Ekstremofil je organizam koji uspeva u fizički ili geohemijski ekstremnim uslovima koji su štetni za većinu životnih formi na Zemlji.[1][2] Organizmi koji žive u umerenijem okruženju se nazivaju mezofilima ili neutrofilima. Ime ove kategorije je u izvesnoj meri nepodesno jer poziva na subjektivno zauzimanje stavova u pogledu dva pitanja. Prvo, stepena devijacije od normalnog, i drugo, da li organizam preferira životnu sredinu ili je samo toleriše.

Termofili, tip ekstremofila koji proizvodi svetle boje

Tokom 1980-tih i 1990-tih je nađeno da mikrobni život ima neverovatnu fleksibilnost u pogledu preživljavanja u ekstremnim uslovima, u sredinama koje su izuzetno vruće ili kisele, i koje bi bile kompletno nepodesne za složenije organizame. Neki naučnici čak tvrde da je život na Zemlji započeo u hidrotermalnim izvorima duboko ispod površine okeana.[3][4]

KarakteristikeУреди

 
Raznolikost ekstremnih okruženja na Zemlji[5]

Tokom 1980-ih i 1990-ih, biolozi su otkrili da mikrobiološki život ima veliku fleksibilnost za preživljavanje u ekstremnim sredinama – na primer u nišama koje su kisele, izuzetno tople ili unutar neregularnog vazdušnog pritiska – koje bi bile potpuno negostoljubive za složene organizme. Neki naučnici su čak zaključili da je život možda počeo na Zemlji u hidrotermalnim otvorima daleko ispod površine okeana.[6]

Prema astrofizičaru Stejnu Sigurdsonu, „Postoje održive bakterijske spore koje su pronađene da su stare 40 miliona godina na Zemlji — i zna se da su veoma otporne na zračenje.“[7] Neke bakterije su pronađene kako žive u hladnoći i mraku u jezeru zakopanom pola milje duboko ispod leda na Antarktiku,[8] i u Marijanskom rovu, najdubljem mestu u Zemljinim okeanima.[9][10] Ekspedicije Međunarodnog programa za otkrivanje okeana pronašle su mikroorganizme u sedimentu od 120 °C koji je 1,2 km ispod morskog dna u zoni subdukcije Nankaj korita.[11][12] Neki mikroorganizmi su pronađeni kako napreduju unutar stena do 1.900 ft (580 m) ispod morskog dna ispod 8.500 ft (2.600 m) okeana kod obale severozapadnih Sjedinjenih Država.[9][13] Prema jednom od istraživača, „mikrobe možete pronaći svuda — oni su izuzetno prilagodljivi uslovima i preživljavaju gde god da se nalaze.“[9] Ključ za adaptaciju ekstremofila je njihov sastav aminokiselina, koji utiče na njihovu sposobnost savijanja proteina pod određenim uslovima.[14] Proučavanje ekstremnih okruženja na Zemlji može pomoći istraživačima da shvate granice nastanjivosti na drugim svetovima.[15]

Tom Gejsens sa Univerziteta Gent u Belgiji i neke od njegovih kolega su predstavili nalaze istraživanja koji pokazuju da su spore više vrsta bakterija Bacillus preživele i još uvek bile održive nakon što su zagrejane do temperature od 420 °C (788 °F).[16]

Granice poznatog života na Zemlji[17]
Faktor Okruženje / izvor Ograničenja Primeri
Visoka temperatura Podmorski hidrotermalni otvori, okeanska kora 110 °C do 121 °C[11][17] Pyrolobus fumarii, Pyrococcus furiosus
Niska temperatura Led -20 °C do -25 °C[18]
Alkalni sistemi Alkalna jezera pH > 11[17] Psychrobacter, Vibrio, Arthrobacter, Natronobacterium
Kiselinski sistemi Vulkanski izvori, kisela rudnička drenaža pH -0,06 do 1,0[17] Bacillus, Clostridium paradoxum
Jonizujuće zračenje Kosmički zraci, rendgenski zraci, radioaktivni raspad 1.500 do 6.000 Gy[17] Deinococcus radiodurans, Rubrobacter, Thermococcus gammatolerans
Ultraljubičasto zračenje Sunčeva svetlost 5.000 J/m2[17]
Visok pritisak Marijanski rov 1.100 bar[17] Pyrococcus sp.
Salinitet Visoka koncentracija soli aw ~ 0,6[17] Halobacteriaceae, Dunaliella salina
Isušivanje pustinja Atakama (Čile), suva dolina Makmerdo (Antarktik) ~60% relativna vlažnost[17] Chroococcidiopsis
Duboka kora Pristupljeno u nekim rudnicima zlata Halicephalobus mephisto, Mylonchulus brachyurus, neidentifikovani artropodi

KlasifikacijeУреди

Postoje mnoge klase ekstremofila koje se mogu naći širom sveta; svaki odgovara načinu na koji se njegova ekološka niša razlikuje od mezofilnih uslova. Ove klasifikacije nisu isključive. Mnogi ekstremofili spadaju u više kategorija i klasifikovani su kao poliekstremofili. Na primer, organizmi koji žive u vrelim stenama duboko ispod površine Zemlje su termofilni i piezofilni, kao što je Thermococcus barophilus.[19] Poliekstremofil koji živi na vrhu planine u pustinji Atakama može biti radiorezistentni kserofil, psihrofil i oligotrof. Poliekstremofili su dobro poznati po svojoj sposobnosti da tolerišu i visoke i niske nivoe pH vrednosti.[20]

