Bước tới nội dung

Sinh vật ưa cực

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Sinh vật ưa nhiệt tạo ra một số màu sắc trong Grand Prismatic Spring, vườn quốc gia Yellowstone

Một sinh vật ưa cực (tiếng Anh: "extremophile", từ extremus tiếng Latinh nghĩa là "cực hạn" và philiā (φιλία) tiếng Hy Lạp nghĩa là "yêu") là một sinh vật sinh trưởng trong điều kiện vật lý hay địa hóa học mà khắc nghiệt đến nỗi có thể dễ dàng gây hại cho đa phần sự sống trên Trái Đất.[1][2]

Phân loại

Hình ảnh hiển vi từ Hồ Tyrrell siêu mặn (độ mặn> 20% w/v), trong đó có thể xác định sơ bộ loài tảo lục nhân thực, Dunaliella salina. Dunaliella salina được nuôi thương mại để lấy carotenoid, β-carotene, được sử dụng rộng rãi làm chất tạo màu thực phẩm tự nhiên cũng như tiền chất của vitamin A. Bên cạnh đó là loài tảo haloarchaeon, Haloquadratum walsbyi, với các tế bào hình vuông phẳng chứa các túi khí cho phép nổi lên bề mặt, rất có thể là nơi hấp thụ oxy.
  • Sinh vật ưa axit: sinh vật có khả năng phát triển tối ưu ở mức pH 3.0 hoặc thấp hơn.
  • Sinh vật ưa kiềm: sinh vật có khả năng phát triển tối ưu ở mức pH 9.0 hoặc hơn.
  • Capnophile: sinh vật phát triển mạnh trong môi trường có nồng độ Carbon dioxide cao. Một ví dụ là Mannheimia succiniciproducens, một loại vi khuẩn sống trong hệ tiêu hóa của động vật nhai lại.[3]
  • Halophile: sinh vật có khả năng phát triển tối ưu ở nồng độ muối hòa tan là 50 g/L (= 5% m/v) trở lên (để so sánh, độ mặn của đại dương là khoảng 35 g/L (= 3,5% m/v)).
  • Hyperpiezophile: sinh vật có khả năng phát triển tối ưu ở áp suất thủy tĩnh trên 50 MPa (= 493 atm = 7.252 psi).
  • Hyperthermophile: một sinh vật có khả năng phát triển tối ưu ở nhiệt độ trên 80 °C (176 °F).
  • Metallotolerant: Một sinh vật có khả năng chịu đựng nồng độ cao các kim loại nặng hòa tan trong dung dịch, chẳng hạn như đồng, cadmium, asen và kẽm. Ví dụ bao gồm Ferroplasma sp., Cupriavidus metallidurans và GFAJ-1.[4][5][6]
  • Oligotroph: một sinh vật có khả năng tăng trưởng tối ưu trong môi trường dinh dưỡng hạn chế.
  • Osmophile: một sinh vật có khả năng phát triển tối ưu trong môi trường có nồng độ đường cao.
  • Piezophile hoặc barophile: một sinh vật có khả năng phát triển tối ưu ở áp suất thủy tĩnh trên 10 MPa (= 99 atm = 1.450 psi).
  • Polyextremophile (một từ ghép hỗn hợp tiếng Latin/Hy Lạp để chỉ tình cảm dành cho nhiều thái cực): không phải là một phạm trù được định nghĩa rõ ràng – một sinh vật được coi là sinh vật ưa cực trong nhiều phạm trù.
  • Psychrophile hoặc cryophile: một sinh vật có khả năng tăng trưởng tối ưu ở nhiệt độ 15 °C (59 °F) hoặc thấp hơn.
  • Radioresistant: Sinh vật có khả năng chống chịu bức xạ ion hóa ở mức độ cao, phổ biến nhất là tia cực tím. Nhóm này cũng bao gồm các sinh vật có khả năng chống chịu bức xạ hạt nhân, đặc biệt là tia gamma.
  • Sulphophile: Sinh vật có điều kiện phát triển tối ưu trong môi trường có nồng độ lưu huỳnh cao. Ví dụ như Sulfurovum epsilonproteobacteria, một loại vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh sống trong các lỗ thông hơi lưu huỳnh ở vùng nước sâu.[7]
  • Thermophile: một sinh vật có khả năng phát triển tối ưu ở nhiệt độ trên 45 °C (113 °F).
  • Xerophile: một sinh vật có khả năng tăng trưởng tối ưu ở mức hoạt động của nước dưới 0,8.
Limits of known life on Earth[8]
Tác nhânMôi trường sốngGiới hạnVí dụ
Nhiệt độ caolỗ thông thủy nhiệt dưới biển, lớp vỏ đại duơng110 °C (230 °F) đến 122 °C (252 °F)[8][9]Pyrolobus fumarii, Pyrococcus furiosus, Methanopyrus kandlerii, và các loài khác
Nhiệt độ thấpĐá lạnh−20 °C (−4 °F) đến −25 °C (−13 °F)[10]Rhodotorula glutinis, và các loài khác
KiềmHồ nhiễm kiềmpH > 11[8]Psychrobacter, Vibrio, Arthrobacter, Natronobacterium, Methanonatronarchaeum thermophilum, và các loài khác
Hệ thống axitSuối núi lửa, nước thải mỏ axitpH 0.06 to 1.0[8]Picrophilus oshimae, Thermoplasma acidophilum, và các loài khác
Bức xạ ion hóaTia vũ trụ, Tia X, Phân rã phóng xạ1,500 to 6,000 Gy[8]Deinococcus radiodurans, Rubrobacter, Thermococcus gammatolerans
Tia UVÁnh nắng5,000 J/m2[8]
Áp suất caoRãnh Mariana1,100 bar[8]Pyrococcus sp., và các loài khác
Độ mặnNồng độ muối caoaw ~ 0.6[8]Halobacteriaceae, Dunaliella salina, và các loài khác
Môi trường khô hạnSa mạc Atacama (Chile), Thung lũng khô McMurdo(Châu Nam Cực)độ ẩm tương đối ~60%[8]Chroococcidiopsis, và các loài khác
Lớp vỏ sâuđược tiếp cận ở một số mỏ vàngDesulforudis audaxviator, Halicephalobus mephisto, Mylonchulus brachyurus, động vật chân đốt chưa xác định

