Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Organismy žijící v extrémních podmínkách - ARCHAEA

Zajímá vás, v jakých podmínkách lze ještě najít život a jak je to možné? Poněkud biologický text vám možná pomůže...

Zařazení
Všechny organismy na Zemi žijící lze dnes na základě jejich evoluce roztřídit do tří nejvýše postavených taxonomických skupin, kterými jsou tzv. DOMÉNY neboli NADŘÍŠE, a to: Bakterie (Bacteria), archea (Archaea) a eukaryota (Eucaryotes). Eukaryota se pak nejčastěji dále dělí na říše: rostliny (Plantae), houby (Fungi) a živočichové (Animalia). Z evolučního hlediska je třeba od říše hub oddělit hlenky (Myxomecota) a od říše živočichů pak Protista (neboli Protoctista) zahrnující převážně prvoky (Protozoa).

Dle cytologického uspořádání buňky lze organismy ještě rozlišit na prokaryota (Procaryotes) a eukaryota (Eucaryotes). Mezi prokaryota, která se vyznačují především proti cytoplazmě neohraničeným jádrem, řadíme domény jednobuněčných organismů - archea a bakterie. Mezi eukaryota se zařazuje doména eukaryot, která zahrnuje organismy jednobuněčné i mnohobuněčné, kde jádro je v buňce již membránou oddělené od cytoplazmy.

Ilustrační foto...

Archea, ač mají prokaryotický typ buněk, nesdílejí stejnou evoluční větev jako bakterie, ale směřují spíše k eukaryotům. Tato vývojová větev se vyznačuje výraznými biochemickými odchylkami od ostatních mikroorganismů i vyšších organismů, což jim umožňuje žít v extrémních životních podmínkách, jako je například mimořádně vysoký osmotický tlak, vysoká teplota, ale i anaerobní prostředí.

Blíže k archaeím
Archea patří k půdním nebo vodním mikroorganismům, vyskytují se i v trávícím traktu teplokrevných živočichů. Podle nároků na kyslík se jedná o přísné anaeroby (nevyužívají volný kyslík, jelikož mají pouze aerobní metabolismus a vzdušný kyslík na ně může působit inhibičně, ale také mnohdy i toxicky), fakultativní anaeroby (využívají aerobního metabolismu a příležitostně i anaerobního) i aeroby (mají vyvinut aerobní metabolismus a využívají tedy vzdušného kyslíku). Dle způsobu získávání energie je můžeme rozlišovat na chemolithotrofy (energii získávají oxidací anorganických sloučenin), chemoorganotrofy (energii získávají oxidací organických sloučenin) i mixotrofy (využívají oba způsoby zisku energie). Co se morfologie týče jsou archea velmi rozmanité. Jsou to koky, tyčinky, spirálovité, laločnaté nebo ploché útvary, ale i mnohobuněčná vlákna a agregáty. Průměr jednotlivých buněk se pohybuje od 0,1µm až 15µm, ale i více. Jakými biochemickými znaky se ale liší od klasických bakterií či eukaryot? V první řadě je třeba zmínit odchylky ve stavbě buněčné membrány, která jim umožňuje extrémní odolnost především vůči vysokým teplotám.

Buněčná membrána
Buněčná membrána archaeí je tvořena jen jednou vrstvou na rozdíl od bakterií a jiných organismů, kde je membrána buňky tvořena dvojvrstvou. Tato jednovrstevná membrána obsahuje především dlouhé a větvené lipidy jako jsou např.: sulfolipidy, glykolipidy, nepolární izoprenoidní lipidy a někdy také fosfolipidy, které najdeme ve větší míře spíše u bakterií. Steroly se zde také nevyskytují. Dalším rozdílem je stavba membrány. U archaeí se vyskytuje místo esterické vazby(bakterie) vazba éterická (-C-O-C-). Takže u archeí nalezneme glycerol diéter či diglycerol tetraéter a u bakterií glycerol diester. Společné pro obě domény je vysoký obsah proteinů v membráně.

Archea se ale také liší složením buněčné stěny, jelikož neobsahují klasický murein. Grampozitivní archaea obsahují ve stěně pseudomurein, methanochondroitin a heteropolysacharidy. Gramnegativní druhy mají na povrchu svých buněk proteinovou nebo glykoproteinovou vrstvu (např.S-layer a jiné typy).

Jiné je také složení ribonukleových kyselin tRNA a rRNA, některých enzymů jako např. DNA-depedentní-RNA-polymeráza. U některých byly zjištěny také koenzymy, jež se nevyskytují u jiných organismů ( např. koenzym M, faktor 420 nebo faktor 430).Autotrofní archaea neasimilují CO2 Calvinovým cyklem.

Rozdělení archaeí

Methanogenní archaea
Životním prostředím methanogenních archaeí jsou bažiny, bahnité lokality a také například trávící trakt teplokrevných živočichů. Jsou to přísní anaerobi, kteří produkují methan z CO2 a H2 , ale také z mravenčanu a některé i z methanolu, acetátu či methylovaných aminů. Energii získávají tedy oxidací H2 kyslíkem z CO2 nebo methanolu.

