科学探索|科学家介绍最能忍受极端寒冷的三种生物
admin
2023-07-31 04:52:20
0

西班牙《趣味》月刊网站9月17日刊登题为《3种能忍受极端寒冷的生物》的文章,作者是阿尔瓦罗·巴扬 。全文摘编如下:通常,生物在其环境变量(例如温度、酸碱度或盐度)保持在相对较小变化范围内的环境中移动 。
然而,这种普遍性也有例外:它们是被称为“极端微生物”的有机体,它们适应生活在其中一些变量是极端的环境下 。因此,有些生物适应了异常酸性或碱性的环境、非常咸的环境或温度极端的环境 。在南极洲,一年四季的气温极低 。为了在如此寒冷的环境中维持生命,生物需要一些策略来防止组成细胞的水冻结 。
嗜冷微生物就是通过生理机制适应寒冷 。这种机制主要基于一组特定的蛋白质,能够产生与嗜温微生物相比显著的代谢差异 。这些蛋白质分为四种类型 。
一旦温度下降,冷休克蛋白就会立即表达 。它们是小蛋白质,参与其他蛋白质的转录和折叠 。它们允许在低温条件下保持代谢活动 。
【科学探索|科学家介绍最能忍受极端寒冷的三种生物】冷适应蛋白在长时间暴露于低温的生长过程中表达 。它们的功能与其他蛋白质的稳定及其表达的维持有关,使它们能够维持生长和新陈代谢 。
抗冻蛋白负责防止细胞材料冻结 。细胞内部基本上是水,其内部成分很容易充当促进冷冻的细胞核 。这些蛋白质通过抑制新的水分子添加到冰晶中来防止冰核形成 。抗冻蛋白的合成是抵御零摄氏度以下温度的最重要策略之一;它被细菌、鱼类、昆虫、真菌、植物和大多数居住在这种环境中的生物所共有 。
所涉及的第四类蛋白质称为冰结合蛋白,虽然它们的存在和结构是已知的,但科学界对它们的功能仍不太清楚 。最可信的推测是该蛋白可以与小的冰晶结合,具有抑制冰结晶和生长的功能 。
硅藻 南极洲部分地区的冰层下保存着液态水;冰盖起着屏障的作用 。即便如此,这些水域的寒冷仍然是极端和持久的,一年中有4个多月光线几乎为零 。在这种寒冷、黑暗的环境中,生活着硅藻,如“圆柱拟脆杆藻” 。这些南极硅藻在长期黑暗中生存的能力取决于它们的代谢能力 。除了嗜冷有机体的适应之外,负责代谢过程的酶在黑暗中变得更加丰富 。在这种黑暗的环境中,碳固定停止——没有光合作用——但它们仍然活着,进行一种替代新陈代谢,使它们能够长期生存 。另一方面,通过将新陈代谢过程保持在黑暗阶段,圆柱拟脆杆藻能够保留光合装置的功能,确保在几个月后黎明终于到来和持续数月的极昼期间快速恢复 。
科学探索|科学家介绍最能忍受极端寒冷的三种生物
文章图片

嗜冷菌 最极端的嗜冷菌“液泡极地单胞菌”生活在南极洲帕尔默半岛海岸的海冰下 。这是第一种成功从海洋环境中分离出来的β-变形菌 。它也是我们所知的具有最高嗜冷能力的细菌,能够在零摄氏度到10摄氏度之间生存和维持新陈代谢,在4摄氏度时最适合生长 。对这种细菌的基因组分析表明,存在着与适应高盐度和寒冷条件有关的基因 。除了通常的蛋白质外,这种细菌还产生小的气态囊泡和细胞粘附蛋白 。它有一种光异养的生活方式:它像植物一样使用阳光作为能源,但它的碳源不是大气中的二氧化碳,而是有机物 。
科学探索|科学家介绍最能忍受极端寒冷的三种生物
文章图片

地衣 虽然大多数嗜冷生物在零上几度或零下几度时茁壮成长,随着温度变低进入休眠状态或死亡,但一些地衣例外 。地衣是非常特殊的有机体 。它们是提供支持的真菌、通过光合作用提供营养的藻类或蓝细菌之间共生结合的结果,最近已知酵母也参与其中,从而稳定整个系统 。南极洲的原生地衣对冰冻压力具有很高的耐受性,并且在经过一段长时间的严寒后恢复其代谢活动的能力很强 。其最适合的生长温度为零摄氏度至15摄氏度之间;然而,它们可以在低至零下17摄氏度的温度下保持新陈代谢活跃,即使在零下20摄氏度的低温下,仍能保留部分代谢活性 。

相关内容

热门资讯

c... 本文目录导航: cad如何裁剪自己想要的局部 cad怎样裁剪选定区域 ...
C... 本文目录导航: CAD,CAP/CAM/ClMS区分是什么 CAD,CAE...
c... 本文目录导航: cad最上方的性能区不见了怎样调进去啊? cad工具栏不见...
c... 本文目录导航: cad菜单栏不见了该怎样办CAD显示菜单栏的两种教程 ca...
a... 本文目录导航: autocad中的外部参照怎样经常使用? cad中怎样经常...
二... 本文目录导航: 二氧化锆烤瓷牙反常一颗多少钱呢 全瓷牙的种类有哪些?哪种全...
仿... 本文目录导航: 仿真软件是干嘛的 虚构仿真软件有哪些 仿真...
有... 本文目录导航: 有哪些比拟好的仿真软件? 仿真模型软件都有哪些,各自什么特...
3... 本文目录导航: 3d仿真软件有哪些 仿真机械软件有哪些 仿...
如... 本文目录导航: 如何在catia外面智能切割一系列图并放到一同 catia...
c... 本文目录导航: catia工程制图剖面图符号在哪 catia装配图有剖切命...
i... 刚刚,insta360正式推出了新一代360全景相机ONE X2。除了标准版外,还有与知名IP《火影...
c... 本文目录导航: catia怎么设置剖面线? catia剖面轮廓线线型设置 ...
介... 本文目录导航: catia学要多少钱,介绍几个比拟好的培训机构 上海学ca...
c... 本文目录导航: catia工程图不能选用拔出部分剖视图,主视图框不时是白色的 ...
S... SAI(日语:サイ)是由日本SYSTEMAX Corporation销售、由SYSTEMAX Sof...
V... 本文目录导航: 如何在CATIA V5中平移剖视图? catia旋转剖视图...
c... 本文目录导航: catia剖视图不同整机截面显示不同色彩 在 catia外...
c... 本文目录导航: catia剖面线线宽疑问 catia剖面轮廓线线型设置 ...
计... 本文目录导航: 计算机中CAD、CAM、CAT、CAE、CAI的全写区分是什么?请具体说明...