Polyextremophiles

Có nhiều lớp sinh vật ưa cực đoan phân bố khắp toàn cầu; mỗi lớp tương ứng với sự khác biệt về ổ sinh thái của nó so với điều kiện ưa ấm. Các phân loại này không loại trừ lẫn nhau. Nhiều sinh vật ưa cực đoan được chia thành nhiều nhóm và được phân loại là sinh vật ưa cực đoan đa cực. Ví dụ, các sinh vật sống bên trong đá nóng sâu dưới bề mặt Trái Đất là sinh vật ưa nhiệt và ưa áp, chẳng hạn như Thermococcus barophilus. [11]Một sinh vật ưa cực đoan đa cực sống trên đỉnh núi ở sa mạc Atacama có thể là sinh vật ưa khô kháng phóng xạ, ưa lạnh và ưa ít dinh dưỡng. Sinh vật ưa cực đoan đa cực nổi tiếng với khả năng chịu đựng cả độ pH cao và thấp.[12]Lưu ý rằng các sinh vật "chịu đựng" hoặc "kháng" không nhất thiết là sinh vật ưa cực đoan: các sinh vật chịu đựng hoặc kháng có thể sống sót bất chấp điều kiện khắc nghiệt thay vì phát triển mạnh trong điều kiện khắc nghiệt. Ví dụ, tardigrade (Tardigrada spp.), mặc dù có khả năng chịu đựng cao với nhiều loại áp zuất, nhưng về bản chất không phải là sinh vật ưa cực đoan.[13]

