MAGAZIN ZA NAUKU, ISTRAŽIVANJA I OTKRIĆA

»  MENI 
 Home
 Redakcija
 Linkovi
 Kontakt
 
» BROJ 87
Planeta Br 87
Godina XVI
Novembar - Decembar 2018.
»  IZBOR IZ BROJEVA
Br. 88
Jan. 2019g
Br. 87
Nov. 2018g
Br. 86
Sep. 2018g
Br. 85
Jul 2018g
Br. 83
Mart 2018g
Br. 84
Maj 2018g
Br. 81
Nov. 2017g
Br. 82
Jan. 2018g
Br. 79
Jul. 2017g
Br. 80
Sep. 2017g
Br. 77
Mart. 2017g
Br. 78
Maj. 2017g
Br. 75
Septembar. 2016g
Br. 76
Januar. 2017g
Br. 73
April. 2016g
Br. 74
Jul. 2016g
Br. 71
Nov. 2015g
Br. 72
Feb. 2016g
Br. 69
Jul 2015g
Br. 70
Sept. 2015g
Br. 67
Januar 2015g
Br. 68
April. 2015g
Br. 65
Sept. 2014g
Br. 66
Nov. 2014g
Br. 63
Maj. 2014g
Br. 64
Jul. 2014g
Br. 61
Jan. 2014g
Br. 62
Mart. 2014g
Br. 59
Sept. 2013g
Br. 60
Nov. 2013g
Br. 57
Maj. 2013g
Br. 58
Juli. 2013g
Br. 55
Jan. 2013g
Br. 56
Mart. 2013g
Br. 53
Sept. 2012g
Br. 54
Nov. 2012g
Br. 51
Maj 2012g
Br. 52
Juli 2012g
Br. 49
Jan 2012g
Br. 50
Mart 2012g
Br. 47
Juli 2011g
Br. 48
Oktobar 2011g
Br. 45
Mart 2011g
Br. 46
Maj 2011g
Br. 43
Nov. 2010g
Br. 44
Jan 2011g
Br. 41
Jul 2010g
Br. 42
Sept. 2010g
Br. 39
Mart 2010g
Br. 40
Maj 2010g.
Br. 37
Nov. 2009g.
Br.38
Januar 2010g
Br. 35
Jul.2009g
Br. 36
Sept.2009g
Br. 33
Mart. 2009g.
Br. 34
Maj 2009g.
Br. 31
Nov. 2008g.
Br. 32
Jan 2009g.
Br. 29
Jun 2008g.
Br. 30
Avgust 2008g.
Br. 27
Januar 2008g
Br. 28
Mart 2008g.
Br. 25
Avgust 2007
Br. 26
Nov. 2007
Br. 23
Mart 2007.
Br. 24
Jun 2007
Br. 21
Nov. 2006.
Br. 22
Januar 2007.
Br. 19
Jul 2006.
Br. 20
Sept. 2006.
Br. 17
Mart 2006.
Br. 18
Maj 2006.
Br 15.
Oktobar 2005.
Br. 16
Januar 2006.
Br 13
April 2005g
Br. 14
Jun 2005g
Br. 11
Okt. 2004.
Br. 12
Dec. 2004.
Br 10
Br. 9
Avg 2004.
Br. 10
Sept. 2004.
Br. 7
April 2004.
Br. 8
Jun 2004.
Br. 5
Dec. 2003.
Br. 6
Feb. 2004.
Br. 3
Okt. 2003.
Br. 4
Nov. 2003.
Br. 1
Jun 2003.
Br. 2
Sept. 2003.
» Glavni naslovi

BIOLOGIJA

 

Dr Ana Paunović

Život u ekstremnim uslovima

Crveni sneg sa mirisom lubenice

 

U jednom meksičkom pećinskom sistemu koji je toliko lep, ali i vreo pa ima dva nadimka: „raj“ i „pakao“, naučnici su otkrili oblik života zarobljen u kristalu, najverovatnije starom 50.000 godina. Da li će neki organizam i sa koliko uspešnosti rasti i razmnožavati se u određenoj sredini, zavisi od njegove ekološke valence. Ekološka valenca je veličina kolebanja ekoloških faktora (temperature, kiseonika, svetlosti...), u čijim je granicama moguć opstanak i život mikroorganizama. Organizmi sa širokom ekološkom valencom su eurivalentni organizmi, dok su organizmi sa uskom ekološkom valencom stenovalentni organizmi.

