusa do 151 stepen, izlaganje rendgenskim zracima, uslove vakuuma i pritisak šest puta veći od pritiska na dnu najdubljeg okeana. Tardigradi mogu naseljavati oluke i pukotine u zidovima. Neka od ovih malih stvorenja oživjela su nakon stoljeća hibernacije u suhoj mahovini muzejskih zbirki.
Acantharia, najjednostavniji radiolarni organizmi, dostižu dužinu od 0,3 mm. Njihov skelet se sastoji od stroncijum sulfata.
Ukupna masa fitoplanktona je samo 1,5 milijardi tona, dok je masa zooplanktona 20 milijardi tona.
Brzina kretanja cilijatne cipele (Paramecium caudatum) je 2 mm u sekundi. To znači da cipela pluta u sekundi na udaljenosti 10-15 puta većoj od dužine njenog tijela. Na površini cilijatne cipele nalazi se 12 hiljada cilija.
Euglena zelena (Euglena viridis) može poslužiti kao dobar pokazatelj stepena biološke pročišćenosti vode. Sa smanjenjem bakterijske kontaminacije, njegov se broj naglo povećava.
Koji su bili najraniji oblici života na Zemlji
Stvorenja koja nisu ni biljke ni životinje nazivaju se rankomorfi. Prvi put su se naselili na dnu okeana prije oko 575 miliona godina, nakon posljednje globalne glacijacije (ovo vrijeme se naziva period Ediacare), i bili su među prvim stvorenjima mekog tijela. Ova grupa je postojala do prije 542 miliona godina, kada su moderne životinje koje su se brzo razmnožavale potisnule većinu ovih vrsta.
Organizmi skupljeni u fraktalne uzorke iz dijelova grananja. Nisu mogli da se kreću i nisu imali reproduktivne organe, već su se razmnožavali, očigledno stvarajući nove grane. Svaki element grananja sastojao se od mnogih cijevi koje su zajedno spojene polukrutim organskim skeletom. Naučnici su otkrili rankomorfe, sakupljene u nekoliko različitih oblika, koji su, smatra on, sakupljali hranu u različitim slojevima vodenog stupca. Čini se da je fraktalni obrazac prilično složen, ali, prema istraživaču, sličnost organizama među sobom čini jednostavan gen dovoljnim za stvaranje novih slobodno plutajućih grana i za povezivanje grana u više složene strukture.
Fraktalni organizam pronađen u Newfoundlandu bio je širok 1,5 centimetara i dugačak 2,5 centimetra.
Takvi organizmi su činili do 80% svih živih u Ediacareu, kada nije bilo pokretnih životinja. Međutim, s pojavom pokretljivijih organizama, počelo je njihovo opadanje i kao rezultat toga potpuno su istisnuti.
Besmrtni život postoji duboko ispod okeanskog dna
Ispod površine dna mora i okeana nalazi se cijela biosfera. Ispostavilo se da na dubinama od 400-800 metara ispod dna, u debljini drevnih sedimenata i stijena, žive bezbrojne bakterije. Neki specifični primjerci procjenjuju se na 16 miliona godina. Oni su praktično besmrtni, kažu naučnici.
Istraživači smatraju da se upravo u takvim uslovima, u dubinama pridnih stijena, rodio život prije više od 3,8 milijardi godina, a tek kasnije, kada je površinsko okruženje postalo pogodno za stanovanje, ovladalo okeanom i kopnom. Naučnici su pronašli tragove života (fosile) u stenama dna dugo vremena uzetim sa veoma velike dubine ispod površine dna. Prikupili su dosta uzoraka u kojima su pronašli žive mikroorganizme. Uključujući - u stijenama podignutim sa dubina većih od 800 metara ispod nivoa okeanskog dna. Neki uzorci sedimenta bili su stari više miliona godina, što je značilo da je, na primjer, bakterija zarobljena u takvom uzorku bila iste starosti. Otprilike trećina bakterija koje su naučnici pronašli u stenama dubokog dna je živa. U nedostatku sunčeve svjetlosti, različiti geohemijski procesi su izvor energije za ova stvorenja.
Bakterijska biosfera koja se nalazi ispod morskog dna je veoma velika i brojčano nadmašuje sve bakterije koje žive na kopnu. Stoga ima primjetan učinak na geološke procese, na ravnotežu ugljičnog dioksida itd. Možda, sugeriraju istraživači, bez takvih podzemnih bakterija ne bismo imali naftu i plin.
