Milovníci extrémů

15. listopadu 2010 v 19:22 | Aťan |  ZEMĚ, STÁTY, MĚSTA

Na zemi známe 14 druhů milovníků extrémů:

acidofil - organismus, který žije v prostředí s nízkým pH
alkalofil - organismus, který žije v prostředí s vysokým pH
archebakterie - samostatná větev prokaryotických organismů, odlišná od "pravých" bakterií
autotrof - producent, dokáže vyrábět vlastní uhlíkaté řetězce (většinou z CO2)
endolit - organismus, schopný přežít i uvnitř horniny
extrémofil - obecné pojmenování pro organismy, jejichž životní optimum je v některém z parametrů velmi vzdáleno optimu člověka
halofil - organismus, který dokáže růst a množit se v prostředí s extrémní koncentrací solí
heterotrof - konzument, uhlíkaté řetězce musí získávat z vnějších zdrojů
oligotrof - organismus, který dokáže přežít i v prostředí s nízkým obsahem živin
osmofil - organismus, který snáší vysoký osmotický tlak (tlak toku rozpouštědla přes buněčnou membránu)
piezofil - organismus, který snáší vysoký hydrostatický tlak (v oceánských hlubinách)
psychrofil - organismus, který může růst při nízkých teplotách (nižších než 16 °C, známe ale i takové, které dokáží růst při teplotě nižší než 0 °C)
termofil - organismus, který si libuje v nezvykle vysokých teplotách
xerofil - organismus, který dokáže růst i v prostředí extrémně chudém na vodu

1. Jezero Mono v Kalifornii

e1

Kde jej najdeme: východ amerického státu Kalifornie
Největší extrémy: 2,5x slanější a 80x zásaditější (pH 10) než voda v oceánech
Jaký život zde potkáme: řasy, korýši, hmyz

Jezero z louhu

Voda jezera Mono, které je nejstarším jezerem na území severoamerického kontinentu, vlastně není ničím jiným než přesoleným louhem. Tato nádrž na úpatí pohoří Sierra Nevada totiž nemá žádný odtok - voda z ní uniká pouze prostřednictvím vypařování. V roce 1941 začala navíc radnice města Los Angeles využívat vodu z přítoků jezera a jeho objem se tak o polovinu snížil, čímž koncentrace solí a hydroxidových aniontů ještě výrazně stoupla. Takto extrémní prostředí nedokáže snést velké množství organismů. Přesto, nebo dokonce právě proto, jsou však vody jezera na život velmi bohaté. Druhy, které se dokázaly přizpůsobit těmto podmínkám, zde totiž nenacházejí žádné přirozené nepřátele a vyskytují se zde proto v obrovském množství.

Korýš králem jezera

Základem potravního řetězce jsou zde fotosyntetizující řasy, díky nimž připomíná v březnu voda v jezeře hrachovou polévku. Skutečným králem jezera je jediný druh korýše, lupenonožec Artemia monica, který se nevyskytuje nikde jinde na světě. Vědci odhadují, že během teplých letních měsíců obývá jezero 4-6 trilionů (1012) těchto tvorů. Kromě korýšů se na vydatné potravě z řas pasou i larvy mušek z čeledi březnicovitých rodu Ephydra. Tyto larvy totiž velmi dobře snášejí velké výkyvy v salinitě či pH (slanosti a kyselosti). Na dospělých mouchách si pak zase s oblibou smlsnou tažní ptáci, jichž se v okolí objevuje okolo 35 druhů. Jak je vidět, i v tak nepříznivých podmínkách dokáže život skutečně kypět.

