Psikofil

Itu Psikofil Mereka adalah subtipe organisme ekstremofil yang ditandai dengan mendukung suhu rendah, biasanya antara -20 ° C dan 10 ° C, dan dengan menempati habitat yang dingin secara permanen. Organisme ini biasanya bakteri atau lengkungan; Namun, ada metazoari seperti lumut, ganggang, jamur, nematoda dan bahkan serangga dan hewan vertebrata.

Lingkungan dingin mendominasi biosfer bumi dan dijajah oleh banyak dan berbagai mikroorganisme yang memainkan peran yang berpotensi penting dalam siklus biogeokimia global.

Licen Xanthoria elegans Psikrofil yang terkenal yang dapat fotosintesis pada suhu serendah -24 ° C. Foto diambil di Alberta, Kanada. Sumber: Jason Hollinger, Wikimedia Commons

Selain mendukung suhu rendah, organisme psikofilik juga harus disesuaikan dengan kondisi ekstrem lainnya, seperti tekanan tinggi, garam garam tinggi dan radiasi ultraviolet tinggi.

Karakteristik organisme psikofil

Habitat

Habitat utama organisme psikrofilik adalah:

-Lingkungan kutub kelautan.

-Bangku atau Es Laut.

-Lingkungan kutub terestrial.

-Lagos ketinggian dan garis lintang yang hebat.

-Danau subglacial.

-Daerah Alpine Dingin.

-Permukaan gletser.

-Gurun Kutub.

-Laut dalam.

Adaptasi

Psikofil dilindungi dari pembekuan oleh beberapa adaptasi. Salah satunya adalah fleksibilitas membran sel mereka, yang mereka capai termasuk kandungan tinggi asam lemak pendek dan tak jenuh dalam struktur membran lipid mereka.

Efek dari penggabungan asam lemak ini adalah penurunan titik leleh, sambil meningkatkan fluiditas dan resistensi mereka.

Adaptasi penting lainnya dari psikofil terdiri dari sintesis protein antibeku. Protein ini menjaga air tubuh dalam keadaan cair dan melindungi DNA saat suhu turun di bawah titik beku air. Mereka juga mencegah pembentukan atau rekristalisasi es.

Dapat melayani Anda: didinium

Jenis psikrofil dan contoh

Organisme uniseluler

Keragaman psikofil uniseluler sangat besar, di antara ini kita dapat menyebutkan anggota dari sebagian besar garis keturunan bakteri: acidobacteria, aktinobakteri, bakteri, klorofleksi, cyanobacteria, firmicutes, gemmatimonadetes, OP10 dan plenthomycetes.

Selain itu, proteobacteria dan verruchomicrobia. Mereka juga telah terdeteksi di Greenland, Kanada, Tibet dan Himalayas.

Di antara cyanobacteria psikofilik yang kami temukan Leptolle, Phormidium dan nostoc. Genre umum lainnya adalah uniseluler Aphanothece, Chroococcus Dan Charikesiphon, dan yang filamen Berosilasi, Mikrokoleus, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Crininium Dan Plectonerna.

Organisme multiseluler

Di antara serangga psikrofilik kita dapat menyebutkan genre Diamesa Himalaya (Nepal), yang tetap aktif sampai mencapai suhu -16 ° C.

Ada juga Mog Otter (tanpa sayap), Antartika Belgia, Panjang 2-6 mm, endemik ke Antartika. Ini adalah satu -satunya serangga di benua dan juga satu -satunya hewan terestrial secara eksklusif.

Hewan vertebrata juga bisa menjadi psikrofilik. Beberapa contoh termasuk sejumlah kecil katak, kura -kura dan ular yang menggunakan pembekuan air ekstraseluler (air di luar sel) sebagai strategi bertahan hidup untuk melindungi sel mereka selama musim dingin.

Nematoda Antartika Davidi Panagroimus dapat bertahan dari pembekuan air intraseluler dan kemudian tumbuh lagi dan mereproduksi.

Juga ikan dari keluarga Channichthyidae -yang tinggal di perairan dingin Antartika dan Amerika Selatan yang digunakan protein antibeku untuk melindungi sel -sel mereka dari pembekuan total.

Suhu pertumbuhan dan organisme psikofilik

Suhu maksimum (t_Max) pertumbuhan organisme adalah yang tertinggi yang dapat ditoleransi ini. Sedangkan suhu optimal (t_Memilih) Pertumbuhan adalah salah satu di mana organisme tumbuh lebih cepat.

