Ekstremofili

Som ekstremofile betegnes organismer , som har tilpasset sig ekstreme miljøforhold, som generelt betragtes som fjendtlige. Disse er for det meste encellede mikroorganismer . Ikke-ekstremofile organismer kaldes mesofile .

Systematik

Udtrykket ekstremofil blev opfundet i 1974 af RD MacElroy. Mange extremofiler er medlemmer af domæne af archaea og faktisk de to begreber er lejlighedsvis flæng , selv om der er mange mesofile archaea, er der også mange ekstremofile bakterier og endda eukaryoter . Selvom langt den største del af ekstremofiler kan findes blandt de encellede organismer , er der også eksempler på multicellulære organismer ( Metazoa ) blandt disse specialister. Eksempler på ekstremofile multicellulære celler er den psykrofile Grylloblattodea ( insekter ) og den antarktiske krill ( Crustacea ).

Enzymer, der stammer fra ekstremofile organismer og blev produceret rekombinant, er af stor betydning inden for bioteknologi . For eksempel kommer den termostabile DNA-polymerase, der anvendes i polymerasekædereaktionen (PCR), oprindeligt fra den termofile bakterie Thermus aquaticus eller archaea Pyrococcus furiosus .

Selv vira blev opdaget i sådanne ekstreme levesteder. B. Sulfolobus tårnet icosahedral virus .

Kategorier af ekstremofiler

Der er mange forskellige kategorier af ekstremofiler. Klassificeringen svarer til den måde, hvorpå den respektive organisms miljøforhold afviger fra det, der betragtes som "normalt" fra et menneskeligt synspunkt. Denne klassificering er ikke eksklusiv, hvilket betyder, at nogle ekstremofiler har flere kategorier. Organismer, der lever i det indre af varme klipper langt under jordens overflade, er for eksempel ikke kun endolitter , men også termofile og barofile .

Følgende kategorier er kendte:

  • Termofiler : Organismer, der er optimalt tilpasset til høje temperaturer (80 ° C og mere)
  • Psykrofile : organismer, der er optimalt tilpasset til lave temperaturer (15 ° C og lavere)
  • Kryofiler : Organismer, der er tilpasset til særligt kolde omgivelser under -10 ° C. De repræsenterer stigningen i psykrofili.
  • Halofiler : Organismer, der er optimalt tilpasset til høje saltkoncentrationer (mindst 0,2  mol / l salt)
  • Methanophile : organismer, der er tilpasset til høje metankoncentrationer, for eksempel bakterier i methanhydratet og Sirsoe methanicola (ikke at forveksle med methandannerne , som dog bærer en vis koncentration af dets metabolit).
  • Alkali-filer : organismer, der er optimalt tilpasset til en høj pH- værdi (pH 9 og højere)
  • Acidophiles : Organismer, der er optimalt tilpasset til en lav pH-værdi (pH 3 og lavere)
  • Barofil : organismer, der optimalt tilpasses ved højt hydrostatisk tryk
  • Radiofiler : Organismer, der tåler meget høje doser af ioniserende stråling (se Deinococcus radiodurans ) eller endda er i stand til at omdanne melanin til energi ved hjælp af pigmentet ( radiosyntese ) og bruge dette til deres vækst. Dette er visse melaninrige svampetyper, der var synlige i den ødelagte kernereaktor i Tjernobyl som en sort belægning på reaktorvæggene.
  • Endolitter : Organismer, der lever inde i klipper
  • Oligotrofer : Organismer, der er optimalt tilpasset et næringsfattigt miljø
  • Toxitolerante : Organismer, der kan modstå store koncentrationer af destruktive stoffer såsom toksiner eller stråling . Nogle kan endda overleve i benzenmættet vand, mens andre trives i kølevandstanken i en atomreaktor
  • Xerotoleranter : Organismer, der er tilpasset et miljø med lidt vand. Eksempler er ekstremt halofile eller endolitiske organismer.

Ekstremofiler, der opstår under flere ekstreme miljøforhold, er kendt som polyextremophiles. Eksempler på polyextremophilia er Deinococcus radiodurans og tardigrade .

Da ekstremofile organismer undertiden også kan eksistere under rumforhold, er de af interesse for astrobiologiske forskningsprojekter, for eksempel om sandsynligheden for panspermi .

