몫:
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.
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.
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..
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.
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..
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.
성별 리톱스 또는 나미비아의 사막에서 자생하는 석조 식물은 또한 즙이 많지만이 경우 식물은 지상에서 자라며 주변 돌과 위장 해 버립니다.
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.
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.
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