الخصائص النفسية ، أنواع وأمثلة

ال psychrophiles وهي نوع فرعي من الكائنات الحية الشديدة الحساسية تتميز بدرجات حرارة منخفضة ، تتراوح عادة بين -20 درجة مئوية و 10 درجة مئوية ، وتحتل الموائل الباردة بشكل دائم. هذه الكائنات عادة ما تكون بكتيريا أو عتيقة ، ومع ذلك هناك metazoans مثل الأشنات والطحالب والفطريات والديدان الخيطية وحتى الحشرات والحيوانات الفقارية..

تهيمن البيئات الباردة على المحيط الحيوي للأرض وتستعمرها كائنات دقيقة وفيرة ومتنوعة تلعب دوراً حاسماً في دورات الكيمياء الجيوكيميائية العالمية..

بالإضافة إلى دعم درجات الحرارة المنخفضة ، يجب أيضًا تكييف الكائنات الحية التي تعصف بالظروف النفسية مع الظروف القاسية الأخرى ، مثل الضغوط العالية ، وتركيزات الملح العالية والإشعاع فوق البنفسجي العالي..

مؤشر

• 1 خصائص الكائنات النفسانية
  • 1.1 الموائل
  • 1.2 التكيفات
• 2 أنواع من الأمراض النفسية والأمثلة
  • 2.1 الكائنات وحيدة الخلية
  • 2.2 كائنات متعددة الخلايا
  • 2.3 درجات حرارة النمو والكائنات الحية
  • 2.4 الميثانوكوكيدات البورتونية والميثانوجينيوم فريدغ في بحيرة آيس
  • 2.5 Sphingopyxis alaskensis و haloarchaea
• 3 تطبيقات التكنولوجيا الحيوية
• 4 المراجع

خصائص الكائنات النفسانية

الموائل

الموائل الرئيسية للكائنات النفسية هي:

-البيئات القطبية البحرية.

-بانكيسا أو جليد البحر.

-البيئات القطبية الأرضية.

-بحيرات من علو شاهق وخط طول.

-البحيرات تحت الجليدية.

-مناطق جبال الألب الباردة.

-الأسطح الجليدية.

-الصحارى القطبية.

-المحيط العميق.

التكيفات

تتم حماية النفسيين من التجمد من خلال التعديلات المختلفة. إحداها هي مرونة أغشية الخلايا الخاصة بها ، والتي تحققها من خلال تضمين نسبة عالية من الأحماض الدهنية القصيرة وغير المشبعة في هياكل أغشية الدهون..

تأثير دمج هذه الأحماض الدهنية هو انخفاض نقطة الانصهار ، وزيادة في الوقت نفسه سيولته ومقاومته.

آخر تكيف مهم من psychrophiles هو توليف البروتينات المضادة للتجمد. هذه البروتينات تبقي ماء الجسم في حالة سائلة وتحمي الحمض النووي عندما تنخفض درجات الحرارة عن نقطة التجمد للماء. كما أنها تمنع تكوين الجليد أو إعادة تبلوره.

أنواع الأمراض النفسية والأمثلة

الكائنات أحادية الخلية

إن تنوع الخلايا النفسية أحادية الخلية كبير للغاية ، ومن بين هؤلاء يمكن أن نذكر أعضاء معظم الأنساب البكتيرية: Acidobacteria ، Actinobacteria ، Bacteroidetes ، Chloroflexi ، Cyanobacteria ، Firmicutes ، Gemmatimonadetes ، OP10 و Planctomycetes.

بالإضافة إلى ذلك ، تم اكتشاف البروتكتريا و Verrucomicrobia في كرياتونات القطب الشمالي والقطب الجنوبي والألب. كما تم اكتشافها في غرينلاند وكندا والتبت وجبال الهيمالايا.

من بين البكتيريا الفطرية التي نجدها Leptolvngbva, Phormidium ونوستوك. الأنواع الشائعة الأخرى أحادية الخلية Aphanothece, Chroococcus و Charnaesiphon, والخيطية Oscillatoria, Microcoleus, Schizothrix, أنابينا, Calothrix, Crinalium و Plectonerna.

