O psicrófilos Eles são um subtipo de organismos Extremofílicos que se caracteriza por resistir a baixas temperaturas, geralmente entre -20 ° C e 10 ° C, e por ocupar habitats permanentemente frios. Esses organismos geralmente são bactérias ou arquéias, porém existem metazoários como líquenes, algas, fungos, nematóides e até mesmo insetos e animais vertebrados..
Ambientes frios dominam a biosfera da Terra e são colonizados por microrganismos abundantes e diversos que desempenham um papel potencialmente crítico nos ciclos biogeoquímicos globais..
Além de resistir a baixas temperaturas, os organismos psicrofílicos também devem ser adaptados a outras condições extremas, como altas pressões, altas concentrações de sal e alta radiação ultravioleta..
Índice do artigo
Os principais habitats dos organismos psicrofílicos são:
-Ambientes marinhos polares.
-Bloco de gelo ou gelo marinho.
-Ambientes terrestres polares.
-Lagos de grande altitude e latitude.
-Lagos subglaciais.
-Regiões alpinas frias.
-Superfícies de geleira.
-Desertos polares.
-Oceano profundo.
Os psicrófilos são protegidos do congelamento por várias adaptações. Uma delas é a flexibilidade de suas membranas celulares, que conseguem ao incluir um alto teor de ácidos graxos curtos e insaturados nas estruturas de suas membranas lipídicas..
O efeito da incorporação desses ácidos graxos é diminuir o ponto de fusão, aumentando sua fluidez e resistência..
Outra adaptação importante dos psicrófilos é a síntese de proteínas anticongelantes. Essas proteínas mantêm a água corporal em estado líquido e protegem o DNA quando as temperaturas caem abaixo do ponto de congelamento da água. Eles também evitam que ocorra a formação de gelo ou recristalização.
A diversidade de psicrófilos unicelulares é muito grande, entre estes podemos citar membros da maioria das linhagens bacterianas: Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Cianobacteria, Firmicutes, Gemmatimonadetes, OP10 e Planctomycetes.
Além disso, Proteobacteria e Verrucomicrobia foram detectadas no Ártico, na Antártica e em criocones alpinos. Eles também foram detectados na Groenlândia, Canadá, Tibete e Himalaia..
Entre as cianobactérias psicrofílicas encontramos Leptolvngbva, Formidium e Nostoc. Outros gêneros comuns são unicelulares Aphanothece, Chroococcus Y Charnaesiphon, e o filamentoso Oscilatoria, Microcoleus, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Crinalium Y Plectonerna.
Entre os insetos psicrofílicos podemos citar o gênero Diamesa do Himalaia (Nepal), que permanece ativo até atingir a temperatura de -16 ° C.
Há também o mosquito apterus (sem asas), Bélgica Antártica, 2-6 mm de comprimento, endêmico da Antártica. Este é o único inseto do continente e também o único animal exclusivamente terrestre.
Animais vertebrados também podem ser psicrófilos. Alguns exemplos incluem um pequeno número de sapos, tartarugas e uma cobra que usa o congelamento de água extracelular (água fora das células) como estratégia de sobrevivência para proteger suas células durante o inverno..
O nematóide antártico Panagrolaimus davidi pode sobreviver ao congelamento da água intracelular e, subsequentemente, crescer novamente e se reproduzir.
Também os peixes da família Channichthyidae -que vivem nas águas frias da Antártica e do sul da América do Sul- usam proteínas anticongelantes para proteger suas células contra o congelamento total..
A temperatura máxima (Tmax) a taxa de crescimento de um organismo é a mais alta que ele pode tolerar. Enquanto a temperatura ideal (Toptar) o crescimento é aquele em que o organismo cresce mais rápido.
Todos os organismos que sobrevivem e se desenvolvem em ambientes de baixa temperatura são geralmente considerados psicrófilos. No entanto, como sabemos, o termo psicrofílico deve ser aplicado apenas aos organismos cujo Tmax é de 20 ° C (ou seja, eles não podem sobreviver a altas temperaturas).
Microrganismos foram isolados de áreas muito frias, que podem crescer em condições de laboratório em temperaturas acima de 20 ° C, o que indica que, embora estejam adaptados a baixas temperaturas, não devem ser considerados psicrófilos. Esses microrganismos são chamados de "mesotolerantes", ou seja, toleram temperaturas médias.
Methanococcoides burtonii é uma arquéia Extremofílica e metanogênica isolada do Lago Ace, na Antártica, onde a temperatura varia entre 1 e 2 ° C. No entanto, em estudos de laboratório, verificou-se que seu Toptar a taxa de crescimento é de 23 ° C e o Tmax é de 28 ° C, então não deve ser considerado psicrofílico.
Methanogenium frigidum É também uma archaea metanogênica e halofílica (que tolera sal no meio), isolada do próprio Lago Ace e que em laboratório apresenta um Toptar 15 ° C e um Tmax de 18 ° C, sendo possível classificá-lo como psicrofílico.
Pode-se considerar que o psicrófilo M. frigidum deve ser melhor adaptado a baixas temperaturas do que M. burtonii. Porém, M. burtonii cresce mais rápido que M. frigidum a temperaturas de 1 a 2 ° C no Lago Ace.
Esses dados indicam que existem outros fatores ambientais (bióticos e abióticos), além da temperatura, que influenciam o crescimento populacional desses microrganismos em seu habitat natural..
A sobrevivência de um organismo em um determinado ambiente depende da combinação de múltiplos fatores ambientais e não do efeito de apenas um. Por outro lado, cada microrganismo possui requisitos específicos (diferentes da temperatura), que também afetam seu desempenho..
Em caso de M. burtonii Y M. frigidum, Cada um é conhecido por usar diferentes fontes de carbono e energia: M. burtonii usa substratos metilados, enquanto M. frigidum use Hdois: COdois para o seu crescimento. O Lago Ace está saturado de metano, o que favorece o crescimento de M. burtonii.
Sphingopyxis alaskensis é uma bactéria isolada das águas marinhas do hemisfério norte, onde prevalecem as temperaturas de 4 a 10 ° C. Por outro lado, haloarchaeas, que são arquéias que habitam águas altamente saturadas com sal, crescem a uma temperatura de -20 ° C.
Apesar de possuírem grandes populações em seus habitats naturais, nenhum desses microrganismos foi cultivado em laboratório abaixo de 4 ° C..
Na sua vez, S. alaskensis tem um Tmax 45 ° C e haloarchaea podem crescer em temperaturas acima de 30 ° C, portanto não podem ser considerados psicrofílicos. No entanto, suas populações estão bem adaptadas e são muito abundantes em áreas extremamente frias..
Do exposto, podemos supor que existem outros fatores ambientais limitantes que influenciam a sobrevivência desses organismos em seus habitats naturais, e a temperatura não é o fator de maior peso..
As enzimas de organismos psicrofílicos são caracterizadas por alta atividade em temperaturas baixas e moderadas. Além disso, essas enzimas têm baixa estabilidade térmica..
Devido a essas características, as enzimas de organismos psicrofílicos são muito atrativas para serem aplicadas em diversos processos na indústria de alimentos, medicina, biologia molecular, indústria farmacêutica, entre outras..
Ainda sem comentários