O termófilos São um subtipo de organismos Extremofílicos que se caracterizam por tolerar altas temperaturas, entre 50 ° C e 75 ° C, seja porque esses valores de temperatura são mantidos nesses ambientes extremos, seja porque são frequentemente atingidos..
Os organismos termofílicos são geralmente bactérias ou arquéias, no entanto, existem metazoários (organismos eucarióticos que são heterotróficos e de tecido), que também se desenvolvem em locais quentes.
Sabe-se também que os organismos marinhos, associados em simbiose com bactérias termofílicas, podem se adaptar a essas altas temperaturas e que também desenvolveram mecanismos bioquímicos como hemoglobina modificada, volemia elevada, entre outros, que lhes permitem tolerar a toxicidade de sulfetos e compostos enxofre.
Acredita-se que procariotos termofílicos foram as primeiras células simples na evolução da vida e que habitaram locais com atividade vulcânica e gêiseres nos oceanos..
Exemplos desse tipo de organismos termofílicos são aqueles que vivem nas proximidades de fontes hidrotermais ou de fontes no fundo dos oceanos, como bactérias metanogênicas (produtoras de metano) e anelídeo Riftia pachyptila.
Os principais habitats onde os termófilos podem ser encontrados são:
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A temperatura é um dos principais fatores ambientais que determinam o crescimento e a sobrevivência dos seres vivos. Cada espécie tem uma faixa de temperaturas entre as quais pode sobreviver, no entanto, tem crescimento e desenvolvimento ideais em temperaturas específicas..
A taxa de crescimento de cada organismo versus a temperatura pode ser expressa graficamente, obtendo-se os valores correspondentes às temperaturas críticas importantes (mínima, ótima e máxima)..
Nas temperaturas mínimas de crescimento de um organismo, ocorre uma diminuição da fluidez da membrana celular e os processos de transporte e troca de materiais, como entrada de nutrientes e saída de substâncias tóxicas, podem ser interrompidos..
Entre a temperatura mínima e a temperatura ótima, a taxa de crescimento dos microrganismos aumenta.
Na temperatura ideal, as reações metabólicas ocorrem com a maior eficiência possível.
Acima da temperatura ideal, ocorre uma diminuição na taxa de crescimento até a temperatura máxima que cada organismo pode tolerar.
Nessas altas temperaturas, proteínas estruturais e funcionais, como as enzimas, são desnaturadas e inativadas, pois perdem sua configuração geométrica e configuração espacial particular, a membrana citoplasmática se rompe e ocorre lise ou ruptura térmica por efeito do calor..
Cada microrganismo tem suas temperaturas de desenvolvimento e operação mínima, ótima e máxima. Os termófilos apresentam valores excepcionalmente altos nessas três temperaturas..
Os organismos termofílicos podem ser divididos em três grandes categorias:
Os locais hidrotermais são surpreendentemente comuns e amplamente distribuídos. Eles podem ser amplamente divididos entre aqueles que estão associados a áreas vulcânicas e aqueles que não estão..
Ambientes hidrotérmicos com as temperaturas mais altas são geralmente associados a características vulcânicas (caldeiras, falhas, limites de placas tectônicas, bacias de arco traseiro), que permitem que o magma suba a uma profundidade onde pode interagir diretamente com águas subterrâneas profundas.
Os pontos quentes também costumam ser acompanhados por outras características que dificultam o desenvolvimento da vida, como valores extremos de pH, matéria orgânica, composição química e salinidade..
Habitantes de ambientes hidrotermais terrestres, portanto, sobrevivem na presença de várias condições extremas. Esses organismos são conhecidos como poliextremófilos..
Organismos pertencentes a todos os três domínios (eucariotos, bacterianos e arqueas) foram identificados em ambientes hidrotermais terrestres. A diversidade desses organismos é determinada principalmente pela temperatura.
Embora uma gama diversificada de espécies bacterianas habite ambientes moderadamente termofílicos, os fotoautótrofos podem vir a dominar a comunidade microbiana e formar estruturas macroscópicas em forma de "tapete" ou "tapete"..
