מאפיינים קיצוניים, טיפוסים ודוגמאות

ה קיצוניים הם אורגניזמים שחיים בסביבות קיצוניות, כלומר אלה המתרחקות מהתנאים שבהם רוב האורגניזמים הידועים לבני האדם חיים..

המונחים "קיצוניים" ו"קיצוניים "הם אנתרופוצנטריים יחסית, משום שבני אדם מעריכים בתי גידול ותושביהם, בהתאם למה שייקרא קיצוני לקיומנו.

לכן, מה שמאפיין סביבה קיצונית הוא שהוא מציג תנאים בלתי נסבלים לבני האדם לגבי הטמפרטורה, הלחות, המליחות, האור, ה- pH, זמינות החמצן, רמות הרעילות, בין היתר..

מנקודת מבט לא אנתרופוצנטרית, בני האדם יכולים להיות יצורים קיצוניים, בהתאם לאורגניזם שהעריך אותם. לדוגמה, מנקודת מבט של אורגניזם אנאירובי קפדני, אשר חמצן הוא רעיל, יצורים אירוביים (כמו בני אדם) יהיה קיצוני. עבור האדם, להיפך, אורגניזמים אנאירוביים הם קיצוניים.

אינדקס

• 1 מקור המונח "קיצוניים"
  • 1.1 ר 'מקלרוי
• 2 מאפייני סביבות קיצוניות
• 3 סוגי הקיצונים על הסולם הזואולוגי
  • 3.1 אורגניזמים חד תאיים
  • 3.2 אורגניזמים רב תאיים
  • 3.3 פולי-קיצוניים
• 4 הסוגים הנפוצים ביותר של סביבות קיצוניות
  • 4.1 סביבות אקסטרים קר
  • 4.2 סביבות חום קיצוניות
  • 4.3 סביבות בלחץ קיצוני
  • 4.4 אקסטרים חומצה וסביבות אלקליין
  • 4.5 הייפרסלין וסביבות anoxic
  • 4.6 סביבות קרינה גבוהות
  • 4.7 מסים אנתרופוגניים
• 5 מעברים ואקוטונים
• 6 בעלי חיים וצמחים עם כמה שלבים או שלבים
  • 6.1 צמחים
  • 6.2 בעלי חיים
• 7 הפניות

מקור המונח "קיצוניים"

כיום אנו מגדירים כ"סביבות קיצוניות "בסביבות רבות בתוך כדור הארץ ומחוצה לו ואנו מגלים כל העת אורגניזמים המסוגלים, לא רק לשרוד, אלא גם לשגשג נרחב ברבים מהם.

ר 'מקלרוי

בשנת 1974, ר 'ד macelroy הציע את המונח "extremophiles" להגדיר אורגניזמים אלה שיש צמיחה אופטימלית ופיתוח בתנאים קיצוניים, בניגוד אורגניזמים mesophilic הגדלים בסביבות תנאים ביניים.

לדברי Macelroy:

"Extremófilo הוא תיאורי עבור אורגניזמים המסוגלים לאכלס סביבות עוינות mesophiles, או אורגניזמים שרק לגדול בסביבות ביניים".

יש שתי מעלות בסיסיות של קיצוניות באורגניזמים: אלה שיכולים לסבול מצב סביבתי קיצוני ולהיות דומיננטי על אחרים; ואלה שגדלים ומתפתחים אופטימלית בתנאים קיצוניים.

מאפייני סביבות קיצוניות

השם של סביבה כמו "סוף" מגיב בנייה אנתרופוגניים, המבוססת על שיקול של הקצוות המרוחקים של הבסיס של תנאי סביבה מסוימים (טמפרטורה, מליחות, קרינה, וכו '), המאפשר הישרדות אנושית.

עם זאת, המלים הללו חייבות להתבסס על מאפיינים מסוימים של סביבה, מנקודת המבט של האורגניזם השוכן בה (במקום נקודת המבט האנושית).

מאפיינים אלה כוללים: ביומסה, פרודוקטיביות, מגוון ביולוגי (מספר מינים וייצוג של מוניות גבוהות), מגוון תהליכים במערכות אקולוגיות והתאמות ספציפיות לסביבה של האורגניזם הנדון.

סך כל המאפיינים הללו מציין את המצב הקיצוני של הסביבה. לדוגמה, סביבה קיצונית היא כזו שבדרך כלל מציגה:

• ביומסה נמוכה ופרודוקטיביות
• דומיננטיות של צורות חיים ארכאיות
• היעדר צורות חיים מעולים
• היעדר פוטוסינתזה וקיבוע חנקן, אך התלות במסלולים מטבוליים אחרים, והתאמות פיזיולוגיות, מטבוליות, מורפולוגיות ו / או מחזור חיים.