Se også

litteratur

  • Kazem Kashefi, Derek R. Lovley: Udvidelse af den øvre temperaturgrænse for livet . I: Videnskab . bånd 301 , 2003, s. 934 , doi : 10.1126 / science.1086823 , PMID 12920290 .
  • Walter Kleesattel: Overlevelse i is, ørken og dybhav . Scientific Book Society, Darmstadt 1999, ISBN 3-534-14090-7 .
  • Klaus Hausmann: Ekstremofiler - Mikroorganismer i usædvanlige levesteder. VCH-Verlag, Weinheim 1995, ISBN 3-527-30068-6 .
  • Garabed Antranikian: Bioteknologi for ekstremofiler. Springer, Berlin 1998, ISBN 3-540-63817-2 .
  • K. Horikoshi: Ekstremofiler i dybhavsmiljøer. Springer, Tokyo 1999, ISBN 4-431-70263-6 .
  • Charles Gerday og Nicolas Glansdorff: Fysiologi og biokemi af ekstremofiler. ASM Press, Washington, DC 2007, ISBN 978-1-55581-422-9 .
  • Birgit Sattler, Hans Puxbaum og Roland Psenner: Bakterier i luften - væk med vinden . I: Biologi i vores tid . Bind 32, nr. 1, 2002, s. 42-49, ISSN  0045-205X .
  • Michael Groß: Livets excentriske celler mellem varmechok og kulde . Spectrum Academic Publishing House, Heidelberg, Berlin, Oxford 1997, ISBN 3-8274-0139-9 .
  • Iain Gilmour et al.: Eksempler på ekstremofil mikroorganisme (polyextremophiles), tabel 2 . I: En introduktion til astrobiologi. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2004, ISBN 0-521-83736-7 , s. 74-80.
  • Mosè Rossi et al.: Extremophiles 2002 . I: Journal of Bacteriology . bånd 185 , nr. 13 , 2003, s. 3683-3689 , doi : 10.1128 / JB.185.13.3683-3689.2003 , PMID 12813059 , PMC 161588 (fri fuldtekst).
  • Helga Stan-Lotter , Sergiu Fendrihan (red.): Tilpasning af mikrobielt liv til miljøekstremer . Springer, Wien [a. a.] 2012, ISBN 978-3-211-99690-4 , doi : 10.1007 / 978-3-211-99691-1 .

Weblinks

Individuelle beviser

  1. ↑ "RDMacElroy opfandt først udtrykket" ekstremofiler "i en artikel fra 1974 med titlen" Nogle kommentarer til udviklingen af ​​ekstremofile ", men definitioner af ekstreme og ekstremofile er naturligvis antropocentriske." I: Joseph Seckbach et al.: Polyextremophiles - liv under flere forskellige former for stress. Springer, Dordrecht 2013, ISBN 978-94-007-6487-3 .
  2. ^ Helga Stan-Lotter: Fysisk-kemiske grænser for livet. I: Helga Stan-Lotter et al.: Tilpasning af mikrobielt liv til miljømæssige ekstremer - nye forskningsresultater og anvendelse. Springer, Wien 2012, ISBN 978-3-211-99690-4 , s. 10ff.
  3. ^ Marc Le Romancer et al.: Virus i ekstreme miljøer. Anmeldelser inden for miljøvidenskab og bioteknologi 6, 1-3 (2007), s. 17-31, abstract @ univ-brest.fr, adgang til den 3. august 2012
  4. ↑ Svamp spiser radioaktivitet. I: Wissenschaft.de. 23. maj 2007, adgang til 8. september 2019 .
  5. Ynn Lynn J. Rothschild et al .: Liv i ekstreme miljøer. I: Nature 409, 2001, s. 1092-1101. doi : 10.1038 / 35059215 , pdf ; Lynn J. Rothschild: En biologguide til solsystemet. I: Constance M. Bertka: Udforsk livets oprindelse, omfang og fremtid. Cambridge University Press, Cambridge, 2009, ISBN 978-0-521-86363-6 . S. 132.
  6. ^ Joseph Seckbach et al.: Polyextremophiles - liv under flere former for stress. Springer, Dordrecht 2013, ISBN 978-94-007-6488-0 .
  7. ↑ Ricardo Cavicchioli: Ekstremofiler og søgen efter liv i det ydre rum. Astrobiologi, august 2002, bind 2, udgave 3, s. 281-292, doi : 10.1089 / 153110702762027862 .
  8. ↑ Komparativ overlevelsesanalyse af D. radiodurans, N. magadii og H. volcanii udsat for vakuum ultraviolet bestråling spaceref.com, adgang til 5. oktober 2011.
  9. ↑ Peter Reuell: Harvard undersøgelse tyder på asteroider kan spille central rolle i at sprede liv. I: Harvard Gazette. 8. juli 2019, Hentet 6. oktober 2019 (amerikansk engelsk).
  10. ↑ Ker Than: Bakterier vokser under 400.000 gange Jordens tyngdekraft. 26. april 2011, adgang til 6. oktober 2019 .