Topli izvori, koji se obično nalaze u vulkanskim područjima, imaju prilično bogato stanovništvo.
Davno, kada je o bakterijama i ostalima inferiornih bića utvrđena je najpovršnija predstava, utvrđeno je postojanje osebujne flore i faune u kupalištima. Na primjer, 1774. godine, Sonerat je izvijestio o prisutnosti ribe u toplim izvorima Islanda, s temperaturom od 69 °. Ovaj zaključak nisu kasnije potvrdili drugi istraživači u vezi s islandskim kupatilima, ali su slična zapažanja napravljena i na drugim mjestima. Na ostrvu Ischia, u izvorima s temperaturom iznad 55°, Ehrenberg (1858) je zabilježio nalaz ribe. Hoppe-Seiler (1875) je također vidio ribu u vodi s temperaturom od oko 55°. Čak i ako pretpostavimo da je u svim navedenim slučajevima termometrija izvršena neprecizno, ipak je jasno izvući zaključak o sposobnosti nekih riba da žive na prilično povišenoj temperaturi. Uz ribu, u termama je ponekad zabilježeno prisustvo žaba, crva i mekušaca. Kasnije su ovdje pronađene i najjednostavnije životinje.
Godine 1908. objavljen je Isselov rad, koji je detaljnije utvrdio temperaturne granice za životinjski svijet koji živi u toplim izvorima.
Uz životinjski svijet, izuzetno je lako utvrditi prisustvo algi u termama, koje ponekad stvaraju snažna obraštanja. Prema Rodini (1945), debljina algi akumuliranih u toplim izvorima često doseže i nekoliko metara.
O asocijacijama termofilnih algi i faktorima koji određuju njihov sastav dovoljno smo govorili u odeljku „Alge koje žive na visokim temperaturama“. Ovdje samo podsjećamo da su termički najstabilnije od njih plavo-zelene alge, koje se mogu razviti do temperature od 80-85 °. Zelene alge tolerišu temperature nešto iznad 60°, a dijatomeje se razvijaju na oko 50°.
Kao što je već napomenuto, alge koje se razvijaju u termama igraju bitnu ulogu u formiranju različitih vrsta kamenca, koje uključuju mineralna jedinjenja.
Termofilne alge imaju veliki uticaj o razvoju bakterijske populacije u termama. Tokom svog života egzosmozom oslobađaju određenu količinu organskih spojeva u vodu, a kada odumru, čak stvaraju prilično povoljan supstrat za bakterije. Stoga ne čudi činjenica da je bakterijska populacija termalnih voda najzastupljenija na mjestima akumulacije algi.
Prelazeći na termofilne bakterije vrela, moramo istaći da su ih kod nas proučavali jako veliki broj mikrobiologa. Ovdje treba spomenuti imena Ciklinskaya (1899), Gubin (1924-1929), Afanasyeva-Kester (1929), Egorova (1936-1940), Volkova (1939), Rodina (1945) i Isachenko (1948).
Većina istraživača koji su se bavili toplim izvorima ograničili su se na činjenicu uspostavljanja bakterijske flore u njima. Samo se relativno mali broj mikrobiologa bavio osnovnim aspektima života bakterija u termalnim kupkama.
U našem pregledu ćemo se zadržati samo na studijama ove druge grupe.
Termofilne bakterije pronađene su u toplim izvorima u brojnim zemljama - Sovjetski savez, Francuske, Italije, Njemačke, Slovačke, Japana itd. Budući da su vode toplih izvora često siromašne organskom tvari, nije iznenađujuće da ponekad sadrže vrlo malo veliki broj saprofitne bakterije.
Razmnožavanje bakterija koje se autotrofno hrane, među kojima su bakterije gvožđa i sumpora prilično rasprostranjene u termama, uslovljeno je uglavnom hemijskim sastavom vode, kao i njenom temperaturom.
Neke termofilne bakterije izolirane iz tople vode opisane su kao nove vrste. Ovi oblici uključuju: Bac. thermophilus filiformis. proučavala Tsiklinskaya (1899), dva štapića sa sporama - Bac. ludwigi i Bac. ilidzensis capsulatus, izolovan od Karlinskog (1895), Spirochaeta daxensis, izolovan od Cantacuzena (1910), i Thiospirillum pistiense, izolovan od Churde (1935).
