특성 thermophiles, 분류 및 환경
그 호 열성 식물 극한 환경에서 50 ℃ ~ 75 ℃의 높은 온도를 견뎌내는 특성이있는 극한 생물의 아형입니다. 이러한 극한 환경에서 이러한 온도 값이 유지되거나 빈번히 도달하기 때문입니다.
호 열성 유기체는 일반적으로 박테리아 또는 고세균이지만, 후생 식물 (heterotrophic) 및 조직 인 진핵 생물 (metazoans)이 있으며, 이들은 또한 고온에서 발생한다.
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호 열성 세균과 공생 연관된 해양 생물도 공지되어 이러한 고온에 적응 될 수 있으며, 또한 그들이 황화물 화합물의 독성을 견딜 수 있도록 그 중에서도 변형 헤모글로빈 높은 혈액량 등의 생화학 적 메커니즘을 개발 유황.
고온 성 원핵 생물은 생명체가 진화 한 최초의 단순한 세포였으며 화산 활동 및 간헐천이있는 장소에 거주했다고 믿어진다..
이러한 열성 생물의 예는 그 메탄 생성 박테리아 (메탄 생산)과 환형 동물로, 해저의 열수 분출 또는 배출구 근처 살고 Riftia pachyptila.
호 열성 식물이 발견되는 주요 서식지는 다음과 같습니다.
- 육지 열수 환경.
- 해수 열수 환경.
- 뜨거운 사막.
색인
- 1 호 열성 유기체의 특성
- 1.1 호 열성 유기체의 특징
- 2 호 열성 유기체의 분류
- 3 호 열성 유기체와 그 환경
- 3.1 육지 열수 환경
- 3.2 육상 열수 환경에 서식하는 유기체의 예
- 3.3 박테리아
- 3.4 아치
- 3.5 진핵 생물
- 3.6 해수 열수 환경
- 3.7 해양 열수 환경과 관련된 동물 군의 예
- 3.8 뜨거운 사막
- 3.9 사막의 종류
- 3.10 고온 성 사막 생물의 예
- 4 참고
호 열성 유기체의 특성
온도 : 미생물 개발을위한 비 생물학적 요인
온도는 살아있는 존재의 성장과 생존을 조절하는 주요 환경 요인 중 하나입니다. 각 종은 생존 할 수있는 온도 범위를 가지고 있지만, 특정 온도에서 최적의 성장과 발달을 보입니다.
각 유기체의 성장 속도는 임계 온도 (최소값, 최적 값 및 최대 값)에 해당하는 값을 얻음으로써 온도 대비 그래픽으로 표현 될 수 있습니다..
최저 기온
유기체 성장의 최소 온도에서는 세포막의 유동성 감소가 일어나고 독성 물질의 유입과 영양분 유입과 같은 물질의 수송과 교환 과정이 멈출 수 있습니다.
최소 온도와 최적 온도 사이에서 미생물의 성장률이 증가한다..
최적의 온도
최적의 온도에서 가능한 최대 효율로 대사 반응이 일어납니다..
최고 온도
최적 온도 이상에서는 각 유기체가 용인 할 수있는 최대 온도까지 성장 속도가 감소합니다.
이러한 고온에서의 열 변성에 의해 발생하므로 기하학적 구성 및 특정 공간적 구성, 세포질 막 파열 및 열 분해 또는 파열을 잃는 구조적 및 기능적 단백질 및 효소를 실활.
각 미생물은 최소의, 최적의 그리고 최대의 작동 및 발달 온도를 갖는다. 호 열성 물질은이 세 가지 온도에서 예외적으로 높은 값을 가진다..
호 열성 유기체의 특징
- 호 열성 유기체는 높은 성장률을 나타내지 만 수명은 짧습니다..
- 그들은 세포막에 지질이나 장쇄 포화 지방이 많습니다. 이 유형의 포화 지방은 고열 (용융물)에서 열을 흡수하고 파괴되지 않고 액체 상태가 될 수 있습니다.
- 구조 단백질과 기능 단백질은 공유 결합 (covalent bonds)과 런던의 분산력 (dispersion forces)이라는 특별한 분자간 힘 (intermolecular forces)을 통해 열 (열 안정성).
- 그들은 또한 고온에서 신진 대사 기능을 유지하는 특수한 효소를 가지고있다..
- 이러한 고온 성 미생물은 화산 지역의 황화물과 풍부한 황 화합물을 유기 물질로 전환시키는 영양소의 원료로 사용할 수 있다는 것이 알려져있다.
호 열성 유기체의 분류
호 열성 유기체는 크게 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
- 보통 호 열성 물질 (50-60 ° C 사이에서 최적).