Essas “esteiras fotossintéticas” estão presentes na superfície da maioria das fontes termais neutras e alcalinas (pH maior que 7,0) em temperaturas entre 40-71 ° C, com as cianobactérias estabelecidas como os principais produtores dominantes..
Acima de 55 ° C, as esteiras fotossintéticas são predominantemente habitadas por cianobactérias unicelulares, como Synechococcus sp.
Esteiras microbianas fotossintéticas também podem ser predominantemente habitadas por bactérias dos gêneros Cloroflexo Y Roseiflexus, ambos os membros da ordem Chloroflexales.
Quando associada a cianobactérias, as espécies de Cloreflexo Y Roseiflexus crescem de forma otimizada em condições foto-heterotróficas.
Se o pH for ácido, os gêneros são comuns Acidiosphaera, Acidiphilium, Desulfotomaculum, Hydrogenobaculum, Methylokorus, Sulfobacillus Thermoanaerobacter, Thermodesulfobium Y Thermodesulfator.
Em fontes hipertermofílicas (entre 72-98 ° C) sabe-se que não ocorre fotossíntese, o que permite o predomínio de bactérias quimiolitoautotróficas..
Esses organismos pertencem ao filo Aquificae e são cosmopolitas; pode oxidar hidrogênio ou enxofre molecular com oxigênio como um aceitador de elétrons e fixar carbono por meio da via do ácido tricarboxílico redutor (rTCA).
A maioria das arquéias cultivadas e não cultivadas identificadas em ambientes térmicos neutros e alcalinos pertencem ao filo Crenarchaeota.
Espécies como Thermofilum pendens, Thermosphaera aggregans ou Stetteria hydrogenophila Nitrosocaldus yellowstonii, proliferar abaixo de 77 ° C e Thermoproteus neutrophilus, Vulcanisaeta distributa, Thermofilum pendens, Aeropyruni pernix, Desulfurococcus mobilis e Ignisphaera aggregans, em fontes com temperaturas superiores a 80 ° C.
Em ambientes ácidos, archaea dos gêneros são encontrados: Sulfolobus, Sulfurococcus, Metallosphaera, Acidianus, Sulfurisphaera, Picrophilus, Thermoplasma, Thennocladium Y Galdivirga.
Entre os eucariotos de fontes neutras e alcalinas, podemos citar Thermomyces lanuginosus, Scytalidium thermophilum, Echinamoeba thermarum, Marinamoeba thermophilia Y Oramoeba funiarolia.
Em fontes ácidas, você pode encontrar os gêneros: Pinnularia, Cyanidioschyzon, Cyanidium ou Galdieria.
Com temperaturas variando de 2 ° C a mais de 400 ° C, pressões acima de vários milhares de libras por polegada quadrada (psi) e altas concentrações de sulfeto de hidrogênio tóxico (pH de 2,8), as fontes hidrotermais profundas são possivelmente as mais extremas ambientes em nosso planeta.
Nesse ecossistema, os micróbios funcionam como o elo inferior da cadeia alimentar, derivando sua energia do calor geotérmico e de produtos químicos encontrados nas profundezas do interior da Terra..
A fauna associada a essas fontes ou respiradouros é muito variada e as relações entre os diferentes taxa ainda não são totalmente compreendidas..
Entre as espécies que foram isoladas estão bactérias e arqueas. Por exemplo, archaea do gênero foram isoladas Methanococcus, Methanopyus e bactérias anaeróbicas termofílicas do gênero Caminibacter.
As bactérias se desenvolvem em biofilmes que se alimentam de vários organismos, como anfípodes, copépodes, caracóis, camarão caranguejo, vermes tubulares, peixes e polvos.
Um panorama comum é constituído por acúmulos de mexilhões, Bathymodiolus thermophilus, mais de 10 cm de comprimento, aglomerando-se em rachaduras na lava basáltica. Estes são geralmente acompanhados por numerosos caranguejos galateídeos (Munidopsis subsquamosa).
Um dos organismos mais incomuns encontrados é o verme tubular Riftia pachyptila, que podem ser agrupados em grandes quantidades e atingir tamanhos próximos a 2 metros.
Esses vermes tubulares não têm boca, estômago ou ânus (ou seja, não têm sistema digestivo); são um saco totalmente fechado, sem qualquer abertura para o ambiente externo.