Temperatura vode toplih izvora snažno utiče na sastav vrsta bakterijske populacije. U vodama sa više niske temperature, pronađene koke i bakterije slične spiroheti (radovi Rodina, Cantacuzen). Međutim, i ovdje su šipke koje nose spore dominantan oblik.
Nedavno uticaj temperature na sastav vrsta Bakterijska populacija ovog pojma bila je vrlo živopisno prikazana u radu Rodina (1945), koji je proučavao vruće izvore Khoja-Obi-Garm u Tadžikistanu. Temperatura pojedinih izvora ovog sistema kreće se od 50-86°. Kombinirajući, ove kupke daju potok, na čijem dnu je, na mjestima s temperaturama ne većim od 68 °, uočen brzi rast plavo-zelenih algi. Na mjestima su alge formirale debele slojeve različitih boja. Na rubu vode, na bočnim zidovima niša, nalazile su se naslage sumpora.
U različitim izvorima, u oticaju, kao i u debljini modrozelenih algi, postavljene su obraštajne čaše tri dana. Uz to, prikupljeni materijal je posijan na hranljive podloge. Utvrđeno je da voda s najvišom temperaturom sadrži uglavnom štapićaste bakterije. Klinasti oblici, posebno nalik na azotobacter, nalaze se na temperaturama ne većim od 60 °. Sudeći po svim podacima, može se reći da sam Azotobacter ne raste iznad 52 °, a velike okrugle ćelije koje se nalaze u obrastanju pripadaju drugim vrstama mikroba.
Najotporniji na toplinu su neki oblici bakterija koji se razvijaju na mesno-peptonskom agaru, tiobakterije kao što je Tkiobacillus thioparus i desulfurizatori. Uzgred, vrijedi spomenuti da su Egorova i Sokolova (1940) pronašli Microspira u vodi temperature 50-60°.
U Rodininom radu bakterije koje fiksiraju dušik nisu otkrivene u vodi na 50°. Međutim, u proučavanju tla, anaerobni fiksatori dušika pronađeni su čak na 77 °, a azotobacter - na 52 °. Ovo sugerira da je voda općenito neprikladan supstrat za fiksatore dušika.
Proučavanje bakterija u tlu toplih izvora otkrilo je istu temperaturnu ovisnost grupnog sastava kao iu vodi. Međutim, mikropopulacija tla bila je brojčano mnogo bogatija. Pjeskovita tla siromašna organskim spojevima imala su prilično oskudnu mikropopulaciju, dok su ona koja sadrže tamno obojena organska materija bili obilno naseljeni bakterijama. Dakle, ovdje je krajnje jasno otkrivena veza između sastava supstrata i prirode mikroskopskih stvorenja koja se u njemu nalaze.
Važno je napomenuti da ni u vodi ni u mulju Domovina nije mogla otkriti termofilne bakterije koje razgrađuju vlakna. Ovaj trenutak skloni smo objasniti metodološkim poteškoćama, budući da su termofilne bakterije koje razgrađuju celulozu prilično zahtjevne za hranljive podloge. Kao što je pokazao Imšenetsky, njihova izolacija zahtijeva prilično specifične hranjive supstrate.
U toplim izvorima, pored saprofita, postoje i autotrofi - bakterije sumpora i gvožđa.
Najstarija zapažanja o mogućnosti rasta sumpornih bakterija u termama očito su dali Meyer i Ahrens, a također i Mioshi. Mioshi je uočio razvoj filamentoznih sumpornih bakterija u izvorima čija je temperatura vode dostizala 70°. Egorova (1936), koja je proučavala bragunske sumporne izvore, primijetila je prisustvo sumpornih bakterija čak i na temperaturi vode od 80 °.
U poglavlju “ opšte karakteristike morfološke i fiziološke karakteristike termofilnih bakterija”, dovoljno smo detaljno opisali svojstva termofilnih bakterija željeza i sumpora. Ovu informaciju nije preporučljivo ponavljati, a mi ćemo se ovdje ograničiti samo na podsjetnik da pojedini rodovi, pa čak i vrste autotrofnih bakterija završavaju razvoj na različitim temperaturama.