BIOLOGIJA

Chlamydomonas nivalis

 

Uobičajna predstava o živom svetu naše planete smešta ga u relativno uzan i poznat okvir uslova sredine određene temperature, pritiska, kiselosti... Međutim, raste interesovanje i za grupu organizama koji se mogu naći u uslovima koji su na prvi pogled potpuno nespojivi sa idejom života u njima. Takve organizme nazivamo ekstremofili. Ekstremofili su organizmi koji imaju sposobnost rasta i razmnožavanja u nepovoljnim uslovima spoljašnje sredine. Prvi ekstremofili su otkriveni tridesetih godina prošlog veka ali, zbog teškoća u gajenju i izolovanju nisu odmah došli u fokus pažnje naučnika, jer je ekstremne uslove teško ostvariti i održati stabilnim u laboratorijama.
Postoje brojne klase ekstremofila, od kojih svaka odgovara određenom aspektu životne niše koje se drastično razlikuju od uobičajenih, tzv. mezofilnih uslova. Čest je slučaj da se organizmi mogu svrstati u nekoliko kategorija. Na primer, organizam koji živi na dnu okeana može biti istovremeno i psihrofilan - što znači da mu je optimalna temperatura rasta niža od 15°C - i barofilan - uspeva da raste u uslovima velikog pritiska. Barofilni organizmi se nazivaju još i piezofilnim (po grčkoj reči koja znači “ljubitelj pritiska”).
Temperatura je jedan od najznačajnijih faktora životne sredine. Sa porastom temperature, hemijske i enzimske reakcije odigravaju se sve brže i rast postaje sve brži. Međutim, iznad određenih temperatura proteini, nukleinske kiseline i druge ćelijske komponente mogu trajno da se oštete.U ovoj grupi postoje organizmi koji žive u ekstremno toplim i ekstremno hladnim staništima. U ekstremno topla staništa ubrajaju se: vrela, hidrotermalni izvori, vulkanska staništa, fumarole i gejziri, dok u ekstremno hladna spadaju: antarktička jezera, led u polarnim regionima, okeani, pećine i ledena polja.

BIOLOGIJA

Thermus aquaticus

 

BIOLOGIJA

Pustinjski mrav
(Cataglyphis bicolor)


Termofili pod vrelim suncem

Termofili su organizmi čiji se optimum rasta nalazi između 45 i 80°C. Mogu se naći u geotermalno aktivnim regionima, ali i na različitim mestima poput tresetišta i komposta, gde truljenje biljnog materijala prouzrokuje visoke temperature. Većina termofila pripadaju domenu Arhea, ali su poznate i bakterije, pa čak i višećelijski organizmi koji opstaju u ovim uslovima, kao što je na primer vrsta Thermus aquaticus. DNK ove vrste, nađena u vrućim izvorima Jeloustoun parka, omogućava umnožavanje izuzetno malih količina DNK.
Među insektima, pustinjski mrav (Cataglyphis bicolor) je stanovnik vrelih staništa. Ovaj insekt traga za hranom čak i kada mu je telesna temperatura iznad 50 °C, što ga čini jednom od najotpornijih bića na toplotu koje hoda Zemljom. Njegove duge noge drže telo iznad vrućeg pustinjskog peska, gde temperature mogu biti i za deset stepeni veće. Najzanimljivija od svega je ipak njegova strategija lova. Pustinjski mrav koji naseljava Saharu jedini je mrav koji nastavlja da traga za hranom kada temperatura pređe iznad 45 stepeni. Pod vrelim suncem, mravi traže leševe drugih mrava i insekata koji nisu mogli da izdrže vrelinu.
Termofili koji imaju optimum rasta iznad 80°C se nazivaju hipertermofili. Hipertermofili žive na vrelim zidovima hirdotermalnih izvora u okeanima i zahtevaju temperature od minimum 90 °C za opstanak. Najizdržljiviji do sada otkriven hipertermofil naziva se “soj 121”. On je u stanju da duplira broj jedinki tokom 24 sata, na 121°C.


