O Extremófilos Eles são organismos que vivem em ambientes extremos, ou seja, aqueles que estão longe das condições em que vive a maioria dos organismos conhecidos pelos humanos..
Os termos “extremo” e “extremófilo” são relativamente antropocêntricos, porque os humanos avaliam os habitats e seus habitantes, com base no que seria considerado extremo para nossa própria existência.
Pelo exposto, o que caracteriza um ambiente extremo é que ele apresenta condições intoleráveis para o ser humano quanto à temperatura, umidade, salinidade, luz, pH, disponibilidade de oxigênio, níveis de toxicidade, entre outros..
De uma perspectiva não antropocêntrica, o ser humano poderia ser extremófilo, dependendo do organismo que o avaliou. Por exemplo, do ponto de vista de um organismo anaeróbio estrito, para o qual o oxigênio é tóxico, seres aeróbios (como os humanos) seriam extremófilos. Para os humanos, por outro lado, os organismos anaeróbicos são extremófilos.
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Atualmente definimos como "extremos" numerosos ambientes dentro e fora do planeta Terra e constantemente descobrimos organismos capazes, não só de sobreviver, mas também de prosperar amplamente em muitos deles..
Em 1974, R. D. Macelroy propôs o termo "Extremófilos" para definir esses organismos que apresentam crescimento e desenvolvimento ótimos sob condições extremas, ao contrário dos organismos mesófilos, que crescem em ambientes com condições intermediárias..
De acordo com Macelroy:
"Extremófilo é um descritivo para organismos capazes de povoar ambientes hostis a mesófilos, ou organismos que só crescem em ambientes intermediários".
Existem dois graus básicos de extremismo nos organismos: aqueles que podem tolerar uma condição ambiental extrema e tornando-se dominante sobre os outros; e aqueles que crescem e se desenvolvem Otimamente sob condições extremas.
A denominação de um ambiente como "extremo" responde a uma construção antropogênica, a partir da consideração dos extremos distantes da linha de base de uma determinada condição ambiental (temperatura, salinidade, radiação, entre outras), que permite a sobrevivência humana..
No entanto, esse nome deve ser baseado em certas características de um ambiente, da perspectiva do organismo que o habita (e não da perspectiva humana)..
Essas características incluem: biomassa, produtividade, biodiversidade (número de espécies e representação de táxons superiores), diversidade de processos em ecossistemas e adaptações específicas ao meio ambiente do organismo em questão..
A soma total de todas essas características denota a condição extrema de um ambiente. Por exemplo, um ambiente extremo é aquele que geralmente apresenta:
O termo Extremofílico freqüentemente se refere a procariontes, como bactérias, e às vezes é usado de forma intercambiável com Archaea..
No entanto, existe uma grande variedade de organismos Extremofílicos e nosso conhecimento da diversidade filogenética em habitats extremos está aumentando quase que diariamente..
Sabemos, por exemplo, que todos os hipertermófilos (amantes do calor) são membros de Archaea e Bacteria. Eucariotos são comuns entre psicrófilos (amantes do frio), acidófilos (amantes de baixo pH), alcalófilos (amantes de alto pH), xerófilos (amantes de ambientes secos) e halófilos (amantes de sal).
Organismos multicelulares, como animais invertebrados e vertebrados, também podem ser acuminados.
Por exemplo, alguns psicrófilos incluem um pequeno número de sapos, tartarugas e uma cobra, que durante o inverno evitam o congelamento intracelular em seus tecidos, acumulando osmólitos no citoplasma celular e permitindo o congelamento apenas de água extracelular (externa às células)..
Outro exemplo é o caso do nematóide antártico. Panagrolaimus davidi, que pode sobreviver ao congelamento intracelular (congelamento de água dentro de suas células), sendo capaz de crescer e se reproduzir após o descongelamento.
Também os peixes da família Channichthyidae, habitantes das águas frias da Antártica e do sul do continente americano, usam proteínas anticongelantes para proteger suas células contra seu congelamento total..