סוגי הקיצונים על הסולם הזואולוגי

אורגניזמים תאיים

המונח הקיצוני מתייחס לעתים קרובות פרוקריוטים, כגון חיידקים, והוא משמש לעתים לסירוגין עם Archaea..

עם זאת, קיים מגוון רחב של אורגניזמים קיצוניים והידע שלנו על מגוון פילוגנטי בבתי גידול קיצוניים גדל כמעט מדי יום.

אנחנו יודעים למשל כי כל Hyperthermophiles (חום אהבה) הם חברי קדומים וחיידקים. אאוקריוטים נפוצים בקרב psychrophilic (קרים ואוהב), אסידופילוס (אוהבי pH הנמוך), alkalophilic (אוהבים גבוהה pH), xerophilic (אוהבי סביבות יבשות) ו halophilic (מלח ואוהבת).

אורגניזמים רב תאיים

אורגניזמים רב תאיים, כגון בעלי חיים חסרי חוליות וחולייתנים, יכולים להיות גם הם קיצוניים.

לדוגמא, כמה psychrophilic כוללת מספר קטן של צפרדעים, צבי נחש, אשר בחורף למנוע קפיאה תאית ברקמות שלהם, צבירת osmolytes בציטופלסמה התא ומאפשר מקפיא רק במים התאיים (תא חיצוני).

דוגמה נוספת היא במקרה של נמטודות אנטארקטיקה Panagrolaimus davidi, אשר יכול לשרוד הקפאה תאיים (הקפאת מים בתוך התאים שלך), יכול לגדול ולשכפל לאחר הפשרה.

גם הדגים של משפחת צ'ניכטהידא, תושבי מימיו הקרים של אנטארקטיקה ודרום היבשת האמריקאית, משתמשים בחלבונים נגד חלבונים כדי להגן על התאים מפני הקפאה המוחלטת שלהם.

פולי-קיצוניים

פולי-קיצוניים הם אורגניזמים שיכולים לשרוד יותר ממצב קיצוני אחד בו זמנית, ולכן הם נפוצים בכל סביבות קיצוניות.

לדוגמה, צמחים מדבריים ששרדו חום קיצוני, זמינות מים מוגבלת ולעתים קרובות, מליחות גבוהה.

דוגמה נוספת תהיה החיות המאכלסות את קרקעית הים, המסוגלות לעמוד בלחצים גבוהים מאוד, כגון היעדר אור וחוסר חומרים מזינים, בין היתר..

הסוגים הנפוצים ביותר של סביבות קיצוניות

באופן מסורתי, קיצוניות סביבתית מוגדרת על בסיס גורמים אבויוטים, כגון:

• טמפרטורה.
• זמינות מים.
• לחץ.
• pH.
• מליחות.
• ריכוז החמצן.
• רמות קרינה.

באופן דומה, הקיצוניים מתוארים על בסיס תנאים קיצוניים התומכים.

הסביבות הקיצוניות החשובות ביותר שאנו יכולים לזהות על פי תנאי האביוטי שלהן הן:

סביבות אקסטרים קר

סביבות קרות קיצוניות הן אלה שמתוחזקות או יורדות לעיתים קרובות לתקופות (קצרות או ארוכות) של טמפרטורות מתחת ל -5 מעלות צלזיוס. אלה כוללים מוטות קרקע, אזורים הרריים וכמה בתי גידול של האוקיינוס. אפילו כמה מדבריות חם מאוד במהלך היום יש טמפרטורות נמוכות מאוד במהלך הלילה.

ישנם אורגניזמים אחרים שחיים בקריוספרה (שם המים במצב מוצק). לדוגמה, אורגניזמים החיים במטריצות קרח, permafrost, תחת כיסוי שלג קבוע או תקופתי, חייבים לסבול קיצוניות מרובות, כולל קר, ייבוש ורמות גבוהות של קרינה.

סביבות חום קיצוניות

בתי גידול חמים מאוד הם אלה שנותרו או מעת לעת להגיע לטמפרטורות מעל 40 ° C. לדוגמה, מדבריות חמות, אתרים גיאותרמיים ופתחי מים עמוקים הידרותרמיות.

לעתים קרובות הם הקשורים סביבות טמפרטורה גבוהה קיצוניות שבם מים זמינים מוגבלות מאוד (או פרקי זמן קבועים בהתמדה), כגון מדבריות חמים וקרים, וכמה בתי גידול endolithic (אשר ממוקמות בתוך סלעים).

סביבות בלחץ קיצוני

סביבות אחרות כפופים ללחץ הידרוסטטי גבוה, כגון אזורי benthic של האוקיינוסים ואגמים עמוקים. במעמקים אלה, תושביו חייבים לעמוד בלחצים מעל 1000 אטמוספרות.

לחלופין, ישנם קיצוניים hypobaric (בלחץ אטמוספרי נמוך), בהרים ובאזורים גבוהים אחרים של העולם.