Psihrofili (kriofili) svuda gde je hladno

BIOLOGIJA

Crvena pljosnata buba (Cucujus clavipes puniceus)

 

BIOLOGIJA

Šumska zaba (Aljaska)

Psihrofili su organizmi čija je optimalna temperatura rasta niža od 15°C. Veći deo ove grupe čine Arhee, poneka alga gljiva, ali i insekt. Široko su rasprostranjeni na površini planete, kao i u okeanskim dubinama. Mogu se naći u atmosferi, u dubinama okeana, u planinskim predelima, arktičkim zemljištima, arktičkom ledu, glečerima itd. Od posebnog su interesa za astrobiologiju jer je na većina svetova, gde postoji teorijska pretpostavka mogućnosti života, temperatura veoma niska. Od interesa su i istraživačima koji se bave geohemijskim procesima.
Jedna od zanimljivijih pojava uzrokovana psihrofilima je crveni tzv. „lubeničasti“ sneg, koji može da se zapazi u planinskim predelima širom sveta. U pitanju je pojava pri kojoj dolazi do padanja snega različitih nijansi crvene boje, sa slabim mirisom lubenice. Ispostavilo se da boju izaziva vrsta psihrofilne alge Chlamydomonas nivalis, koja uzrokuje i miris po kojem je ova pojava dobila ime.
Crvena pljosnata buba (Cucujus clavipes puniceus) je severnoamerička buba koja pokriva prostor od Severne Karoline do arktičkog kruga. Zbog toga je razvila sposobnost izbegavanja smrzavanja. Jedinke mogu da prežive temperature i do -58 °C, a njihove larve mogu da izdrže čak i hladnije temperature - od oko -100 stepeni, bez smrzavanja. Da bi to postigle, ove bube akumuliraju proteine i glicerol - šećerasti alkohol koji je baza mnogih antifriz proizvoda - u svojim tkivima dok usporavaju svoj metabolizam i ulaze u stanje dehidriranja kako bi izbegle da budu zamrznute. Dehidriranje uvećava koncentracije proteina i glicerola i, u isto vreme, smanjuje količinu vode koja je izložena mrazu.
Među kičmenjacima, šumske žabe na Aljasci su, verovatno, najotpornije na zimu. Oni mogu da budu zamrznute i do sedam meseci. Naučnici sa Univerziteta na Aljasci otkrili su da su vodozemci preživeli sve te mesece, podvrgnuti prosečnoj temperaturi od -14,6°C, uključujući i najnižu, od -18 stepeni. U divljini, temperatura se menja, tako da žabe koje se nalaze u stanju hibernacije počinju da se odmrzavaju, a potom ponovo smrzavaju kako padne noć - što im pomaže da bolje talože glukozu. Zapravo, žabe su toliko efikasne u regulisanju ciklusa smrzavanja-odmrzavanja da provode više vremena zamrznute nego što je moguće da smrznuta hrana ostane bezbedna za jelo.


Uticaj pH vrednosti i soda-jezera

Kiselost i alkalnost su stresni faktori koji se često sreću u prirodi. Kiseli izvori i vulkanska vrela mogu imati pH između 1 i 2, dok kisela zemljišta imaju pH vrednosti 3-4. Suprotno tome, alkalno tlo ima pH oko 9, alkalna jezera do pH 10, dok površina betona dostiže pH od čak 11.
Pošto većina životnih sredina ima neutralnu pH, koja se kreće između 5 i 9, najveći broj mikroorganizama ima svoj pH optimum unutar ovih granica, a samo je nekoliko sposobno da raste i razvija se izvan ovih ograničenja. Okruženja sa visokom kiselošću mogu da budu rezultat geohemijskih aktivnosti (kao što su stvaranje sumpornih gasova u hidrotermalnim izvorima i nekim vrelima) kao i metaboličkih aktivnosti određenih organizama. Organizmi koji uživaju u kiselim sredinama pronađeni su u udubljenjima nastalim posle miniranja rudnika uglja.