كائنات متعددة الخلايا

من بين الحشرات النفسانية يمكننا تسمية الجنس Diamesa من جبال الهيمالايا (نيبال) ، والتي لا تزال نشطة حتى الوصول إلى درجة حرارة -16 درجة مئوية.

هناك أيضا البعوض apterous (بدون أجنحة), بلجيكا أنتاركتيكا, 2-6 مم ، متوطن في القارة القطبية الجنوبية. هذه هي الحشرة الوحيدة في القارة وكذلك الحيوان الوحيد على وجه الحصر.

يمكن للحيوانات الفقارية أيضا أن تكون نفسية. بعض الأمثلة تشمل عددًا صغيرًا من الضفادع والسلاحف والأفعى التي تستخدم تجميد المياه خارج الخلية (الماء خارج الخلايا) كاستراتيجية للبقاء لحماية خلاياها خلال فصل الشتاء.

الديدان الخيطية في القطب الجنوبي Panagrolaimus davidi يمكن البقاء على قيد الحياة تجميد المياه داخل الخلايا ومن ثم تنمو وتتكاثر.

أيضا أسماك عائلة Channichthyidae - التي تعيش في المياه الباردة في أنتاركتيكا وجنوب أمريكا الجنوبية - تستخدم البروتينات المضادة للتجمد لحماية خلاياها من التجمد الكامل.

درجات حرارة النمو والكائنات الحية

درجة الحرارة القصوى (T_ماكس) نمو الكائن الحي هو الأعلى الذي يمكن أن يتحمله هذا. في حين أن درجة الحرارة المثلى (T_اختار) النمو هو الذي ينمو الكائن فيه بشكل أسرع.

يعتبر بشكل عام أن جميع الكائنات الحية التي تعيش وتتطور في بيئات ذات درجات حرارة منخفضة هي من أمراض نفسية. ومع ذلك ، كما نعلم ، هذا المصطلح psychrophile يجب أن تطبق فقط على تلك الكائنات الحية التي T_ماكس هو 20 درجة مئوية (وهذا يعني أنهم لا يستطيعون البقاء على قيد الحياة في درجات حرارة أعلى).

تم عزل الكائنات الحية الدقيقة من المناطق شديدة البرودة ، والتي يمكن أن تنمو تحت ظروف المختبر في درجات حرارة أعلى من 20 درجة مئوية ، مما يشير إلى أنه على الرغم من أنها متكيفة مع درجات حرارة منخفضة ، لا ينبغي اعتبارها نفسية. وتسمى هذه الكائنات الحية الدقيقة "mesotolerantes" ، أي أنها تتحمل متوسط ​​درجات الحرارة.

ميثانوكوكيدس بيرتوني و الميثانوجينيوم frigidum في بحيرة ايس

ميثانوكوكيدس بيرتوني عبارة عن قوس متخلف ومثاني المنشأ معزول عن بحيرة آيس في أنتاركتيكا ، حيث تتراوح درجة الحرارة بين 1 و 2 درجة مئوية. ومع ذلك ، في الدراسات المختبرية تبين أن ر_اختار من النمو 23 درجة مئوية و T_ماكس  هو 28 درجة مئوية ، لذلك لا ينبغي أن يعتبر نفسي.

الميثانوجينيوم frigidum كما أنه من الآثار القديمة الميثانوجينية والهالوفيلية (التي تتسامح مع الملح في الوسط) ، معزولة عن بحيرة الآس نفسها والتي في المختبر_اختار  من 15 درجة مئوية و T_ماكس من 18 درجة مئوية ، مع إمكانية تصنيفها على أنها psicrófilo.

يمكن أن تؤخذ في الاعتبار فريدوم يجب أن تتكيف بشكل أفضل مع درجات الحرارة المنخفضة التي م. بورتوني. لكن, م. بورتوني ينمو أسرع من فريدوم عند درجات حرارة من 1 إلى 2 درجة مئوية في بحيرة آيس.