- Extreme thermophiles (최적 온도는 70 ℃ 가까이).
- Hyperthermophiles (80 ° C에 최적 최적).
호 열성 유기체와 환경
육지 열수 환경
열수 사이트는 놀랍게도 널리 보급되어 있습니다. 그들은 화산 지역과 관련된 지역과 그렇지 않은 지역으로 크게 나눌 수 있습니다..
그것이 지하수와 직접 상호 작용 할 수있는보다 높은 온도를 갖는 열수 환경은 일반적 화산 기능과 관련된 깊이 마그마 이동을 허용 (보일러, 실패, 구조 판, 분지 후방 아치 제한) 깊은.
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핫스팟에는 pH, 유기물, 화학 성분 및 극단적 인 염분과 같은 삶을 어렵게 만드는 다른 특성들이 종종 있습니다..
따라서 지구의 열수 환경의 주민들은 여러 극한 조건 하에서 생존한다. 이 미생물은 다 청신 인체로 알려져 있습니다.
육지의 열수 환경에 서식하는 유기체의 예
3 도메인 (진핵 생물, 박테리아 및 archaea)에 속하는 유기체는 육지의 열수 환경에서 확인되었습니다. 이 미생물의 다양성은 주로 온도에 의해 결정됩니다.
다양한 범위의 박테리아 종은 적당히 고온 성 환경에 서식하지만, 광 영양 생물은 미생물 군집을 지배하고 거시적 인 "매트"또는 "카펫"구조를 형성 할 수 있습니다..
이 "광합성 카펫"은 40-71 ° C의 온도에서 중성 및 알칼리성 온천의 대부분 표면에 존재하며 (주로 pH 7.0 이상) 시아 노 박테리아가 주된 생산자로 자리 잡고있다..
55 ° C 이상에서는 광합성 카페트가 단세포 시아 노 박테리아에 주로 서식한다. Synechococcus sp.
박테리아
광합성 미생물 카펫은 또한 속의 박테리아가 주로 거주 할 수 있습니다 Chloroflexus 및 Roseiflexus, 두 멤버 Chloroflexales.
그들이 시아 노 박테리아와 관련이있을 때, Chloreflexus 및 Roseiflexus 광 동 영양 상태에서 최적으로 자라다..
pH가 산성 인 경우, 속은 공통적이다 Acidiphilium, Desulfotomaculum, Hydrogenobaculum, Methylokorus, Sulfobacillus Thermoanaerobacter, Thermodesulfobium 및 열 다이오드.
초온 열성 공급원 (72-98 ℃ 사이)에서는 광합성이 일어나지 않아 화학적 독립 영양 식물 박테리아가 우세하게 존재하는 것으로 알려져있다.
이 미생물은 Aquificae 문에 속하며 국제적입니다. 전자 수용체 (electron acceptor)로서 산소 또는 수소로 수소 또는 분자 황을 산화시키고 환원성 트리 카복실산 (rTCA) 경로를 통해 탄소를 고정시킬 수있다.
아치
중성 및 알칼리성 열 환경에서 확인 된 재배 및 비 경작 된 대두의 대부분은 Crenarchaeota phylum에 속한다.
같은 종 Thermofilum pendens, Thermosphaera aggregans o Stetteria hydrogenophila Nitrosocaldus yellowstonii, 77 ° C 이하로 증식하고 Thermoproteus neutrophilus, Vulcanisaeta distributa, Thermofilum pendens, Aeropyruni pernix, Desulfurococcus mobilis 전자 Ignisphaera aggregans, 80 ° C보다 높은 온도의 소스.
산성 환경에서, 속의 archaea가있다 : Sulfolobus, Sulfurococcus, Metallosphaera, Acidianus, Sulfurisphaera, Picrophilus, Thermoplasma, Thennocladium 및 갈 디 비르가.
진핵 생물
중성 및 알칼리성 원의 진핵 생물 내에서 언급 될 수있다. Thermomyces lanuginosus, Scytalidium thermophilum, Echinamoeba thermarum, Marinamoeba thermophilia 및 오라 에바 Funiarolia.
산성 소스에서 장르를 찾을 수 있습니다 : Pinnularia, Cyanidioschyzon, Cyanidium o 갈 디에이아.
해수 열수 환경
평방 인치 (PSI), 독성 황화수소의 높은 농도 (PH 2.8), 열수 분출 심해 당 수천 파운드 이상 2 ° C에서 ° 400 C까지의 온도로 우리 행성의 가장 극한 환경.