Ni jonizujuće zračenje ni radijacija

BIOLOGIJANajizrazitiji među ekstremofilima su dva stvorenja, jedan mikroorganizam i jedna višećelijska životinja iz razdela Ecdysozoa, kom pripadaju i insekti, pauci i stonoge. U pitanju su Deinococcus radiodurans i tzv.vodeni medvedi -Tardigrade. Deinococcus radiodurans je mikroorganizam koji od skora “nosi titulu” najizdržljivijeg mikroorganizma. Osim „standardnih“ osobina, kao što su otpornost na pritisak, temperaturu i izuzetno kiselu sredinu, ova bakterija ima sposobnost preživljavanja jonizujućeg zračenja koja je 5000 puta jače od onog koje može da ubije čoveka! Ova količina zračenja je dovoljna da dovede do potpune dezintegracije molekula DNK, ali to ne smeta ovom organizmu da, za 24 sata, bude u mogućnosti da se dalje deli i raste bez oštećenja! Verovatno najfascinantniji organizmi kada pričamo o ekstremnim uslovima sredine su vodeni medvedi. Ovi organizmi su u stanju da prežive potpunu desikaciju tokom 10 godina, do 150°C, pritiske od nekoliko stotina atmosfera. Neverovatan je podatak da su Tardigade uspele da prežive 10 dana izloženosti u potpunom vakumu i intenzivnoj radijaciji u otvorenom svemiru!

Ovi ekstremofili ne mogu da podnesu povišenu kiselost unutar svojih ćelija, gde bi ona uništila važne molekule kao što je DNK pa preživljavaju tako što uspevaju da zadrže kiselinu van ćelija. Ali, defanzivni molekuli koji obezbeđuju ovu zaštitu, kao i oni koji dolaze u direktan kontakt sa okolinom, moraju da imaju sposobnost da deluju u ekstremnoj kiselosti.
Organizmi koji vole alkalne sredine nastanjuju zemljišta koja su bogata ugljenikom i takozvana soda-jezera, kojih ima u Egiptu, Africi i zapadnoj Americi. Iznad pH od 8, određeni molekuli, uglavnom oni sačinjeni od RNK, kidaju se. I ovi ekstremofili opstaju tako što neutrališu svoje okruženje, a njihovi ekstremozimi su locirani na ili blizu površine ćelija, kao i u spoljnim sekrecijama. Neki od ovih mikroorganizama mogu da prežive na pH 13, a normalno rastu na pH između 10 i 11.


Halofili trpe milionima godina

Organizmi kojima je za rast i razvoj potrebna povećana koncentracija soli nazivaju se halofili. Mogu se naći u slanim lagunama, solanama, naslagama isušenih jezera, itd. U njih većinom spadaju bakterije ali i neke više biljke. Halofilni mikroorganizmi predstavljaju grupu izuzetno starih i rasprostranjenih mikroorganizama, sa mehanizmima preživljavanja koji još uvek nisu rastumačeni. Dok većina organizama u prisustvu veliku količine soli umiru, halofili u ovim uslovima rastu i napreduju.
Poznato je nekoliko mehanizama pomoću kojih oni ovo postižu,a najčešći je onaj u kojem ovi mikroorganizmi transportuju unutar ćelije veliku količinu kalijuma, koji se „suprotstavlja“ osmotskom pritisku soli iz okoline. Ovi organizmi mogu da prežive uslove potpune suše tokom perioda koji se mere milionima godina.

BIOLOGIJA

„Crni dimnjak”

 

BIOLOGIJA

Pompejski crv (Alvinella pompejana)

Određen broj vrsta je stekao vrlo zanimljivu adaptaciju. Oni su u stanju da kokristališu sa molekulima soli, koji su oblika kocke, i njihove ćelije su, radi smanjenja pritiska, isto kockastog oblika.


