В Антарктиде экстремальные климатические условия – очень холодно, сухо, ветрено и сильное ультрафиолетовое излучение. Люди осваивают оазисы на побережье, климат в них более теплый и влажный, чем в глубине континента, где можно строить на грунте, а не на льду. Но в таких условиях и микроорганизмам жить легче. Среди них российские ученые обнаружили условно-патогенные бактерии, в том числе несколько видов иерсиний, серраций и псевдомонад. Все они размножаются при низких температурах, вызываемые иерсиниями псевдотуберкулёз и кишечный иерсиниоз даже называют «болезнями из холодильника». Бактерии обитают в грунте и местных водоемах, защищаясь от экстремальных внешних условий, образуя биопленки и входя в состав цианобактериальных матов. Эти сообщества состоят из цианобактерий, синтезирующих питательные вещества, и других видов бактерий, которые эти вещества потребляют.

Среди представителей животного мира Антарктиды наиболее вероятным резервуаром патогенных бактерий, в том числе нескольких видов иерсиний — возбудителей желудочно-кишечных инфекций, могут быть птицы, главным образом южно-полярные поморники и доминиканские чайки, наиболее тяготеющие к человеческому жилью, а также пингвины Адели. Это мигрирующие птицы, очень активные и любопытные. В своем оперенье они заносят клещей и патогенные микроорганизмы из более низких широт.

Археи («извечный, древний, первозданный, старый») — домен живых организмов (по трёхдоменной системе Карла Вёзе наряду с бактериями и эукариотами). Археи представляют собой одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл.

Ранее археи объединяли с бактериями в общую группу, называемую, и они назывались архебактерии, однако сейчас такая классификация считается устаревшей: установлено, что археи имеют свою независимую эволюционную историю и характеризуются многими биохимическими особенностями, отличающими их от других форм жизни.

В настоящее время археи подразделяют на более чем 5 типов. Из этих групп наиболее изученными являются:

  • кренархеоты(Crenarchaeota),
  • эвриархеоты (Euryarchaeota).

Археи и бактерии очень похожи по размеру и форме клеток, хотя некоторые археи имеют довольно необычную форму, например, клетки Haloquadratum walsbyi плоские и квадратные. Несмотря на внешнее сходство с бактериями, некоторые гены и метаболические пути архей сближают их с эукариотами (в частности ферменты, катализирующие процессы транскрипции и трансляции). Другие аспекты биохимии архей являются уникальными, к примеру, присутствие в клеточных мембранах липидов, содержащих простую эфирную связь. Большая часть архей — хемоавтотрофы. Они используют значительно больше источников энергии, чем эукариоты: начиная от обыкновенных органических соединений, таких как сахара, и заканчивая аммиаком, ионами металлов и даже водородом. Солеустойчивые археи — галоархеи (Haloarchaea) — используют в качестве источника энергии солнечный свет, другие виды архей фиксируют углерод, однако, в отличие от растений и цианобактерий (синезелёных водорослей), ни один вид архей не делает и то, и другое одновременно. Размножение у архей бесполое:

  • бинарное деление,
  • фрагментация,
  • почкование.

В отличие от бактерий и эукариот, ни один известный вид архей не формирует спор.

Археи живут в широком диапазоне сред обитания и являются важной частью глобальной экосистемы, могут составлять до 20 % общей биомассы. Первые открытые археи были экстремофилами. Действительно, многие археи выживают при высоких температурах, часто свыше 100 C, и обнаружены в гейзерах, чёрных курильщиках и маслосборниках. Другие приспособились к жизни в очень холодных условиях, в сильносолёных, сильнокислых и сильнощелочных средах, а также при высоком давлении — до 700 атмосфер (барофилы). Однако среди архей есть и мезофилы, обитающие в мягких условиях, в болотистых местностях, сточных водах, океанах и почве.

Экстремофильные археи относятся к четырём главным физиологическим группам: 

  • галофилам,
  • термофилам,
  • ацидофилам (кислотоустойчивые),
  • алкалифилам (щелочеустойчивые).

Эти группы нельзя рассматривать в ранге типа или как другие самостоятельные таксоны. Они не взаимно исключают друг друга, и некоторые археи относят одновременно к нескольким группам.

Галофилы, включая род Halobacterium, живут в экстремально солёных средах, таких как солёные озёра, и при минерализации больше 20—25 % превосходят по численности своих соседей-бактерий.

Термофилы лучше всего растут на температурах свыше 45 C в таких местах, как горячие источники; для гипертермофилов оптимальная температура — 80 C и выше. 

Другие археи обитают в очень кислых или щелочных средах. Например, наиболее устойчивый ацидофил Picrophilus torridus растёт при pH = 0, что эквивалентно 1,2 молярной серной кислоте.

Устойчивость к экстремальным условиям внешней среды сделала архей центральной темой в обсуждениях возможных свойств жизни на других планетах. Некоторые среды, в которых обитают экстремофилы, не сильно отличаются от таковых на Марсе, что наводит на мысль о возможном переносе таких устойчивых микроорганизмов между планетами на метеоритах.

Археи обитают не только в термофильных и мезофильных условиях, но также встречаются, иногда в большом количестве, и в местах с низкими температурами. Например, археи встречаются в холодных водах, таких как полярные моря. Ещё более важно, что огромное количество архей обнаружено повсеместно в океанах в неэкстремальных условиях в составе планктона (как часть пикопланктона). Хотя эти археи могут присутствовать в поистине колоссальном количестве (до 40 % от общей биомассы микробов), почти ни один из этих видов не был изолирован, выращен и изучен в чистой культуре. Некоторые морские кренархеоты способны к нитрификации, поэтому вероятно, что они оказывают влияние на океанический круговорот азота, хотя эти океанические кренархеоты могут использовать и другие источники энергии. Большое число архей также обнаружено в осадке, покрывающем океаническое дно, причём они составляют большинство живых клеток на глубине больше 1 м от уровня океанического дна.

© 2015-2019 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую скидка 15%

^ Наверх