Chú thích

  1. ↑ Rampelotto, P. H. (2010). "Resistance of microorganisms to extreme environmental conditions and its contribution to Astrobiology". Sustainability. Quyển 2 số 6. tr. 1602–1623. Bibcode:2010Sust....2.1602R. doi:10.3390/su2061602.{{Chú thích tạp chí}}: Quản lý CS1: DOI truy cập mở nhưng không được đánh ký hiệu (liên kết)
  2. ↑ Rothschild, L.J.; Mancinelli, R.L. (2001). "Life in extreme environments". Nature. Quyển 409 số 6823. tr. 1092–1101. Bibcode:2001Natur.409.1092R. doi:10.1038/35059215. PMID 11234023.
  3. ↑ Hong, Soon Ho; Kim, Jin Sik; Lee, Sang Yup; In, Yong Ho; Choi, Sun Shim; Rih, Jeong-Keun; Kim, Chang Hoon; Jeong, Haeyoung; Hur, Cheol Goo; Kim, Jae Jong (ngày 19 tháng 9 năm 2004). "The genome sequence of the capnophilic rumen bacterium Mannheimia succiniciproducens". Nature Biotechnology. 22 (10): 1275–81. doi:10.1038/nbt1010. ISSN 1087-0156. PMID 15378067. S2CID 35247112.
  4. ↑ "Studies refute arsenic bug claim". BBC News. ngày 9 tháng 7 năm 2012. Truy cập ngày 10 tháng 7 năm 2012.
  5. ↑ Erb TJ, Kiefer P, Hattendorf B, Günther D, Vorholt JA (tháng 7 năm 2012). "GFAJ-1 is an arsenate-resistant, phosphate-dependent organism". Science. 337 (6093): 467–70. Bibcode:2012Sci...337..467E. doi:10.1126/science.1218455. PMID 22773139. S2CID 20229329.
  6. ↑ Reaves ML, Sinha S, Rabinowitz JD, Kruglyak L, Redfield RJ (tháng 7 năm 2012). "Absence of detectable arsenate in DNA from arsenate-grown GFAJ-1 cells". Science. 337 (6093): 470–73. arXiv:1201.6643. Bibcode:2012Sci...337..470R. doi:10.1126/science.1219861. PMC 3845625. PMID 22773140.
  7. ↑ Meier, Dimitri V; Pjevac, Petra; Bach, Wolfgang; Hourdez, Stephane; Girguis, Peter R; Vidoudez, Charles; Amann, Rudolf; Meyerdierks, Anke (ngày 4 tháng 4 năm 2017). "Niche partitioning of diverse sulfur-oxidizing bacteria at hydrothermal vents". The ISME Journal. 11 (7): 1545–58. Bibcode:2017ISMEJ..11.1545M. doi:10.1038/ismej.2017.37. ISSN 1751-7362. PMC 5520155. PMID 28375213.
  8. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Marion, Giles M.; Fritsen, Christian H.; Eicken, Hajo; Payne, Meredith C. (tháng 12 năm 2003). "The Search for Life on Europa: Limiting Environmental Factors, Potential Habitats, and Earth Analogues". Astrobiology. 3 (4): 785–811. Bibcode:2003AsBio...3..785M. doi:10.1089/153110703322736105. PMID 14987483.
  9. ↑ Heuer, Verena B.; Inagaki, Fumio; Morono, Yuki; Kubo, Yusuke; Spivack, Arthur J.; Viehweger, Bernhard; Treude, Tina; Beulig, Felix; Schubotz, Florence; Tonai, Satoshi; Bowden, Stephen A. (ngày 4 tháng 12 năm 2020). "Temperature limits to deep subseafloor life in the Nankai Trough subduction zone". Science (bằng tiếng Anh). 370 (6521): 1230–34. Bibcode:2020Sci...370.1230H. doi:10.1126/science.abd7934. hdl:2164/15700. ISSN 0036-8075. PMID 33273103. S2CID 227257205.
  10. ↑ Neufeld, Josh; Clarke, Andrew; Morris, G. John; Fonseca, Fernanda; Murray, Benjamin J.; Acton, Elizabeth; Price, Hannah C. (2013). "A Low Temperature Limit for Life on Earth". PLOS ONE. 8 (6): e66207. Bibcode:2013PLoSO...866207C. doi:10.1371/journal.pone.0066207. PMC 3686811. PMID 23840425.
  11. ↑ Marteinsson, Viggó Thór; Birrien, Jean-Louis; Reysenbach, Anna-Louise; Vernet, Marc; Marie, Dominique; Gambacorta, Agata; Messner, Paul; Sleytr, Uwe B.; Prieur, Daniel (1999). "Thermococcus barophilus sp. nov., a new barophilic and hyperthermophilic archaeon isolated under high hydrostatic pressure from a deep-sea hydrothermal vent". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Quyển 49 số 2. tr. 351–359. doi:10.1099/00207713-49-2-351. ISSN 1466-5034.
  12. ↑ Yadav, Ajar Nath; Verma, Priyanka; Kumar, Murugan; Pal, Kamal K.; Dey, Rinku; Gupta, Alka; Padaria, Jasdeep Chatrath; Gujar, Govind T.; Kumar, Sudheer (ngày 1 tháng 6 năm 2015). "Diversity and phylogenetic profiling of niche-specific Bacilli from extreme environments of India". Annals of Microbiology (bằng tiếng Anh). Quyển 65 số 2. tr. 611–629. doi:10.1007/s13213-014-0897-9. ISSN 1869-2044.
  13. ↑ Genomics, Front Line; Robertson, Lauren (ngày 18 tháng 10 năm 2022). "Everything you need (and want) to know about tardigrades". Front Line Genomics (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 26 tháng 11 năm 2025.
Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Sinh_vật_ưa_cực&oldid=74524945”