EKSTREMOFILE – superbohaterowie w świecie przyrody

Ekstremofile, czyli stworzenia lubiące ekstremalne warunki, to zaskakująco duża grupa organizmów. Opisany wcześniej wielbłąd to jeden z nich, ale im mniejszy organizm, tym większa wydaje się być jego odporność na upał, promieniowanie czy brak tlenu. Dlatego ekstremofile to przede wszystkim jednokomórkowe mikroorganizmy lub bakterie, którym optymalne dla nas warunki nie pozwoliłyby przeżyć.

Gdzie zatem lubią żyć ekstremofile?

Zaczynając od tych największych, często w miejscach z ograniczonym dostępem do wody – na pustyniach. Prócz wielbłąda dobrze się tam czują szczuroskoczki, chrząszcze z gatunku Stenocara gracilipes lub mrówka zwana królową pustyni. Każde z nich natura wyposażyła w jakieś udogodnienie, pozwalające na przykład na przeżycie bez wody lub w wysokiej temperaturze.

Szczuroskoczki żyją na pustyniach Ameryki Północnej, m.in. w Dolinie Śmierci. Przez całe życie nie piją ani kropli wody. Wystarczy im ta zawarta w pożywieniu, nawet jeśli są to suche nasiona. W czasie snu odzyskują parę wodną z każdego wydechu, chowając nos w futro.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dipodomys-deserti.jpg

Chrząszcze Stenocara gracilipes, pochodzące z pustyni Namib w Afryce, zbierają krople mgły skrzydłami, które mają hydrofilowe wypustki. Wypustki otoczone są hydrofobowymi korytkami, prowadzącymi w stronę głowy. Gdy przyklejona do wypustek kropla urośnie do około 5 mm, spada do rowka, którym ześlizguje się prosto do otworu gębowego.

https://en.wikipedia.org/wiki/Stenocara_gracilipes#/media/File:Stenocara...

https://en.wikipedia.org/wiki/Cataglyphis#/media/File:Cataglyphis_bicolo...

Z mniejszych organizmów największym superbohaterem jest niesporczak. Robi wielką karierę w Internecie, nie tylko ze względu na swoje supermoce - jest również bardzo fotogeniczny. Żyje wszędzie: od szczytów górskich po głębiny morskie; od lasów tropikalnych po Antarktydę. Jego tajną bronią jest stan obniżenia aktywności życiowej - anabioza, w który wchodzi, gdy warunki otoczenia zmieniają się na skrajnie niekorzystne. Dzięki temu nie straszne mu ekstremalne temperatury (od niemal zera absolutnego do 150°C), wysokie ciśnienie (6000 atmosfer), promieniowanie jonizujące (przynajmniej 500 razy większe niż dawka śmiertelna dla człowieka), potrafi przetrwać bez picia i jedzenia ponad 30 lat i wyschnąć bez szwanku do stanu, gdy jego ciało zawiera zaledwie 3% wody.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:SEM_image_of_Milnesium_tardigrad...

Jednak największą reprezentację wśród ekstremofili mają mikroorganizmy. Jednokomórkowy Picrophilus torridus na przykład, podobny w budowie do bakterii, może żyć tylko w środowisku bardzo kwaśnym (pH 0,5). Im cieplej, tym dla niego lepiej, dlatego upodobał sobie okolice gorących źródeł (około 60°C).

Gorące źródła Grand Prismatic w parku Yellowstone. Picrophilus torridus można znaleźć na obrzeżu zbiornika.

https://en.wikipedia.org/wiki/Archaea#/media/File:Grand_prismatic_spring...

Inny jednokomórkowiec Pyrolobus fumarii mieszka na dnie Oceanu Atlantyckiego wewnątrz komina hydrotermalnego. Temperatura sięga tam 113°C, pH - 4, a ciśnienie jest równe około 25 atmosferom. Nie odżywia się w tradycyjny sposób, bo nie ma czym – energię czerpie z reakcji chemicznych, które sam przeprowadza.

Na koniec bakteria Deinococcus radiodurans – najbardziej odporny na promieniowanie organizm na świecie. Bezpiecznie żyje w reaktorach atomowych, gdzie znosi dawkę 5000 grejów (człowiek umiera przy 5-10 Gy) i dopiero 15000 grejów jest w stanie mu zaszkodzić, ale tylko na chwilę. Może żyć także w próżni, w wysokich temperaturach, nie straszne jej kwasy i zamrażanie.

https://en.wikipedia.org/wiki/Microorganism#/media/File:Deinococcus_radi...

Różnorodność ekstremofilnych mikroorganizmów zaskakuje. Są między nimi też takie, które przepadają za wysokim zasoleniem (nawet 30%), bardzo niską temperaturą, środowiskiem zasadowym (pH powyżej 10), brakiem tlenu czy za obecnością toksycznych metali ciężkich. Upodobania superbohaterów świata przyrody nadal są dla nas zagadką. Badamy ich specyficzne enzymy, białka, budowę wewnętrzną i skład ścian komórkowych, aby rozgryźć tajemnicę ich odporności. Być może informacje, których nam dostarczą, przydadzą się nam w medycynie lub do badania życia w kosmosie.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/File:OSIRIS_Mars_true_color.jpg

 

Autorka: Aleksandra Jędrzejczak