Ciri-ciri, jenis dan contoh psikofil



The psikofil mereka adalah subtipe organisme extremophile yang dicirikan oleh suhu rendah, biasanya antara -20 ° C dan 10 ° C, dan dengan menduduki habitat sejuk kekal. Organisme ini biasanya bakteria atau archaea, namun terdapat metazoans seperti lichens, algae, kulat, nematod dan juga serangga dan haiwan vertebrata..

Persekitaran sejuk menguasai biosfera bumi dan dijajah oleh mikroorganisma yang berlimpah dan pelbagai yang memainkan peranan penting dalam kitaran biogeokimia global.

Selain menyokong suhu rendah, organisma psikotropika juga harus disesuaikan dengan keadaan ekstrem yang lain, seperti tekanan tinggi, kepekatan garam yang tinggi dan radiasi ultraviolet yang tinggi..

Indeks

  • 1 Ciri-ciri organisma psikotropik
    • 1.1 Habitats
    • 1.2 Adaptasi
  • 2 Jenis psikofil dan contoh
    • 2.1 Organisme bersel tunggal
    • 2.2 Plastik organisma
    • 2.3 Pertumbuhan suhu dan organisma psikofil
    • 2.4 Methanococcoides burtonii dan Methanogenium frigidum di Lake Ace
    • 2.5 Sphingopyxis alaskensis dan haloarchaea
  • 3 Aplikasi bioteknologi
  • 4 Rujukan

Ciri-ciri organisma psikofil

Habitat

Habitat utama organisma psikofil ialah:

-Persekitaran kutub marin.

-Banquisa atau ais laut.

-Persekitaran polar terestrial.

-Tasik ketinggian dan latitud tinggi.

-Tasik subglacial.

-Kawasan alpine sejuk.

-Permukaan glasier.

-Padang pasir kutub.

-Lautan dalam.

Adaptasi

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

Kesan penggabungan asid lemak ini adalah penurunan titik lebur, meningkat pada masa yang sama kelangsungan dan rintangannya.

Satu lagi penyesuaian penting psikofil ialah sintesis protein antibeku. Protein ini menyimpan air dalam keadaan cecair dan melindungi DNA apabila suhu jatuh di bawah titik beku air. Mereka juga menghalang pembentukan ais atau penghabluran semula.

Jenis psikografi dan contoh

Organisma Unicelular

Kepelbagaian unisel Psychrophiles adalah sangat besar, di antara ahli-ahli ini boleh memetik keturunan paling bakteria: Acidobacterias, Actinobacterias, Bacteroidetes, Cloroflexi, Cyanobacteria, Firmicutes, gemmatimonadetes, OP10 dan planctomycetes.

Di samping itu, Proteobacteria dan Verrucomicrobia telah dikesan dalam cryptonit Artik, Antartika dan alpine. Mereka juga telah dikesan di Greenland, Kanada, Tibet dan Himalaya.

Antara cyanobacteria psychrophil yang kita dapati Leptolvngbva, Phormidium dan Nostoc. Genre umum yang lain adalah uniselular Aphanothece, Chroococcus dan Charnaesiphon, dan filamen Oscillatoria, Microcoleus, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Crinalium dan Plectonerna.

Organisma plurikelel

Antara serangga psychophilic kita boleh namakan genus Diamesa dari Himalaya (Nepal), yang kekal aktif sehingga mencapai suhu -16 ° C.

Terdapat juga nyamuk apterous (tanpa sayap), Antartika Belgium, 2-6 mm panjang, endemik ke Antartika. Ini adalah satu-satunya serangga di benua itu dan juga satu-satunya binatang eksklusif daratan.

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

Nematod Antartika Panagrolaimus davidi boleh bertahan dalam pembekuan air intraselular dan kemudian tumbuh semula dan menghasilkan semula.

Juga ikan di keluarga Channichthyidae yang hidup di perairan sejuk Antartika dan selatan Amerika Selatan, menggunakan protein bahan antibeku untuk melindungi sel-sel anda daripada pembekuan lengkap.

Suhu pertumbuhan dan organisma psikofil

Suhu maksimum (Tmaks) Pertumbuhan organisma adalah yang tertinggi yang boleh bertolak ansur. Walaupun suhu optimum (Tpilih) pertumbuhan adalah satu di mana organisma tumbuh lebih cepat.

Secara amnya dianggap bahawa semua organisma yang bertahan dan berkembang dalam persekitaran suhu rendah adalah psikropilik. Walau bagaimanapun, seperti yang kita ketahui, istilah itu psikoterapi ia harus digunakan hanya untuk organisma-organisma yang Tmaks adalah 20 ° C (iaitu, mereka tidak boleh bertahan pada suhu yang lebih tinggi).