Poliextremófilos são organismos que podem sobreviver a mais de uma condição extrema ao mesmo tempo, sendo, portanto, comuns em todos os ambientes extremos..
Por exemplo, plantas desérticas que sobrevivem ao calor extremo, disponibilidade limitada de água e, muitas vezes, alta salinidade.
Outro exemplo seriam os animais que habitam o fundo do mar, capazes de suportar pressões muito altas, como falta de luz e de nutrientes, entre outras..
Os extremos ambientais são tradicionalmente definidos com base em fatores abióticos, como:
Os extremófilos são descritos de forma semelhante com base nas condições extremas que enfrentam..
Os ambientes extremos mais importantes que podemos reconhecer de acordo com suas condições abióticas são:
Ambientes de frio extremo são aqueles que freqüentemente persistem ou caem por períodos (curtos ou longos) de temperaturas abaixo de 5 ° C. Isso inclui os pólos da Terra, regiões montanhosas e alguns habitats oceânicos profundos. Mesmo alguns desertos muito quentes durante o dia têm temperaturas muito baixas à noite..
Existem outros organismos que vivem na criosfera (onde a água está em estado sólido). Por exemplo, organismos que vivem em matrizes de gelo, permafrost, sob coberturas de neve permanentes ou periódicas, devem tolerar vários extremos, incluindo frio, dessecação e altos níveis de radiação..
Habitats extremamente quentes são aqueles que permanecem ou atingem periodicamente temperaturas acima de 40 ° C. Por exemplo, desertos quentes, locais geotérmicos e fontes hidrotermais profundas.
Eles são frequentemente associados a temperaturas extremas, ambientes onde a água disponível é muito limitada (persistentemente ou por períodos regulares de tempo), como desertos quentes e frios e alguns habitats endolíticos (localizados dentro de rochas).
Outros ambientes estão sujeitos a alta pressão hidrostática, como as zonas bentônicas dos oceanos e lagos profundos. Nessas profundidades, seus habitantes devem suportar pressões superiores a 1000 atmosferas.
Alternativamente, existem extremos hipobáricos (de baixa pressão atmosférica), em montanhas e em outras regiões elevadas do mundo.
Em geral, ambientes extremamente ácidos são aqueles que mantêm ou regularmente atingem valores abaixo de pH 5.
O pH baixo, em particular, aumenta a condição “extrema” de um ambiente, pois aumenta a solubilidade dos metais presentes e os organismos que neles vivem devem ser adaptados para enfrentar os múltiplos extremos abióticos..
Por outro lado, ambientes extremamente alcalinos são aqueles que permanecem ou registram regularmente valores de pH acima de 9.
Exemplos de ambientes com pH extremo incluem lagos, águas subterrâneas e solos altamente ácidos ou alcalinos.
Ambientes hipersalinos são definidos como aqueles com concentrações de sal maiores que as da água do mar, que tem 35 partes por mil. Esses ambientes incluem lagos hipersalinos e salinos.
Com “salina” não nos referimos apenas à salinidade devida ao cloreto de sódio, pois podem haver ambientes salinos onde o sal predominante é outra coisa..
Habitats com oxigênio livre limitado (hipóxico) ou sem oxigênio presente (anóxico), persistentemente ou em intervalos regulares, também são considerados extremos. Por exemplo, ambientes com essas características seriam as bacias anóxicas em oceanos e lagos e os estratos de sedimentos mais profundos..
A radiação ultravioleta (UV) ou infravermelha (IR) também pode impor condições extremas aos organismos. Ambientes de radiação extrema são aqueles expostos a radiação anormalmente alta ou radiação fora da faixa normal. Por exemplo, ambientes polares e de alta altitude (terrestres e aquáticos).
Algumas espécies apresentam mecanismos evasivos de alta radiação UV ou IR. Por exemplo, as algas antárticas Phaeocystis pouchetii produz "protetores solares" solúveis em água, que absorvem fortemente os comprimentos de onda UV-B (280-320nm) e protegem suas células de níveis extremamente altos de UV-B nos 10 m superiores da coluna de água (após a quebra do gelo marinho).