2. Řeka Tinto ve Španělsku

e2

Kde jej najdeme: pramení v Andalusii, do moře ústí ve městě Huelva v jihozápadním Španělsku
Největší extrémy: obrovská kyselost (pH mezi 1,7-2,5)
Jaký život zde potkáme: obrovská druhová pestrost s převahou evolučně pokročilejších eukaryot, tedy organismů s pravými buněčnými jádry

Kyselina v říčním korytu

Voda řeky Tinto je v podstatě téměř čistá kyselina - její pH se pohybuje okolo hodnoty 2 (pro srovnání - pH octa je 2,4). Takto extrémní kyselost však výjimečně nespadá na vrub člověka, ale unikátní ekologie řeky. Podle Ricarda Pibernata z Mikrobiologické laboratoře univerzity v Madridu může za její kyselost vysoká koncentrace dvojmocných sloučenin síry, sulfidů. "Bakterie, které žijí ve vodě, proměňují svým metabolismem sulfidy na kyselinu sírovou. Další bakterie zase oxidují železo z okolních hornin a dávají tak říční vodě jejích charakteristickou rezavou barvu," vysvětluje Pibernat.

Bohatý život v nejkyselejší řece

Je vůbec možné, aby v takto nehostinném prostředí vůbec něco přežilo? Detailní biologický průzkum ukázal, že voda řeky je mnohem živější, než bychom čekali. Pibernatovu týmu se zde podařilo objevit na 1300 druhů organismů. Největším překvapením je, že mnohem hojněji než bakterie jsou zde zastoupeny organismy eukaryotické, zejména řasy, ale také houby (Fungi) a nejrůznější skupiny prvoků. Kvůli své jedinečnosti je prostředí řeky Tinto studováno astrobiology z NASA i španělského Astrobiologického centra. Podobná prostředí by se totiž mohla snadno vyskytovat na Marsu či jinde ve vesmíru.

3. Lost Hammer v Kanadě

e3

Kde jej najdeme: federální teritorium Nunavut v severní Kanadě
Největší extrémy: nízká teplota vody (-5 °C), vysoká salinita (24 %)
Jaký život zde potkáme: slanomilné bakterie rodů Marinobacter a Halomonas, metan-oxidující archebakterie

Velmi chladná, slaná polévka

Průměrná roční teplota v blízkosti  pramene Lost Hammer na ostrově Axela Heiberga v severní Kanadě vzduchu je -15 °C, i přes takto nízké teploty však voda v prameni nezmrzne. Může za to obrovitá koncentrace solí čili vysoká salinita (24 % - salinita mořské vody se pohybuje okolo 3,4 %). V této vodě byste také marně pátrali po kyslíku, zato metanu je zde více než dost. A byl to právě metan, jehož bublinky, stoupající hustou slanou vodou, poprvé upoutaly pozornost vědců McGillovy univerzity v Montrealu a univerzity v Torontu. Není totiž tajemstvím, že existuje řada druhů bakterií, které produkují metan jako výsledný produkt svého metabolismu.

Pojídač metanu

Experti si tedy položili otázku, zda má zdejší metan původ u nich, nebo zda uniká ze zásobáren v zemské kůře. Vějička, na kterou se vědci chytili, se však ukázala být falešnou - žádné metanogenní bakterie se jim objevit nepodařilo. Ke svému překvapení zde však objevili dosud neznámý druh mikroorganismů archebakterií, které se metanem naopak živí a jako příjemce přebytečných protonů při dýchání nepoužívají kyslík, ale sírany - soli kyseliny sírové. Podle vedoucího vědeckého týmu, dr. Lyle Whytea, poskytuje toto místo velmi dobrý model pro to, jak se může život udržet v blízkosti metanových průsaků. Nedávný objev takových míst na Marsu dává podle něj objevení života na rudé planetě větší šanci.

4. Octopus Spring v Yellowstonském národním parku v USA

e4

Kde jej najdeme: pomezí amerických států Montana, Wyoming a Idaho
Největší extrémy: vysoké teploty (přes 90 °C), vyšší pH
Jaký život zde potkáme: bakterie a archebakterie

Přirozená laboratoř evoluce

Při výčtu nejextrémnějších prostředí na Zemi jistě nemůžeme opominout americký Yellowstone. Bohatý vulkanický život zde připravil na 10 000 nejrůznějších geotermálních lokalit, kde vládnou pro nás nepředstavitelné teploty a nízké či naopak vysoké pH. Pro vědce studující možnosti života v extrémních podmínkách tvoří proto Yellowstone doslova přirozenou laboratoř.