Mikroorganisma telah diasingkan daripada kawasan yang sangat sejuk, yang boleh berkembang di dalam keadaan makmal pada suhu lebih 20 ° C, yang menunjukkan bahawa walaupun mereka menyesuaikan diri dengan suhu yang rendah, tidak boleh dianggap psikrofilik. Mikroorganisma ini dipanggil "mesotolerantes", iaitu, mereka bertolak ansur dengan suhu purata.

Methanococcoides burtonii dan Methanogenium frigidum di Ace Lake

Methanococcoides burtonii adalah lengkungan ekstremofil dan methanogenik yang diasingkan dari Ace Lake di Antartika, di mana suhu berkisar antara 1 dan 2 ° C. Walau bagaimanapun, dalam kajian makmal didapati bahawa Tpilih pertumbuhan ialah 23 ° C dan Tmaks  adalah 28 ° C, jadi ia tidak boleh dianggap psikoterapi.

Methanogenium frigidum ia juga merupakan arkea methanogenic dan halophilic (yang mentoleransi garam di tengah), diasingkan dari tasik Ace sendiri dan yang di makmal mempersembahkan Tpilih  daripada 15 ° C dan satu Tmaks daripada 18 ° C, mungkin untuk mengklasifikasikannya sebagai psicrófilo.

Psychrophile itu boleh dipertimbangkan M. frigidum ia harus lebih baik disesuaikan dengan suhu rendah itu 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 faktor-faktor persekitaran lain (biotik dan abiotik), selain suhu, yang mempengaruhi pertumbuhan populasi mikroorganisma di habitat semulajadi mereka..

Kelangsungan hidup organisma dalam persekitaran yang tertentu bergantung kepada gabungan pelbagai faktor persekitaran dan bukan hanya kesannya. Sebaliknya, setiap mikroorganisma mempunyai keperluan khusus (berbeza dengan suhu), yang juga mempengaruhi prestasinya.

Dalam kes M. burtonii dan M. frigidum, diketahui bahawa masing-masing menggunakan sumber karbon dan tenaga yang berbeza: M. burtonii menggunakan substrat methylated sementara M. frigidum gunakan H2: CO2 untuk pertumbuhan anda. Tasik Ace adalah tepu dengan metana, yang menyokong pertumbuhan M. burtonii.

Sphingopyxis alaskensis dan haloarchaea

Sphingopyxis alaskensis adalah bakterium yang terisolasi dari perairan laut hemisfera utara, di mana suhu 4 - 10 ° C diguna pakai. Sebaliknya, haloarchaea, iaitu arkea yang mendiami perairan tepu dengan garam, tumbuh pada -20 ° C..

Walaupun mempunyai populasi yang tinggi dalam habitat semulajadi mereka, tiada satu pun dari mikroorganisma ini boleh ditanam di makmal kurang daripada 4 ° C.

Hidupkan, S. alaskensis mempunyai Tmaks 45 ° C dan haloarchaea boleh tumbuh pada suhu melebihi 30 ° C, jadi mereka tidak boleh dianggap sebagai psikoterapi. Walau bagaimanapun, populasi mereka disesuaikan dengan baik dan sangat banyak di kawasan yang sangat sejuk.

Daripada yang di atas, kita boleh mengandaikan bahawa ada faktor persekitaran yang membatasi lain yang mempengaruhi kelangsungan organisma ini di habitat semulajadi mereka, dan suhu bukan faktor terpenting.

Aplikasi bioteknologi

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

Untuk ciri-ciri ini, enzim organisma psikrofilik yang sangat menarik untuk aplikasi dalam pelbagai proses industri makanan, perubatan, biologi molekul, dalam industri farmaseutikal, antara lain.

Rujukan

  1. Cavicchioli, R. (2015). Mengenai konsep psychrophile. Jurnal ISME, 10 (4), 793-795. doi: 10.1038 / ismej.2015.160
  2. Krembs, C. dan Deming, J. W. (2008). Peranan exopolimer dalam penyesuaian mikrob kepada ais laut. In: Margesin, R., Schirmer, F., Marx, J.-C. dan Gerday, C. reds) Psikologi: dari Biodiversiti ke Bioteknologi. Springer-Verlag, Berlin, Jerman, ms. 247-264.
  3. Kohshima, S. (1984). Serangga serasi toleran novel yang terdapat di glasier Himalaya. Alam, 310 (5974), 225-227. doi: 10.1038 / 310225a0
  4. Margesin, R. (editor). (2017). Psikologi: dari Biodiversiti hingga Bioteknologi. Edisi kedua. Springer Verlag, Heidelberg, Jerman. pp. 685.
  5. Miteva, V. (2008). Bakteria di salji dan ais. In: Margesin, R. dan Schirmer, F. (eds) Psikologi: dari Biodiversiti ke Bioteknologi. Springer Verlag, Heidelberg, Jerman, ms. 31-50.
  6. Harga, P. B. (2000). Habitat untuk psychrophiles di dalam ais Antartika yang mendalam. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan Amerika Syarikat 97, 1247-1251.