Outros organismos são muito tolerantes à radiação ionizante. Por exemplo, a bactéria Deinococcus radiodurans pode preservar sua integridade genética compensando extensos danos ao DNA após a exposição à radiação ionizante.
Esta bactéria usa mecanismos intercelulares para limitar a degradação e restringir a difusão de fragmentos de DNA. Além disso, possui proteínas de reparo de DNA altamente eficientes.
Mesmo em ambientes aparentemente de baixa ou nenhuma radiação, os organismos Extremofílicos são adaptados para responder às mudanças nos níveis de radiação..
Por exemplo, Astyanax hubbsi, um peixe cego mexicano que vive em cavernas não tem estruturas oculares superficialmente perceptíveis e ainda pode distinguir pequenas diferenças na luz ambiente. Use fotorreceptores extraoculares para detectar e responder a estímulos visuais em movimento.
Atualmente vivemos em um ambiente onde são impostas condições ambientais extremas, geradas artificialmente como efeito das atividades humanas..
Os chamados ambientes de impacto antropogênico são extremamente variados, de escopo global e não podem mais ser ignorados ao definir certos ambientes extremos.
Por exemplo, ambientes afetados pela poluição (atmosférica, hídrica e do solo) - como mudanças climáticas e chuva ácida -, extração de recursos naturais, distúrbios físicos e superexploração.
Além dos ambientes extremos mencionados acima, os ecologistas terrestres sempre estiveram cientes da natureza especial das zonas de transição entre duas ou mais comunidades ou ambientes diversos, como a linha das árvores nas montanhas ou a fronteira entre florestas e pastagens. São os chamados cintos de tensão ou ecótonos..
Ecótonos também existem no ambiente marinho, por exemplo, a transição entre o gelo e a água representada pela borda do gelo marinho. Essas zonas de transição normalmente exibem maior diversidade de espécies e densidade de biomassa do que as comunidades adjacentes, em grande parte porque os organismos que vivem nelas podem aproveitar os recursos dos ambientes adjacentes, o que pode lhes dar uma vantagem..
No entanto, os ecótonos são regiões dinâmicas e em constante mudança, frequentemente mostrando uma gama mais ampla de variação nas condições abióticas e bióticas ao longo de um período anual do que os ambientes adjacentes..
Isso poderia ser razoavelmente considerado “extremo”, porque requer que os organismos adaptem continuamente seu comportamento, fenologia (tempo sazonal) e interações com outras espécies..
As espécies que vivem em ambos os lados do ecótono são geralmente mais tolerantes à dinâmica, enquanto as espécies cujo alcance é limitado a um lado experimentam o outro lado como extremo..
Em geral, essas zonas de transição também são frequentemente as primeiras a serem afetadas por mudanças no clima e / ou distúrbios, tanto naturais quanto antropogênicos..
Não só os ambientes são dinâmicos, e podem ou não ser extremos, mas os organismos também são dinâmicos e têm ciclos de vida com diferentes estágios, adaptados a condições ambientais particulares..
Pode acontecer que o ambiente que sustenta uma das etapas do ciclo de vida de um organismo seja extremo para outra das etapas.
Por exemplo, o coco (Cocos nucifera), apresenta uma semente adaptada para transporte marítimo, mas a árvore adulta cresce em terra.
Em plantas com esporos vasculares, como samambaias e diferentes tipos de musgos, o gametófito pode ser desprovido de pigmentos fotossintéticos, não ter raízes e depender da umidade ambiental..
Enquanto os esporófitos têm rizomas, raízes e brotos que resistem a condições quentes e secas em plena luz do sol. A diferença entre esporófitos e gametófitos está na mesma ordem que as diferenças entre táxons.
Um exemplo muito próximo é constituído pelos estágios juvenis de muitas espécies, que geralmente são intolerantes ao ambiente que normalmente envolve o adulto, portanto, geralmente requerem proteção e cuidados durante o período em que adquirem as habilidades e forças que o permitem. lidando com esses ambientes.
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