Čeleď Methanomicrobiaceae oxiduje také ethanol, 1- a 2- propanol nebo 2-butanol v příslušné kyseliny a ketony za současné redukce CO2 v CH4. Methanogenní archaea jsou producenty tzv. bioplynu (methan + jiné plyny) při anaerobním čištění městských odpadních vod a při vyhnívání exkrementů zvířat nebo kalů v řekách a rybnících. Při tomto vyhnívání, tj. anaerobnímu odbourávání organických sloučenin, vzniká činností anaerobních bakteríí rodu Clostridium velké množství H2 + CO2 , které jsou pak využívány methanogenními archaei. Jsou to tedy většinou chemolithotrofové, ale využívají také jednouhlíkaté organické sloučeniny.

Extrémní halofilové
Většina druhů roste nejlépe v prostředí, jehož koncentrace NaCl je v rozmezí 3,5-4,5 M tj.20-26% NaCl , někteří dokonce také v nasyceném roztoku tj 30% NaCl. Jejich buňky mají vysokou vnitřní osmotickou koncentraci potassia a sodíku, která umožňuje, aby nedošlo k plazmolýze v hypertonickém prostředí. Pouze několik druhů roste ještě v 1,5 M NaCl tj 8,8% NaCl. Jejich tmavě červené zbarvení je nápadné díky bakterioruberinům, které je chrání před ultrafialovým zářením, takže je můžeme ve velkém počtu najít v soli, získané odpařováním slané vody na slunci. Vyžadují také dostatečné koncenrace K+. Rody Natronomonas a Natronococcus vyžadují solně zásadité pH (8,5- 11).Jsou aerobní nebo fakultativně anaerobní. Mohou se nacházet na silně soleném mase a rybách, kde mají silně proteolytické schopnosti a způsobují zde tak kažení. Tvar jejich buněk je diskovitý (trojúhelníkovité, čtyřúhelníkovité a nepravidelné disky) nebo jsou to mnohotvárné tyčinky.

Extrémní termofilové
Jedná se o gramnegativní obligátní termofily, z nichž většina redukuje elementární síru v H2S. Jsou to aerobi, fakultativní anaerobi i přísní anaerobi. U většiny druhů se setkáme s optimální teplotou růstu mezi 70 – 100oC. Buňky mohou mít kokální tvar, diskovitý nebo se jedná o pleomorfní tyčinky až vlákna. Mezi termofilní archaebakterie řadíme například tyto řády: Thermococcales, Thermoproteales, Sulfolobales.Thermococcales a Thermoproteales jsou přísně anaerobní. Příslušníci řádu Thermoprotealesmohou žít také autotrofně, neboť pro redukci S v H2S mohou využívat i plynný vodík a CO2 jim slouží jako zdroj uhlíku. U řádu Themococcales jsou donorem vodíku pro redukci síry vždy organické sloučeniny, tj. peptidy nebo sacharidy. Řád Sulfolobales vyžaduje silně kyselé pH (kolem 2) a jeho příslušníci jsou přísně nebo fakultativně aerobní a fakultativně nebo přísně chemoau­totrofní.

Rod Thermoplasma (z řádu Thermoplasmatales) se od extrémních termofilů v mnoha ohledech liší a je pokládán za zástupce samostatné skupiny archaeobakterií. U rodu Thermoplasma se nevyskytuje buněčná stěna a jeho buňky mají na svém povrchu jen silnou trojvrstevnou membránu, která obsahuje čtyřicetiuhlíka­té isoprenoidně větvené diglyceroltetraethery. Vyžaduje pH 1-2 a optimální teplota růstu je 55-59oC. V prostředí o pH kolem 7,0 buňky již lyzují.

Ilustrační foto...

Příklad dalších organismů žijících v extrémních podmínkách
Nejen archaea, ale i některé bakterie nebo dokonce i některé eukaryotické organismy mohou žít v extrémních podmínkách. Řasa rodu Cyanidium caldarum žije při pH nižším než 4,0 a dokáže přežít i v prostředí o pH = 0. Společně s halofilními archaebakteriemi mohou žít 2 druhy halofilních dvoubičíkatých zelených řas - Dunaliella salina a Dangeardinella saltitrix. Tyto řasy podobně jako halofilní archaea obsahují pigmenty - karoteny, především β-karoten, proto mají převážně temně červenou barvu.

Tvorba spor
Přežití v dočasně nepříznivých podmínkách umožňuje přechod do klidového stadia, při němž vzniká endospora. Tyto endospory, které jsou značně odolné, se tvoří již v podmínkách optimálních, což zaručuje připravenost na náhlou změnu. Přechod do klidového stadia endospory je dán expresí těch genů, které se ve vegetativním stadiu neprojevily. Endospory se vyznačují značnou dehydratací a také světlolomností. Jakmile se nacházejí ve vhodném prostředí, dojde k jejich vyklíčení. Příkladem takovéto schopnosti sporulace mohou být bakterie rodu Bacillus. Spory těchto bakterií byly nalezeny v podzemních solných ložiscích, která vznikala z moře před 250 miliony lety. Tyto spory si však zachovaly životaschopnost.Mezi další rody, které mají schopnost sporulovat patří Clostridium, Desulfotomaculum, Sporobacillus, Sporosarcina.

Marcel Kosina

 IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Potvrzeno: Země se otepluje
Ilustrační foto...
Příští zastávka: Mars
Ilustrační foto...
Holešovská hvězdárna po rekonstrukci
Ilustrační foto...
Odporně tajemný Titan
Ilustrační foto...
Nejlepší obrázky Slunce
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691