A cor vermelha brilhante da caneta na ponta deve-se à presença de hemoglobina extracelular. O sulfeto de hidrogênio é transportado através da membrana celular associada aos filamentos dessa pluma e, por meio da hemoglobina extracelular, atinge um “tecido” especializado denominado trofossomo, composto inteiramente por bactérias quimiossintéticas simbióticas..
Pode-se dizer que esses vermes possuem um “jardim” interno de bactérias que se alimentam de sulfeto de hidrogênio e fornecem o “alimento” para o verme, uma adaptação extraordinária..
Desertos quentes cobrem 14-20% da superfície da Terra, cerca de 19-25 milhões de km.
Os desertos mais quentes, como o Saara do Norte da África e os desertos do sudoeste dos EUA, México e Austrália, são encontrados em todos os trópicos nos hemisférios norte e sul (entre aproximadamente 10 ° e 30-40 ° de latitude).
Uma característica definidora de um deserto quente é a aridez. De acordo com a classificação climática Koppen-Geiger, desertos são regiões com precipitação anual inferior a 250 mm.
No entanto, a precipitação anual pode ser um índice enganoso, pois a perda de água é um fator decisivo no balanço hídrico..
Assim, a definição de deserto do Programa Ambiental das Nações Unidas é um déficit de umidade anual sob condições climáticas normais, onde a evapotranspiração potencial (PET) é cinco vezes maior que a precipitação real (P)..
O PET alto é prevalente em desertos quentes porque, devido à falta de cobertura de nuvens, a radiação solar se aproxima do máximo em regiões áridas.
Os desertos podem ser divididos em dois tipos de acordo com seu nível de aridez:
Os desertos são distintos das terras áridas semi-áridas (P / PET 0,2-0,5) e das terras áridas subúmidas (0,5-0,65).
Os desertos possuem outras características importantes, como as fortes variações de temperatura e a alta salinidade de seus solos..
Por outro lado, um deserto costuma estar associado a dunas e areia, no entanto, esta imagem corresponde apenas a 15-20% de todas elas; paisagens rochosas e montanhosas são os ambientes desérticos mais frequentes.
Os habitantes dos desertos, que são termófilos, têm uma série de adaptações para enfrentar as adversidades que surgem com a falta de chuvas, altas temperaturas, ventos, salinidade, entre outros.
As plantas xerófitas desenvolveram estratégias para evitar a transpiração e armazenar o máximo de água possível. A suculência ou espessamento de caules e folhas é uma das estratégias mais utilizadas.
É evidente na família Cactaceae, onde as folhas também foram modificadas em forma de espinhos, tanto para evitar a evapotranspiração quanto para repelir herbívoros..
O genero Lithops ou plantas de pedra, nativas do deserto da Namíbia, também desenvolvem suculência, mas neste caso a planta cresce rente ao solo, camuflando-se com as pedras ao redor.
Por outro lado, os animais que vivem nesses habitats extremos desenvolvem todos os tipos de adaptações, desde fisiológicas até etológicas. Por exemplo, os chamados ratos-canguru apresentam baixo volume urinário em pequeno número, tornando esses animais muito eficientes em seu ambiente de escassez de água..
Outro mecanismo para reduzir a perda de água é o aumento da temperatura corporal; por exemplo, a temperatura corporal de camelos em repouso pode aumentar no verão de cerca de 34 ° C para mais de 40 ° C.
As variações de temperatura são de grande importância na conservação de água, para o seguinte:
Outro exemplo é o rato da areia (Psammomys obesus), que desenvolveu um mecanismo digestivo que lhes permite alimentar-se apenas de plantas do deserto da família Chenopodiaceae, que contêm grandes quantidades de sais nas folhas.
As adaptações etológicas (comportamentais) dos animais do deserto são numerosas, mas talvez a mais óbvia implique que o ciclo atividade-descanso é revertido.
Desta forma, esses animais tornam-se ativos ao pôr do sol (atividade noturna) e deixam de ser ativos ao amanhecer (descanso diurno), portanto sua vida ativa não coincide com os horários mais quentes..
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