Dakle, maksimalna temperatura za sumporne bakterije je zabilježena na oko 80°. Za bakterije gvožđa kao što su Streptothrix ochraceae i Spirillum ferrugineum, Mioshi je postavio maksimum na 41-45°.
Dufrenois (Dufrencfy, 1921) je pronašao bakterije gvožđa vrlo slične Siderocapsi na sedimentima u vrućim vodama s temperaturom od 50-63°. Prema njegovim zapažanjima, rast filamentoznih željeznih bakterija dogodio se samo u hladnim vodama.
Volkova (1945) je uočila razvoj bakterija iz roda Gallionella u mineralnim izvorima grupe Pyatigorsk kada temperatura vode nije prelazila 27-32 °. U termama sa višom temperaturom bakterije gvožđa su bile potpuno odsutne.
Upoređujući materijale koje smo zabilježili, nehotice moramo zaključiti da u nekim slučajevima nije temperatura vode, već njena hemijski sastav određuje razvoj određenih mikroorganizama.
Bakterije, zajedno sa algama, aktivno učestvuju u formiranju nekih biolita i kaustobiolita. Detaljnije je proučavana uloga bakterija u precipitaciji kalcija. Ovo pitanje je detaljno obrađeno u odjeljku o fiziološkim procesima uzrokovanim termofilnim bakterijama.
Zanimljiv je zaključak Volkove. Ona napominje da "barežina", koja se sa snažnim pokrovom taloži u tokovima izvora sumpornih izvora Pjatigorska, sadrži dosta elementarnog sumpora i bazira se na micelijumu plijesni iz roda Penicillium. Micelij čini stromu, koja uključuje bakterije u obliku štapa, očigledno povezane sa sumpornim bakterijama.
Brusoff smatra da su termalne bakterije također uključene u stvaranje naslaga silicijumske kiseline.
U termama su pronađene bakterije koje smanjuju sulfate. Prema uputama Afanasyeve-Kester, oni liče na Microspira aestuarii van Delden i Vibrio thermodesulfuricans Elion. Niz razmatranja o mogućoj ulozi ovih bakterija u stvaranju sumporovodika u termama iznio je Gubin (1924-1929).
Ako pronađete grešku, odaberite dio teksta i pritisnite Ctrl + Enter.
Danas, 6. oktobra, obilježava se Svjetski dan očuvanja životinjskih staništa. U čast ovog praznika, nudimo vam izbor od 5 životinja koje su za svoj dom odabrale mjesta sa najekstremnijim uslovima.
Živi organizmi se nalaze širom naše planete, a mnogi od njih žive na mestima sa ekstremnim uslovima. Takvi organizmi se nazivaju ekstremofili. To uključuje bakterije, arheje i samo nekoliko životinja. O potonjem govorimo u ovom članku. 1. Pompejski crvi... Ovi dubokomorski poliheti, koji ne prelaze 13 cm dužine, među najotpornijim su na visoke temperatureživotinje. Stoga ne čudi što se mogu naći isključivo na hidrotermalnim izvorima na dnu okeana (), iz kojih dolazi visoko mineralizirana topla voda. Dakle, po prvi put je otkrivena kolonija pompejskih crva početkom 1980-ih na hidrotermalnim izvorima u Tihom okeanu u blizini ostrva Galapagos, a kasnije, 1997. godine, u blizini Kostarike i ponovo na hidrotermalnim izvorima.
Pompejski crv obično svoje tijelo postavlja u strukture nalik na lulu crnih pušača, gdje temperatura dostiže 80°C, a isplazi svoju pernatu glavu, gdje je temperatura niža (oko 22°C). Naučnici su dugo pokušavali da shvate kako pompejski crv može izdržati tako ekstremne temperature. Istraživanja su pokazala da u tome pomažu posebne bakterije koje na stražnjoj strani crva stvaraju sloj debljine do 1 cm, nalik vunenom pokrivaču. U simbiotičkom odnosu, crvi luče sluz iz sitnih žlijezda na leđima, kojom se hrane bakterije, koje zauzvrat izoliraju tijelo životinje od visokih temperatura. Vjeruje se da ove bakterije imaju posebne proteine koji omogućavaju zaštitu crva i samih bakterija od visokih temperatura. 2. Caterpillar Gynaephora... Grenland i Kanada dom su moljca Gynaephora groenlandica, poznatog po svojoj sposobnosti da izdrži ekstremno niske temperature. Dakle, živeći u hladnoj klimi, gusjenice G. groenlandica, dok hiberniraju, mogu podnijeti temperature do -70 °C! To je omogućeno spojevima (glicerin i betain) koje gusjenice počinju sintetizirati u kasno ljeto kada temperature padnu. Ove supstance sprečavaju stvaranje kristala leda u ćelijama životinje i na taj način sprečavaju njeno smrzavanje do smrti.