تشير هذه البيانات إلى وجود عوامل بيئية أخرى (حيوية وغير حيوية) ، بالإضافة إلى درجة الحرارة ، تؤثر على النمو السكاني لهذه الكائنات الحية الدقيقة في بيئتها الطبيعية..

يعتمد بقاء الكائن الحي في بيئة معينة على مجموعة من العوامل البيئية المتعددة وليس على تأثير واحد فقط. من ناحية أخرى ، كل الكائنات الحية الدقيقة لها متطلبات محددة (تختلف عن درجة الحرارة) ، والتي تؤثر أيضا على أدائها.

في حالة م. بورتوني و فريدوم, من المعروف أن كل واحد يستخدم مصادر مختلفة للطاقة والكربون: م. بورتوني يستخدم ركائز ميثليته بينما فريدوم استخدام ح₂: CO₂ لنموك. بحيرة ايس مشبعة بالميثان ، مما يدعم نمو م. بورتوني.

Sphingopyxis alaskensis و haloarchaea

Sphingopyxis alaskensis هي بكتيريا معزولة عن المياه البحرية في نصف الكرة الشمالي ، حيث تسود درجات الحرارة من 4 إلى 10 درجات مئوية. من ناحية أخرى ، تنمو شعيرات التعرق ، وهي عبارة عن مياه قديمة تسكنها المياه المشبعة 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 الدقيقة في المختبر بأقل من 4 درجات مئوية.

بدوره, S. ألاسنسيس لديه تي_ماكس يمكن أن تنمو درجة حرارة 45 درجة مئوية والهلوسة عند درجات حرارة تزيد عن 30 درجة مئوية ، لذلك لا يمكن اعتبارهما نفسيين. ومع ذلك ، فإن سكانها متكيفون بشكل جيد وفيرة للغاية في المناطق شديدة البرودة.

مما سبق يمكننا أن نفترض أن هناك عوامل بيئية أخرى محدودة تؤثر على بقاء هذه الكائنات في بيئتها الطبيعية ، وأن درجة الحرارة ليست هي العامل الأكثر أهمية.

تطبيقات التكنولوجيا الحيوية

تتميز إنزيمات الكائنات المحبة للذهان بالنشاط العالي في درجات الحرارة المنخفضة والمعتدلة. بالإضافة إلى ذلك ، هذه الإنزيمات لديها ثبات حراري ضعيف.

بالنسبة لهذه الخصائص ، تعد إنزيمات الكائنات المحبة للذهان جذابة للغاية ليتم تطبيقها في مختلف عمليات صناعة الأغذية والطب والبيولوجيا الجزيئية في صناعة المستحضرات الصيدلانية وغيرها.

مراجع

1. Cavicchioli ، ر. (2015). على مفهوم العقلية. The ISME Journal، 10 (4)، 793-795. دوى: 10.1038 / ismej.2015.160
2. Krembs، C. and Deming، J. W. (2008). دور الكاشفات في التكيف الميكروبي للجليد البحري. In: Margesin، R.، Schirmer، F.، Marx، J.-C and Gerday، C. reds) Psychrophiles: from Biodiversity to Biotechnology. Springer-Verlag ، برلين ، ألمانيا ، ص. 247-264.
3. كوهشيما ، س. (1984). حشرة جديدة متحملة البرد وجدت في أحد الأنهار الجليدية في الهيمالايا. Nature ، 310 (5974) ، 225-227. Doi: 10.1038 / 310225a0
4. Margesin ، R. (محرر). (2017). الأطباء النفسيون: من التنوع البيولوجي إلى التكنولوجيا الحيوية. الطبعة الثانية. سبرينغر فيرلاج ، هايدلبرغ ، ألمانيا. ص. 685.
5. Miteva ، V. (2008). البكتيريا في الثلج والجليد. In: Margesin، R. and Schirmer، F. (eds) Psychrophiles: from Biodiversity to Biotechnology. سبرينغر فيرلاغ ، هايدلبرغ ، ألمانيا ، ص. 31-50.
6. Price، P. B. (2000). موطن للأرواح النفسية في الجليد العميق في القطب الجنوبي. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية 97 ، 1247-1251.