ReferenceУреди

  1. ^ Rampelotto, P. H. (2010). Resistance of microorganisms to extreme environmental conditions and its contribution to Astrobiology. Sustainability, 2, 1602-1623.
  2. ^ Rothschild, L.J.; Mancinelli, R.L. Life in extreme environments. Nature 2001, 409, 1092-1101
  3. ^ „Mars Exploration - Press kit” (PDF). NASA. 2003. Приступљено 14. 07. 2009. 
  4. ^ BBC Staff (23. 8. 2011). „Impacts 'more likely' to have spread life from Earth”. BBC. Приступљено 24. 08. 2011. 
  5. ^ Merino, Nancy; Aronson, Heidi S.; Bojanova, Diana P.; Feyhl-Buska, Jayme; Wong, Michael L.; Zhang, Shu; Giovannelli, Donato (2019). „Living at the Extremes: Extremophiles and the Limits of Life in a Planetary Context”. Frontiers in Microbiology. 10: 780. PMC 6476344 . PMID 31037068. doi:10.3389/fmicb.2019.00780 .    Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
  6. ^ „Mars Exploration Rover Launches – Press kit” (PDF). NASA. јун 2003. Приступљено 14. 7. 2009. 
  7. ^ BBC Staff (23. 8. 2011). „Impacts 'more likely' to have spread life from Earth”. BBC. Приступљено 24. 8. 2011. 
  8. ^ Gorman, James (6. 2. 2013). „Bacteria Found Deep Under Antarctic Ice, Scientists Say”. The New York Times. Архивирано из оригинала  на датум 2022-01-01. Приступљено 6. 2. 2013. 
  9. ^ а б в Choi, Charles Q. (17. 3. 2013). „Microbes Thrive in Deepest Spot on Earth”. LiveScience. Приступљено 17. 3. 2013. 
  10. ^ Glud RN, Wenzhöfer F, Middelboe M, Oguri K, Turnewitsch R, Canfield DE, Kitazato H (17. 3. 2013). „High rates of microbial carbon turnover in sediments in the deepest oceanic trench on Earth”. Nature Geoscience. 6 (4): 284—88. Bibcode:2013NatGe...6..284G. doi:10.1038/ngeo1773. 
  11. ^ а б Heuer, Verena B.; Inagaki, Fumio; Morono, Yuki; Kubo, Yusuke; Spivack, Arthur J.; Viehweger, Bernhard; Treude, Tina; Beulig, Felix; Schubotz, Florence; Tonai, Satoshi; Bowden, Stephen A. (2020-12-04). „Temperature limits to deep subseafloor life in the Nankai Trough subduction zone”. Science (на језику: енглески). 370 (6521): 1230—34. Bibcode:2020Sci...370.1230H. ISSN 0036-8075. S2CID 227257205. doi:10.1126/science.abd7934. hdl:2164/15700 . 
  12. ^ „T-Limit of the Deep Biosphere off Muroto”. www.jamstec.go.jp. Приступљено 2021-03-08. 
  13. ^ Oskin, Becky (14. 3. 2013). „Intraterrestrials: Life Thrives in Ocean Floor”. LiveScience. Приступљено 17. 3. 2013. 
  14. ^ Reed CJ, Lewis H, Trejo E, Winston V, Evilia C (2013). „Protein adaptations in archaeal extremophiles”. Archaea. 2013: 373275. PMC 3787623 . PMID 24151449. doi:10.1155/2013/373275 . 
  15. ^ „NASA Astrobiology Strategy” (PDF). NASA. 2015. стр. 59. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 22. 12. 2016. Приступљено 12. 10. 2017. 
  16. ^ „Turn up the Heat: Bacterial Spores Can Take Temperatures in the Hundreds of Degrees”. 
  17. ^ а б в г д ђ е ж з Marion, Giles M.; Fritsen, Christian H.; Eicken, Hajo; Payne, Meredith C. (децембар 2003). „The Search for Life on Europa: Limiting Environmental Factors, Potential Habitats, and Earth Analogues”. Astrobiology. 3 (4): 785—811. Bibcode:2003AsBio...3..785M. PMID 14987483. doi:10.1089/153110703322736105. 
  18. ^ Neufeld, Josh; Clarke, Andrew; Morris, G. John; Fonseca, Fernanda; Murray, Benjamin J.; Acton, Elizabeth; Price, Hannah C. (2013). „A Low Temperature Limit for Life on Earth”. PLOS ONE. 8 (6): e66207. Bibcode:2013PLoSO...866207C. PMC 3686811 . PMID 23840425. doi:10.1371/journal.pone.0066207 . 
  19. ^ Marteinsson VT, Birrien JL, Reysenbach AL, Vernet M, Marie D, Gambacorta A, Messner P, Sleytr UB, Prieur D (април 1999). „Thermococcus barophilus sp. nov., a new barophilic and hyperthermophilic archaeon isolated under high hydrostatic pressure from a deep-sea hydrothermal vent”. International Journal of Systematic Bacteriology. 49 Pt 2 (2): 351—59. PMID 10319455. doi:10.1099/00207713-49-2-351 . 
  20. ^ Yadav AN, Verma P, Kumar M, Pal KK, Dey R, Gupta A, et al. (2014-05-31). „Diversity and phylogenetic profiling of niche-specific Bacilli from extreme environments of India”. Annals of Microbiology. 65 (2): 611—29. S2CID 2369215. doi:10.1007/s13213-014-0897-9. 

LiteraturaУреди

Spoljašnje vezeУреди