אקסטרים חומצה בסביבות אלקליין

באופן כללי, סביבות חומציות ביותר הן אלה שמחזיקות או מגיעות באופן קבוע לערכים מתחת ל- pH 5.

רמת החומציות נמוכה במיוחד, מגדילה את התנאי ה"קיצוני "של הסביבה, שכן היא מגבירה את מסיסות המתכות הקיימות והאורגניזמים החיים בהן חייבת להיות מותאמת לקיצוניות אבוליטית מרובה.

לעומת זאת, סביבות אלקליין מאוד הן אלה שנותרו או באופן קבוע לרשום ערכי pH מעל 9..

דוגמאות לסביבות pH קיצוניות כוללות אגמים, מי תהום וקרקעות, חומציות או אלקליות.

Hypersaline ו anoxic סביבות

סביבות היפרסלין מוגדרות כאלו עם ריכוז מלח גבוה יותר מאלה של מי ים, אשר יש 35 חלקים לאלף. סביבות אלה כוללות היפרסלין אגמים מלוחים.

עם "מלוחים" אנחנו לא מתייחסים רק מליחות על ידי נתרן כלורי, שכן ייתכן שיש סביבות מליחות שבו מלח חשוב הוא שונה.

מקומות עם חמצן חופשי מוגבל (היפוקסי) או לא חמצן נוכחי (anoxic), או בהתמדה או במרווחי זמן קבועים, נחשבים גם קיצוניים. לדוגמה, סביבות בעלות מאפיינים אלה יהיו אגנים אנוקסיים באוקיינוסים ובאגמים, ושכבות המשקעים העמוקים ביותר.

סביבות קרינה גבוהות

קרינה אולטרה סגולה (UV) או אינפרא אדום (IR) יכולים גם להטיל תנאים קיצוניים על אורגניזמים. סביבות אקסטרים בקרינה הן אלו שנחשפות לקרינה חריגה או לקרינה מחוץ לטווח הנורמלי. לדוגמה, סביבות קוטביות וגובה רב (יבשתי כמו מים).

Phaeocystis pouchetii

מינים מסוימים מציגים מנגנונים מתחמקים של קרינת UV או UV גבוהה. לדוגמה, אצות אנטארקטיקה Phaeocystis pouchetii מייצר "מסנני קרינה" מסיסים במים, אשר לספוג UV-B (280-320nm) גל אורכים חזקים ולהגן לתאיהם מאוד רמות גבוהות של UV-B בעמודת 10 המטר של מים העליון (לאחר שבירת קרח הים).

דיינוקוקוס רדיואוראנס

אורגניזמים אחרים סובלניים מאוד לקרינה מייננת. לדוגמה, את החיידק דיינוקוקוס רדיואוראנס יכול לשמור על שלמותו הגנטית על ידי פיצוי על נזק נרחב לדנ"א לאחר חשיפה לקרינה מייננת.

חיידק זה משתמש במנגנונים בין תאיים להגבלת השפלה ומגביל את דיפוזיה של שברי דנ"א. בנוסף, יש לו יעיל מאוד לתקן DNA חלבונים.

Astianax hubbsi

גם בסביבות עם קרינה נמוכה לכאורה או ללא קרינה, אורגניזמים קיצוניים מותאמים להגיב לשינויים ברמות הקרינה.

לדוגמה, Astianax hubbsi, דג מקסיקני עיוור המאכלס מערות, אינו מציג מבנים עיניים ניכרים לעין, ובכל זאת, הוא יכול להבחין בהבדלים קטנים באור הסביבה. הם משתמשים photoreceptors חוץ כדי לזהות ולהגיב לגירויים חזותיים בתנועה.

מסקנות אנתרופוגניות

אנו חיים כיום בסביבה שבה תנאים סביבתיים קיצוניים מוטלים, שנוצרו באופן מלאכותי כאפקט של פעילות אנושית.

הסביבות הקרובות עם השפעה אנתרופוגנית הן מגוונות ביותר, הן בעלות טווח גלובלי ואי אפשר עוד להתעלם מהן בעת ​​הגדרת סביבות קיצוניות מסוימות.

לדוגמה, סביבות מושפעות מזיהום (אטמוספרי, מים וקרקע) - כמו שינויי אקלים וגשם חומצי -, הפקת משאבים טבעיים, הפרעות פיזיות ואקסטרופלציוניזציה.

מעברים ואקוטונים

בנוסף לסביבות הקיצוניות שהוזכרו לעיל, האקולוגים הארציים היו מודעים תמיד לאופי המיוחד של אזורי המעבר בין שתי קהילות או סביבות מגוונות או יותר, כגון קו העצים בהרים או הגבול שבין יערות למרעה. . אלה נקראים חגורות מתח או ecotones.

