المتعلمين: الخصائص والأنواع والأمثلة - مادة الاحياء - 2025

و معايش برودي هي نوع فرعي من القاسية التي تتميز بانخفاض تحمل درجات الحرارة، وعادة ما بين -20 درجة مئوية و 10 درجة مئوية، وبشكل دائم احتلال الموائل الباردة. عادة ما تكون هذه الكائنات بكتيريا أو عتائق ، ولكن هناك ميتازوان مثل الأشنات والطحالب والفطريات والنيماتودا وحتى الحشرات والحيوانات الفقارية.

تهيمن البيئات الباردة على المحيط الحيوي للأرض ويتم استعمارها بواسطة كائنات دقيقة وفيرة ومتنوعة تلعب أدوارًا حاسمة محتملة في الدورات الكيميائية الجيوكيميائية العالمية.

Lichen Xanthoria elegans هو أحد الأمراض النفسية المعروفة التي يمكنها التمثيل الضوئي في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -24 درجة مئوية. أخذت الصورة في ألبرتا ، كندا. المصدر: جيسون هولينجر عبر

بالإضافة إلى تحمل درجات الحرارة المنخفضة ، يجب أيضًا أن تتكيف الكائنات الحية مع الظروف القاسية الأخرى ، مثل الضغوط العالية ، والتركيزات العالية من الأملاح ، والأشعة فوق البنفسجية العالية.

خصائص الكائنات الحية

بيئات

الموائل الرئيسية للكائنات النفسية هي:

- البيئات البحرية القطبية.

- جليد بحري أو بنك.

- البيئات الأرضية القطبية.

-بحيرات علو شاهق وخط عرض.

- بحيرات جليدية.

- مناطق جبال الألب الباردة.

- أسطح الأنهار الجليدية.

-الصحارى القطبية.

- أعماق المحيط.

الاقتباسات

المتلقون النفسيون محميون من التجمد عن طريق التعديلات المختلفة أحدها هو مرونة أغشية الخلايا الخاصة بهم ، والتي يحققونها من خلال تضمين نسبة عالية من الأحماض الدهنية القصيرة وغير المشبعة في هياكل أغشيتهم الدهنية.

تأثير دمج هذه الأحماض الدهنية هو انخفاض درجة الانصهار ، وزيادة سيولتها ومقاومتها في نفس الوقت.

تكيف آخر مهم للمصابين بالمرض هو تخليق البروتينات المضادة للتجمد. تحافظ هذه البروتينات على ماء الجسم في حالة سائلة وتحمي الحمض النووي عندما تنخفض درجات الحرارة إلى ما دون نقطة تجمد الماء. كما أنها تمنع تكوين الجليد أو إعادة التبلور.

أنواع الرواسب النفسية والأمثلة

الكائنات الحية وحيدة الخلية

تنوع السيكروفيلات أحادية الخلية كبير جدًا ، ومن بينها يمكن أن نذكر أعضاء معظم السلالات البكتيرية: البكتيريا الحمضية ، والبكتيريا الشعاعية ، والبكتيريا ، والكلوروفليكسي ، والبكتيريا الزرقاء ، والثبات ، والجيماتيموناديت ، و OP10 ، و Planctomycetes.

علاوة على ذلك ، تم اكتشاف بكتيريا بروتيوبكتريا وفيروكوميكروبيا في القطب الشمالي والقطب الجنوبي وفي تجمعات جبال الألب. كما تم اكتشافها في جرينلاند وكندا والتبت وجبال الهيمالايا.

من بين البكتيريا الزرقاء المحبة للنفسية نجد Leptolvngbva و Phormidium و Nostoc. الأجناس الشائعة الأخرى هي Aphanothece و Chroococcus و Charnaesiphon و Oscillatoria الخيطية و Microcoleus و Schizothrix و Anabaena و Calothrix و Crinalium و Plectonerna.

الكائنات متعددة الخلايا

من بين الحشرات التي تعاني من نفس المرض ، يمكننا تسمية جنس ديامسا من جبال الهيمالايا (نيبال) ، والذي يظل نشطًا حتى تصل درجة حرارته إلى -16 درجة مئوية.

تم العثور أيضًا على البعوض عديم الأجنحة ، Belgica Antarctica ، بطول 2-6 مم ، مستوطن في أنتاركتيكا. هذه هي الحشرة الوحيدة في القارة وأيضًا الحيوان الوحيد الذي يعيش على الأرض.

الشكل 2. البعوض المشمشي Belgica Antarctica ، حشرة متوطنة في القارة القطبية الجنوبية. المصدر: Tasteofcrayons ، من ويكيميديا ​​كومنز

يمكن أن تكون الحيوانات الفقارية أيضًا من الكائنات الحية. تتضمن بعض الأمثلة عددًا صغيرًا من الضفادع والسلاحف والثعبان الذي يستخدم تجميد الماء خارج الخلية (الماء خارج الخلايا) كاستراتيجية للبقاء على قيد الحياة لحماية خلاياها خلال فصل الشتاء.