이 생태계에서 미생물은 먹이 사슬의 하부 링크로 작용하여 지열과 지구 내부 깊숙한 곳에서 발견되는 화학 물질로부터 에너지를 끌어냅니다..
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해양 열수 환경과 관련된 동물 군의 사례
이러한 출처 또는 환기구와 관련된 동물 군은 매우 다양하며, 다른 군집 간의 기존 관계는 아직 완전히 이해되지 않았습니다.
격리 된 종들 중에는 박테리아와 고세균이 있습니다. 예를 들어, 속의 archaea 고립되었습니다 Methanococcus, Methanopyus 속의 혐기성 호 열성 박테리아 카 미니 박터.
박테리아는 양 phodod, copepods, 달팽이, 새우 게, 관상 벌레, 물고기 및 octopuses와 같은 다수 유기체에 먹이는 biofilms에서 발전한다.
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일반적인 파노라마는 홍합이 축적되어 있습니다., 바스 티모 디올 러스 써모 필러스, 현무암 용암 균열에 모여있는 길이가 10cm 이상이다. 이들은 보통 수많은 갈라파고스 게를 동반합니다 (Munidopsis subsquamosa).
발견 된 가장 흔치 않은 생물 중 하나가 관상 웜입니다. Riftia pachyptila, 대량으로 그룹화 할 수 있고 2 미터에 가까운 크기에 도달 할 수 있습니다.
이 관상 웜에는 입, 위 또는 항문이 없습니다 (즉, 소화 시스템이 없음). 그들은 외부 환경에 어떤 개방도없는 완전히 닫힌 백입니다..
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팁에서 펜의 밝은 빨강 색은 세포 외 헤모글로빈의 존재 때문입니다. 황화수소는이 펜의 필라멘트와 관련된 세포막을 통해 운반되며 세포 외 헤모글로빈을 통해 공생 화학 합성 박테리아로만 구성된 trophosome이라는 특수한 조직에 도달합니다.
이 웜은 황화수소를 먹고 웜을위한 "음식"을 제공하는 내부 "정원"의 박테리아를 가지고 있다고 말할 수 있습니다. 특별한 적응.
뜨거운 사막
뜨거운 사막은 지구 표면의 14 ~ 20 %를 덮고 있으며, 약 19 ~ 2500 만 km.
같은 북아프리카의 사하라와 미국 남서부, 멕시코, 호주의 사막과 같은 가장 뜨거운 사막은, 북반구 약 10 ° 사이의 남반구 (모두에서 열대에 걸쳐 발견된다 30 위도 40 °).
사막의 종류
뜨거운 사막의 특징은 건조합니다. Koppen-Geiger의 기후 분류에 따르면, 사막은 연간 강수량이 250mm 미만인 지역입니다.
그러나 연례 강수량은 물의 손실이 물 예산의 결정적 요인이기 때문에 오도 된 색인이 될 수 있습니다.
따라서 유엔 환경 계획의 사막 정의는 잠재적 인 증발산량 (PET)이 실제 강수량 (P)의 5 배인 정상적인 기후 조건에서의 연간 습도 부족이다..
구름 피복이 없기 때문에 태양 복사열이 건조 지역에서 최대가되기 때문에 더운 사막에서 PET가 많이 발생합니다.
사막은 건조 수준에 따라 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
- 하이퍼 리도 : 0.05 미만의 건조도 (P / PET) 지수.
- 집계 : 0.05와 0.2 사이의 지수.
사막은 건조하고 반 건조한 땅 (P / PET 0.2-0.5)과 건조한 습한 건조한 땅 (0.5-0.65)과 구별됩니다..
사막에는 온도 변화가 심하고 토양의 염분이 높다는 등의 중요한 특성이 있습니다.
다른 한편, 사막은 대개 모래 언덕과 모래와 관련이 있습니다. 그러나이 이미지는 전체의 15-20 %에 해당합니다. 바위가 많은 산악 지형은 가장 빈번한 사막 환경입니다..
사막의 호 열성 유기체의 예
호 열성 인 사막의 주민들은 비, 고온, 바람, 염분 부족 등으로 인한 역경에 직면 할 일련의 적응을합니다..
xerophite 식물은 증발을 피하고 가능한 한 많은 물을 저장하는 전략을 개발했습니다. 줄기와 잎의 즙액 또는 농축은 가장 많이 쓰이는 전략 중 하나입니다..
Cactaceae 계통에서 잎이 또한 등뼈의 형태로 변형되어 증발산을 피하고 초식 동물을 물리 치는 것이 분명합니다.