אקוטונים קיימים גם בסביבה הימית, למשל, המעבר בין קרח למים המיוצגים על ידי קצה של קרח הים. אזורי מעבר אלה מציגים בדרך כלל מגוון גדול יותר של מינים וצפיפות ביומסה, בהשוואה לקהילות המאוגדות, בעיקר משום שהאורגניזמים החיים בהם יכולים לנצל את המשאבים של סביבות סמוכות, אשר יכולים להעניק להם יתרון.

עם זאת, ecotones הם המשתנים ללא הרף אזורים דינמיים, אשר לעתים קרובות להראות מגוון רחב יותר של וריאציה בתנאים ביוטיים וביוטיים על פני תקופה שנתית מאשר בסביבות סמוכים.

זה יכול להיות סביר נחשב "קיצוני", כי זה דורש כי אורגניזמים ברציפות להתאים את ההתנהגות שלהם, הפנולוגיה (זמן עונתי) אינטראקציות עם מינים אחרים.

מינים החיים משני צדי האקוטון הם לעיתים קרובות סובלניים יותר לדינמיקה, ואילו מינים שהטווח שלהם מוגבל לצד אחד, חווים את הצד השני כקיצוני.

באופן כללי, אזורי מעבר אלה הם גם לעתים קרובות מושפעים לראשונה משינויים באקלים ו / או שינויים, טבעיים ואנתרופוגניים.

בעלי חיים וצמחים עם כמה שלבים או שלבים

לא רק סביבות דינמיות, הם יכולים להיות קיצוניים או לא, אבל אורגניזמים הם גם דינמיים יש מחזורי חיים בשלבים שונים, מותאמת לתנאים סביבתיים מסוימים.

זה יכול לקרות כי הסביבה התומכת באחד השלבים של מחזור החיים של האורגניזם הוא קיצוני עבור עוד שלבים.

צמחים

לדוגמה, קוקוס (קוקוס נוסיפרה), מציג זרע מותאם להובלה בים, אבל העץ הבוגר גדל על הקרקע.

במפעלי כלי דם בעלי נבגים, כגון שרכים וסוגים שונים של טחבים, הגאמטופיטים עשויים להיות נטולי פיגמנטים פוטוסינתטיים, אין להם שורשים ותלויים בלחות סביבתית.

בעוד sporophytes יש קני שורש, שורשים ניצנים כי לעמוד בתנאי חום ויובש באור השמש מלא. ההבדל בין sporophytes ו gametophytes הוא באותו סדר כמו הבדלים בין המוניות.

בעלי חיים

דוגמה קרובה מאוד היא בשלבים הצעירים של מינים רבים, שהם בדרך כלל לא סובלניים לסביבה שמקיפה את המבוגר בדרך כלל, ולכן הם דורשים בדרך כלל הגנה וטיפול במהלך התקופה שבה הם רוכשים את המיומנויות ואת היתרונות שהם זקוקים להם. לאפשר להתמודד עם סביבות אלה.

הפניות

1. Kohshima, S. (1984). חרק חדש-סובלני שנמצא בקרחון ההימלאיה. כרך י"ב, 225-227.
2. Macelroy, R. D. (1974). כמה הערות על האבולוציה של הקיצונים. ביוסיסטמס, 6 (1), 74-75. doi: 10.1016 / 0303-2647 (74) 90026-4
3. מרצ'נט, ח ', דוידסון, א. ואת קלי, G.J. (1991) UV-B הגנה על תרכובות האצה הימית Phauocystis pouchetti מ אנטארקטיקה. ביולוגיה ימית 109, 391-395.
4. אורן, ע '(2005). מאה שנים של דונליאלה מחקר: 1905-2005. Saline Systems 1, doi: 10.1186 / 1746-1448 -1 -2.
5. רוטשילד, ל. ו Mancinelli, R.L. (2001). החיים בסביבות קיצוניות. טבע 409, 1092-1101.
6. Schleper, C., Piihler, G., Kuhlmorgen, B. and Zillig, W. (1995). לייט ב pH נמוך מאוד. טבע 375, 741-742.
7. קומה, ק. ו סטורי, ג 'יי.מ (1996). הישרדות מקפיא טבעי אצל בעלי חיים. סקירה שנתית של אקולוגיה ושיטתיות 27, 365-386.
8. טייקה, ט 'ו Schaerer, ס (1994) עיוור מקסיקני דגים מערה (Astianax hubbsi) הגיב לגירויים חזותיים נעים. כתב העת של ביולוגיה ניסיונית 188, 89-1 (1).
9. Yancey, P.I., Clark, M.L, Eland, S.C., Bowlus R.D. ו Somero, G.N. (1982). לחיות עם מתח מים: אבולוציה של מערכות osmolyte. מדע 217, 1214-1222.