Dapat melayani Anda: Aspergillus fumigatus

Secara umum dianggap bahwa semua organisme yang bertahan dan berkembang dalam suhu rendah adalah psikofilik. Namun, seperti yang kita ketahui, istilah itu Psikofilik Itu harus diterapkan hanya pada organisme yang t yang t_Max adalah 20 ° C (yaitu, mereka tidak dapat bertahan dari suhu yang lebih tinggi).

Mikroorganisme dari daerah yang sangat dingin telah diisolasi, yang dapat tumbuh dalam kondisi laboratorium pada suhu lebih besar dari 20 ° C, yang menunjukkan bahwa meskipun mereka disesuaikan dengan suhu rendah, mereka tidak boleh dianggap psikrofil. Mikroorganisme ini disebut "mesotolerant", yaitu, mereka mentolerir suhu sedang.

Methanococcoides Burtonii Dan Methanogenium frigidum Di Danau Ace

Methanococcoides Burtonii Ini adalah lengkungan ekstremofilik dan metanogenik yang diisolasi dari danau ace di Antartika, di mana suhu berkisar antara 1 dan 2 ° C. Namun, dalam studi laboratorium ditemukan bahwa itu t_Memilih Pertumbuhan adalah 23 ° C dan T_Max  Itu adalah 28 ° C, jadi tidak boleh dianggap psikrofil.

Methanogenium frigidum Itu juga merupakan metanogena dan halofil_Memilih  15 ° C dan t_Max 18 ° C, dimungkinkan untuk mengklasifikasikannya sebagai psikrofil.

Bisa dianggap bahwa psikrofil M. Frigidum Itu harus lebih baik disesuaikan dengan suhu rendah itu M. Burtonii. Namun, M. Burtonii tumbuh lebih cepat dari M. Frigidum pada suhu 1 hingga 2 ° C di Ace danau.

Data ini menunjukkan bahwa ada lingkungan lain (faktor biotik dan abiotik), selain suhu, yang mempengaruhi pertumbuhan populasi mikroorganisme ini di habitat aslinya.

Kelangsungan hidup suatu organisme dalam lingkungan tertentu tergantung pada kombinasi beberapa faktor lingkungan dan bukan pada efek hanya satu. Di sisi lain, setiap mikroorganisme memiliki persyaratan spesifik (berbeda dari suhu), yang juga mempengaruhi kinerjanya.

Dapat melayani Anda: Lactobacillus bulgaricus

Dalam kasus M. Burtonii Dan M. Frigidum, Diketahui bahwa masing -masing menggunakan sumber karbon dan energi yang berbeda: M. Burtonii Gunakan substrat teretilasi, sementara M. Frigidum Gunakan h₂:BERSAMA₂ Untuk pertumbuhannya. Ace danau dipenuhi dengan metana, yang mendukung pertumbuhan M. Burtonii.

Spichopyxis alaskensis dan haloarchaea

Spichopyxis alaskensis Ini adalah bakteri terisolasi dari perairan laut di belahan bumi utara, di mana suhu 4 - 10 ° C berlaku. Di sisi lain, haloarchaeas, yang merupakan lengkungan yang menghuni perairan garam yang sangat jenuh, tumbuh pada suhu -20 ° C.

Meskipun menghadirkan populasi tinggi di habitat aslinya, tidak ada mikroorganisme ini yang dibudidayakan di laboratorium kurang dari 4 ° C.

Pada saat yang sama, S. Alaskensis Itu memiliki t_Max 45 ° C dan haloarchaea dapat tumbuh pada suhu lebih besar dari 30 ° C, sehingga mereka tidak dapat dianggap psikrofil. Namun, populasi mereka beradaptasi dengan baik dan sangat berlimpah di daerah yang sangat dingin.

Dari yang di atas kita dapat berasumsi bahwa ada faktor lingkungan pembatas lainnya yang mempengaruhi kelangsungan hidup organisme ini di habitat alami mereka, dan suhu bobot terbesar bukanlah suhu.

Aplikasi Bioteknologi

Enzim organisme psikofil ditandai dengan aktivitas tinggi pada suhu rendah dan sedang. Selain itu, enzim ini memiliki stabilitas termal yang buruk.

Karena karakteristik ini, enzim organisme psikofilik sangat menarik untuk diterapkan dalam berbagai proses makanan, kedokteran, biologi molekuler, dalam industri farmasi, antara lain.

Referensi

1. Tentang konsep psikrofil. The ISME Journal, 10 (4), 793-795. Doi: 10.1038/Ismej.2015.160
2. Psikrofil: Dari Keanekaragaman Hayati hingga Bioteknologi. Edisi kedua. Springer Verlag, Heidelberg, Jerman. pp. 685.