Crni dimnjaci puni života

U istočnom Pacifiku, krajem sedamdesetih godina prošlog veka, otkriven je jedan od najbizarnijih poznatih ekosistema. Uz pomoć vozila za duboko ronjenje, uočeno je postojanje podvodnih gejzira, koji su nazvani „crni dimnjaci”. Ove kamenite formacije su mesta gde se vruća voda, koja dospeva ispod Zemljine kore, vraća nazad u okean. Pri prolasku kroz Zemljinu koru, voda rastvara i nosi sa sobom veliku količinu rastvorenih minerala, u najvećoj meri sulfida, koji grade crne čestice, od kojih se i sastoji karakterističan crni dim, po kom su ove formacije dobile naziv. 
Na iznenađenje naučnika, u okruženju u kojem se temperatura kreće od blizu 0 do 400 °C, na ogromnim pritiscima do 500 bara i u potpunom mraku pronađen je izuzetno plodan, i raznovrstan ekosistem. Ovaj ekosistem je prvi koji je u potpunosti nezavisan od Sunčeve svetlosti i toplote. Osim velikog broja specifičnih mikroorganizama, pronađene su školjke, puževi i krabe.
Dvadesetak godina kasnije, u jednom od ovim sistema pronađen je tzv. pompejski crv (Alvinella pompejana). Ovo biće je jednim svojim krajem pričvršćen za crni dimnjak i nalazi se na temperaturi od oko 80°C, dok je drugi kraj u vodi, na 20°C. Zasad nije razjašnjeno kako ovaj organizam podnosi toliku temperaturnu razliku. Pretpostavlja se da mu u tome pomaže neobičan omotačod bakterijskih filamenata, koji možda ima ulogu u izolaciji.
Nedavno je ovom crvu “dodeljena titula“ najizdržljivijeg kompleksnog organizma na planeti. Većinu vrsta koje se mogu naći u blizini crnih dimnjaka nije moguće naći na drugim mestima na planeti, kao što su: crveni crv dužine 3 m, bez sistema za varenje, ili račić sa jedinstvenim organom koji mu omogućava detekciju toplote što ga vodi do hranljivih materija.

 

BIOLOGIJA

Acidobacterium

Kako preživljavaju

Koje su to adaptacije koje nekim vrstama omogućavaju da prežive radijaciju hiljadu puta veću od one koja može da ubije čoveka? Svi ovi organizmi imaju posebno adaptirane gradivne molekule, koji su na različite načine u stanju da se nose sa spoljašnjom sredinom. Psihrofilni organizmi imaju membrane sa više nezasićenih masnih kiselina, što omogućava veću fluidnost membrane na hladnoći. Proteini termofila imaju niz adaptacija koje povećavaju stabilnost molekula i omogućavaju im funkcionisanje pri povišenim temperaturama.
Enzimi izolovani iz nekih ekstremofila su našli primenu u biotehnološkoj industriji, i u stanju sa da podnesu uslove koji bi doveli do denaturacije enzima iz većine „normalnih“ organizama. Oni se koriste u industriji hrane i lekova, za uklanjanje naftnih mrlja i za hemijske sinteze. današnjice.

Astrobiologija

Astrobiologija je nauka koja se bavi teorijama nastanka, raspodele, prirode i budućnosti života u univerzumu. Kao specifično multidisciplinarno polje, ona objedinjuje astronome, ekologe, mikrobiloge, geohemičare, filozofe i biohemičare u potrazi za životom na drugim planetama. Ekstremofili su posebni interesantni astrobiolozima zato što su mnogi od ovih organizama sposobni za preživljavanje u sredinama koje su slične onima za koje pretpostavljamo da postoje na pojedinim nebeskim telima. Mars ima regione dubokog podzemnog permafrosta koji bi mogao da pruži utočište nekim zajednicama. Okeani Jupiterovog meseca Evrope bi takođe mogli da sadrže živa bića, naročito oko hidrotermalnih izvora na dnu okeana, a za koje se pretpostavlja da imaju sličnosti sa “crnim dimnjacima” na Zemlji.

 

 

Dr Ana Paunović

 


Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"

 

 

 

  back   top
» Pretraži SAJT  

powered by FreeFind

»  Korisno 
Bookmark This Page
E-mail This Page
Printer Versie
Print This Page
Site map

» Pratite nas  
Pratite nas na Facebook-u Pratite nas na Twitter - u  
»  Prijatelji Planete



» 10 GODINA PLANETE

free counters Flag Counter

6 digitalnih izdanja:
4,58 EUR/540,00 RSD
Uštedite čitajući digitalna izdanja 50%

Samo ovo izdanje:
1,22 EUR/144,00 RSD
Uštedite čitajući digitalno izdanje 20%

www.novinarnica.netfree counters

Čitajte na kompjuteru, tabletu ili mobilnom telefonu

» PRELISTAJTE

NOVINARNICA predlaže
Prelistajte besplatno
primerke

Planeta Br 48


Planeta Br 63


» BROJ 78
Planeta Br 78
Godina XIV
Maj.2017 -Jun.2017.

 

 

Magazin za nauku, kulturu, istraživanja i otkrića
Copyright © 2003-2019 PLANETA