يمكن للديدان الخيطية في القطب الجنوبي Panagrolaimus davidi البقاء على قيد الحياة أثناء تجميد المياه داخل الخلايا ومن ثم إعادة النمو والتكاثر.

كما تستخدم أسماك عائلة Channichthyidae - التي تعيش في المياه الباردة في القارة القطبية الجنوبية وجنوب أمريكا الجنوبية - بروتينات مضادة للتجمد لحماية خلاياها من التجمد الكامل.

درجات حرارة النمو والكائنات النفسية

درجة حرارة النمو القصوى (T _max) للكائن هي أعلى درجة يمكن تحملها. في حين أن درجة الحرارة المثلى (T _opt) للنمو هي تلك التي ينمو فيها الكائن الحي بشكل أسرع.

تعتبر جميع الكائنات الحية التي تعيش وتزدهر في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة عمومًا من الكائنات الحية. ومع ذلك ، كما نعلم ، يجب تطبيق المصطلح psychrophile فقط على تلك الكائنات التي يبلغ T _{حدها ​​الأقصى} 20 درجة مئوية (أي أنها لا تستطيع البقاء في درجات حرارة أعلى).

تم عزل الكائنات الحية الدقيقة من المناطق شديدة البرودة ، والتي يمكن أن تنمو في ظروف معملية عند درجات حرارة أعلى من 20 درجة مئوية ، مما يشير إلى أنه على الرغم من تكيفها مع درجات الحرارة المنخفضة ، لا ينبغي اعتبارها من الكائنات الحية. تسمى هذه الكائنات الدقيقة "متسامحة متوسطة" ، أي أنها تتحمل درجات حرارة متوسطة.

Methanococcoides burtonii

Sphingopyxis alaskensis

Sphingopyxis alaskensis هي بكتيريا معزولة عن المياه البحرية في نصف الكرة الشمالي ، حيث تسود درجات حرارة تتراوح بين 4 و 10 درجات مئوية. من ناحية أخرى ، تنمو الهالات ، وهي عتيقة تعيش في مياه مشبعة للغاية بالملح ، عند درجة حرارة -20 درجة مئوية.

على الرغم من وجود عدد كبير من السكان في موائلها الطبيعية ، لا يمكن زراعة أي من هذه الكائنات الحية الدقيقة في المختبر عند أقل من 4 درجات مئوية.

في المقابل ، تبلغ درجة حرارة S. alaskensis 45 درجة مئوية _{كحد أقصى} ويمكن أن تنمو الهالة عند درجات حرارة أعلى من 30 درجة مئوية ، لذلك لا يمكن اعتبارها محبة للقلق. ومع ذلك ، فإن سكانها يتأقلمون جيدًا ويتواجدون بكثرة في المناطق شديدة البرودة.

مما سبق يمكننا أن نفترض أن هناك عوامل بيئية مقيدة أخرى تؤثر على بقاء هذه الكائنات الحية في بيئاتها الطبيعية ، ودرجة الحرارة ليست العامل الأكبر وزنًا.

تطبيقات التكنولوجيا الحيوية

تتميز إنزيمات الكائنات المحبة للنفسية بالنشاط العالي في درجات حرارة منخفضة ومتوسطة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذه الإنزيمات لديها استقرار حراري ضعيف.

نظرًا لهذه الخصائص ، فإن إنزيمات الكائنات المحبة للنفسية جذابة للغاية ليتم تطبيقها في عمليات مختلفة في صناعة الأغذية ، والطب ، والبيولوجيا الجزيئية ، في صناعة الأدوية ، من بين أمور أخرى.

المراجع

1. كافيتشولي ، ر. (2015). حول مفهوم نفسية. مجلة ISME ، 10 (4) ، 793-795. دوى: 10.1038 / ismej.2015.160
2. كريمبس ، سي وديمينغ ، جي دبليو (2008). دور البوليمرات الخارجية في التكيف الميكروبي مع الجليد البحري. في: Margesin، R.، Schirmer، F.، Marx، J.-C and Gerday، C. reds) Psychrophiles: من التنوع البيولوجي إلى التكنولوجيا الحيوية. Springer-Verlag ، برلين ، ألمانيا ، ص. 247-264.
3. كوهشيما ، س. (1984). حشرة جديدة تتحمل البرد وجدت في جبال الهيمالايا الجليدية. الطبيعة ، 310 (5974) ، 225-227. دوى: 10.1038 / 310225a0
4. مارجيسين ، ر. (محرر). (2017). النفسية: من التنوع البيولوجي إلى التكنولوجيا الحيوية. الطبعة الثانية. Springer Verlag ، هايدلبرغ ، ألمانيا. ص. 685.
5. ميتيفا ، ف. (2008). البكتيريا في الثلج والجليد. في: Margesin، R. and Schirmer، F. (eds) Psychrophiles: from Biodiversity to Biotechnology. Springer Verlag ، هايدلبرغ ، ألمانيا ، ص. 31-50.
6. السعر ، PB (2000). موطن للمبتدئين في الجليد العميق في القطب الجنوبي. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية 97 ، 1247-1251.