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성별 리톱스 또는 나미비아의 사막에서 자생하는 석조 식물은 또한 즙이 많지만이 경우 식물은 지상에서 자라며 주변 돌과 위장 해 버립니다.
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다른 한편으로는,이 극단적 인 서식지에서 사는 동물은 생리학에서 윤리적 인 것까지 모든 종류의 적응을 개발합니다. 예를 들어, 소위 캥거루 쥐는 소량의 적은 양의 배뇨를 나타내며이 동물들은 물 부족 환경에서 매우 효율적입니다..
물 손실을 줄이기위한 또 다른 메커니즘은 체온의 증가입니다. 예를 들어 휴면 낙타의 체온은 여름에 약 34 ° C에서 40 ° C 이상으로 증가 할 수 있습니다.
온도 변화는 다음과 같은 이유로 수자원 보존에 매우 중요합니다.
- 체온의 증가는 열이 물의 증발을 통해 소산되는 대신 몸에 저장된다는 것을 의미합니다. 나중에 밤에 과도한 열은 물없이 배출 될 수 있습니다..
- 온도 구배가 감소하기 때문에 뜨거운 환경의 열 이득이 감소합니다..
또 다른 예는 모래 쥐 (Psammomys obesus), 잎에 다량의 염을 함유하고있는 Chenopodiaceae 계통의 사막 식물에서만 먹이를 줄 수있는 소화 기작을 개발했다.
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사막 동물의 생태 학적 (행동 적) 적응은 수없이 많지만, 아마도 가장 명백한 것은 활동 - 휴식주기가 바뀌 었다는 것을 의미합니다.
이런 방식으로,이 동물들은 일몰 (야간 활동)에서 활동적으로되고, 새벽 (낮 시간 휴식)에서 멈추고, 그들의 활동적인 삶은 가장 뜨거운 시간과 일치하지 않습니다.
참고 문헌
- Baker-Austin, C. and Dopson, M. (2007). 산성 생활 : 산도 성균의 pH 항상성. 미생물학 동향 15, 165-171.
- Berry, J.A. Bjorkman, 0 (1980). 고등 식물의 광합성 반응 및 온도에 대한 적응. 식물 생리학 연간 보고서 31, 491-534.
- 브록, T. (1978). 호 열성 미생물과 고온에서의 수명. Springer-Verlag, New York, 378 pp.
- Campos, V.L., Escalante, G., Jafiez, J., Zaror, C.A. 및 Mondaca, A.M. (2009), 칠레의 아타 카마 사막의 화산암과 관련된 천연 생물막으로부터 아리 스토 나 - 산화 박테리아의 분리. Journal of Basic Microbiology 49, 93-97.
- Cary, C.S., Shank, T. and Stein, J. (1998). 웜은 극한의 온도를 견딥니다. Nature 391, 545-546.
- Chevaldonne, P, Desbruyeres, D. 및 Childress, J.J. (1992). 어떤 사람들은 뜨거운 것을 좋아하고 ... 어떤 사람들은 더 뜨거운 것을 좋아합니다. 네이처 359, 593-594.
- Evenari, M., Lange, 01., Schulze, E.D., Buschbom, U. 및 Kappen, L. (1975). 사막 식물의 적응 메커니즘. In : Vemberg, F.J. (ed.) 환경에 대한 생리적 적응. Intext Press, Platteville, LISA, pp. 111-129.
- Gibson, A.C. (1996). 따뜻한 사막 식물의 구조 - 기능 관계 Springer, Heidelberg, Germany, 216 pp.
- Gutterman, Y. (2002). 연간 사막 식물의 생존 전략. 스프링 어, 베를린, 독일, 368 pp.
- Lutz, R.A. (1988). 심해 열수 분출구에서의 유기체의 분산 : 재검토. 해양 해양 법 8, 23-29.
- Lutz, R.A., Shank, T.M., Fornari, D.J., Haymon, R.M., Lilley, M.D., Von Damm, K.L. 및 Desbruyeres, D. (1994). 깊은 바다 통풍구에서의 빠른 성장. Nature 371, 663-664.
- Rhoads, D.C., Lutz, R.A., Revelas, E.C. 및 Cerrato, R.M. (1981). 갈라파고스 리프트 (Galapagos Rift)를 따라 심해 열수 유출구에서 이매패 류의 성장. Science 214, 911-913.
- Noy-Meir I. (1973). 사막 생태계 : 환경 및 생산자. 생태 시스템 연례 보고서 4, 25-51.
- Wiegel, J. 및 Adams, M.W.W. (1998). 호 열성 물질 (Thermophiles) : 분자 진화의 열쇠와 생명의 기원. 테일러와 프란시스, 런던, 346 pp.