Međutim, to nije jedina karakteristika vrste. Dok je većini drugih vrsta potrebno oko mjesec dana da se transformiraju iz jaja u odraslu osobu, G. groenlandica može trajati 7 do 14 godina da se razvije! Ovaj spor rast Gynaephora groenlandica je rezultat ekstremnih uslova okoline u kojima se insekt mora razvijati. Zanimljivo je da gusjenice Gynaephora groenlandica većinu svog života provode u hibernaciji, a ostatak vremena (oko 5% života) posvećuju jedenju vegetacije, na primjer, pupoljcima arktičke vrbe. 3. Nafta leti... Oni su jedini insekti poznati nauci koji mogu živjeti i hraniti se sirovom naftom. Ova vrsta je prvi put otkrivena na ranču La Brea u Kaliforniji, gdje postoji nekoliko bitumenskih jezera.
Autori: Michael S. Caterino & Cristina Sandoval. Kao što znate, ulje je vrlo toksična supstanca za većinu životinja. Međutim, kao ličinke, uljne mušice plivaju blizu površine nafte i dišu kroz specijalne ventile koji strše iznad naftne mrlje. Muhe jedu velike količine ulja, ali uglavnom insekte koji u nju uđu. Ponekad su crijeva muva potpuno napunjena uljem. Naučnici do sada nisu opisali ponašanje pri parenju ovih muva, kao ni gdje polažu jaja. Međutim, pretpostavlja se da se to ne dešava unutar naftnog bazena.
Bitumensko jezero na ranču La Brea u Kaliforniji. Zanimljivo je da temperatura ulja u bazenu može doseći 38 °C, ali larve lako podnose ove promjene. 4. Artemija... Smješteno u sjeverozapadnom dijelu američke države Utah, Veliko slano jezero ima salinitet do 270 ppm (za poređenje, najslanije more u Svjetskom okeanu - Crveno more - ima salinitet od samo 41 ppm). Izuzetno visok salinitet akumulacije čini ga neprikladnim za život svih živih bića u njemu, osim larvi primorskih muha, nekih algi i Artemia - sitnih rakova.
Potonji, inače, žive ne samo u ovom jezeru, već iu drugim vodenim tijelima, čiji je salinitet najmanje 60 ppm. Ova karakteristika omogućava škampima da izbjegnu kohabitaciju s većinom vrsta grabežljivaca, poput ribe. Ovi rakovi imaju segmentirano tijelo sa širokim listovima na kraju i obično ne prelaze 12 milimetara u dužinu. Široko se koriste kao hrana za akvarijske ribe, a uzgajaju se i u akvarijima. 5. Tardigrade... Ova sićušna stvorenja, dužine ne više od 1 milimetra, najotpornije su životinje na visoke temperature. Žive u različitim dijelovima planete. Na primjer, pronađeni su u toplim izvorima, gdje su temperature dostizale 100°C, i na vrhu Himalaja, ispod sloja debelog leda, gdje su temperature bile mnogo ispod nule. I ubrzo se pokazalo da ove životinje ne samo da mogu izdržati ekstremne temperature, već i više od 10 godina bez hrane i vode!
Naučnici su otkrili da im u tome pomaže sposobnost da obustave svoj metabolizam, ulazeći u stanje kriptobioze, kada se hemijski procesi u tijelu životinje približavaju nuli. U ovom stanju, sadržaj vode u tijelu tardigrade može pasti na 1%! Osim toga, sposobnost bez vode uvelike ovisi o tome visoki nivo posebna tvar u tijelu ove životinje - nereducirajući šećer trehaloza, koji štiti membrane od uništenja. Zanimljivo je da, iako su tardigradi sposobni živjeti u ekstremnim sredinama, mnoge vrste se mogu naći u blažim sredinama kao što su jezera, bare ili livade. Tardigradi su najčešći u vlažno okruženje, u mahovinama i lišajevima.