Milovníci horkých koupelí

Jedním z nejzajímavějších a nejčastěji studovaných horkých pramenů je Octopus Spring. Na rozdíl od většiny ostatních není kyselý, ale mírně zásaditý. Jeho pH 8,4, je tedy o něco málo zásaditější, než má mořská voda. Proto zde nalezneme mikrobiální ekosystém značně odlišný od ostatních yellowstonských pramenů. Největším milovníkem horka jsou bakterie rodu Aquifex, které dokáží snést teplotu až 88 °C. Jak voda pomalu stoupá k hladině, ochlazuje se a poskytuje životní prostředí i dalším druhům méně náročným na teplo, např. sinicím, které dokáží využívat energii slunečního záření.

5. Poušť Atacama v Chile

e5

Kde jej najdeme: v blízkosti Pacifického oceánu, obklopená chilskými Andami
Největší extrémy: nejsušší poušť světa
Jaký život zde potkáme:
bakterie, na vlhčích místech i mnohobuněčný život

Království sucha

Uzavření mezi horskými štíty dělá z chilské poušti Atacama jedno z nejsušších míst na světě. V jejím centru se dokonce nacházejí oblasti, kde nepršelo celé stovky let. Rozdíly v denní a noční teplotě pohybují v rozmezí od 0 °C v noci a 50 °C, za což je zodpovědná i nezvyklá nadmořská výška (až 5000 m. n. m.). I na takto extrémně nehostinném místě však dokáže život přežít. Nepřekvapí, že prim zde hrají opět především bakterie.

Nejodolnější organismus na zemi

Nedávno zde byla objevena jeden z největších milovníků extrémů, kmen R1 bakterie Deinococcus radiodurans. Tento mikroorganismus je tím největším milovníkem extrémů, jaký současná věda zná. Dokáže přežít extrémní výkyvy teplot, dehydrataci, vakuum, obrovskou kyselost i extrémní dávky ionizujícího záření (zejména UV a gama záření). Poté, co přežije sucho a radiaci dokáže navíc využít unikátních mechanismu - opravit si svou vlastní DNA.

6. "Černí kuřáci" v Pacifiku u pobřeží státu Washington

e6

Kde jej najdeme: asi 300 km od zálivu Puget Sound ve státě Washington
Největší extrémy: teplota vody přesahuje 300 °C, pH okolo 3
Jaký život zde potkáme: pestrý mikrobiální život a na něj navázaný eukaryotický život

Bohatě prostřený stůl

Hydrotermální průduchy, tzv. "černé kuřáky", vznikají zejména v místech tektonických zlomů či tzv. "horkých skvrn", znamenají pro jistý typ organismů dokonalou hostinu. Do mořské vody totiž pumpují jak uhlíkaté a dusíkaté sloučeniny, nutné pro stavbu organismů, tak sloučeniny síry či železa, důležité jako zdroj energie. Bakterie, které jsou schopny z těchto ingrediencí "uvařit život" se pak stávají základem přepestrých potravních řetězců, na jejichž vrcholu často trůní i poměrně velké formy korýšů, mnohoštětinatých kroužkovců či příbuzných "červů" - pogonofor.

Další světový rekordman

Černý kuřák v blízkosti zálivu Puget Sound je držitelem zvláštního rekordu. Žije zde totiž hypertermofilní mikroorganismus z domény archebakterií, známý ve vědeckém světě jako "Strain 121", který dokáže přežít nejvyšší teplotu ze všech známých organismů, celých 130 °C. Laboratorní zkoušky navíc prokázaly, že při této teplotě se pouze zastaví jeho růst. Po jejím snížení tato archebakterie opět ožívá.

 

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.