Extremófilo

Extremófilos del tipo termófilo produïxen alguns dels vistosos colors de la font termal Grand Prismatic Spring, en el Yellowstone National Park.

Un extremófilo (de extrem i la paraula grega φιλíα=afecte, amor, és dir "amant de -condicions- extremes") és un organisme (freqüentment, un microorganisme) capaç de subsistir i prosperar en condicions molt distintes o molt més exigents de les que soporta la majoria de formes de vida en la Terra.

Fins fa poc es pensava que en l'hàbitat a on creixen els extremófilos era impossible que hi haguera vida, pero l'hi ha. Per eixemple, en les aigües enormement àcides del riu Tinto viuen moltes pertanyents al domini Archaea. També hi ha centenars de mils de virus encara desconeguts i per catalogar.

Les enzimas que posseïxen els organismes extremófilos (malnomenades extremoenzimas) són funcionals quan unes atres no ho són.

Característiques

Plantilla:Center

En les décades de 1980 i 1990, els biòlecs varen descobrir que la vida microbiana té una gran flexibilitat per a sobreviure en entorns extrems -àcit, extraordinàriament calents o en una pressió atmosfèrica irregular, per eixemple- que serien completament inhòspits para organismes complexos. Alguns científics varen aplegar inclús a la conclusió de que la vida podria haver començat en la Terra en respiraders hidrotermales molt per baix de la superfície de l'oceà.

Segons l'astrofísic Steinn Sigurdsson, "s'han trobat espores bacterianes viables de 40 millons d'anys d'antiguetat en la Terra, i sabem que són molt resistents a la radiació."Algunes bactèries es varen trobar vivint en el fret i l'obscuritat en un llac enterrat a mija milla de profunditat baix el gèl en l'Antàrtida,i en la Fossa de les Marianes, el lloc més profunt dels oceans de la Terra. Expedicions del Programa Internacional de Descobriments Oceànics varen trobar microorganismes en sediment de que es troben a per baix del llit marí en la zona de subducción de la Fossa de Nankai.S'han trobat alguns microorganismes prosperant en l'interior de roques de fins a 580 m de profunditat baix 2590 metros d'oceà front a la costa del noroest d'Estats Units.Segons un dels investigadors, "es poden trobar microbis en tots els llocs: són extremadament adaptables a les condicions i sobreviuen allí a on estiguen." Una clau de l'adaptació dels extremófilos és el seu

composició d'aminoàcits, que afecta a la seua capacitat de plegament de proteïnes en condicions particulars.Estudiar entorns extrems en la Terra pot ajudar als investigadors a comprendre els llímits de l'habitabilitat en atres móns.

Tom Gheysens, de l'Universitat de Gante (Bèlgica), i alguns dels seus colegues han presentat resultats d'investigació que demostren que les espores d'una espècie de bactèria Bacillus varen sobreviure i seguien sent viables despuix de ser calfades a temperatures de .

Classificació

Hi ha moltes classes de extremófilos que s'estenen per tot lo món, cada u corresponent a la forma en que la seua caseta ambiental diferix de les condicions mesófilas. Estes classificacions no són exclusives. Molts extremófilos cauen baix múltiples categories i es classifiquen per això com poliextremófilos. Per eixemple, els organismes que viuen dins de roques calentes baix la superfície de la Terra són termófilos i barofílicos com Thermococcus barophilus. Un poliextremófilo que viu en el cim d'una montanya en el desert de Atacama podria ser un xerófilo radiorresistente, un psicrófilo i un oligótrofo. Els poliextremófilos són ben coneguts per la seua capacitat per a tolerar nivells de pH alts i baixos.

• Anhidrobióticos o xerófilos: Viuen en absència d'aigua o són capaces de resistir la dessecació vivint en molt poca. Este tipo és ejemplificado pels microbis del sol del desert de Atacama. Eixemples: Selaginella lepidophylla i la Anastatica hierochuntica, més coneguda com Rosa de Jericó.

• Acidófilo: Es desenrollen en ambients d'alta acidea, (pH òptim de creiximent pròxim a 3) com Picrophilus o Ferroplasma acidarmanus, els organismes de la conca del riu Tinto, en Huelva, o l'estova que habita en una mina californiana cridada Iron Mountain: les ARMAN (de l'anglés Archaeal Richmond Mine Acidophilic Nanoorganisms, "Nanoorganismo Acidofílico Arqueal de la Mina Richmond"). Algunes arqueobacterias com Picrophilus oshimae i Picrophilus torridus poden viure a un pH menor a 1. Tan baix com -0,06, inclús el seu pH òptim per a créixer és 0,7. Cyanidyum caldariuym és capaç de viure en pH propenc a zero mantenint l'interior de la cèlula en un nivell casi neutre. També Acontium cylatium, Cephalosporium sp i Trichosporon cerebriae (eucariota del regne fungi)
• Alcalófilo: Es desenrollen en ambients molt alcalinos (bàsics) (pH òptim de creiximent pròxim a 9 o més). Per eixemple, bactèries aeròbiques no marines, moltes espècies de Bacillus Spirulina (cianobacterias) estoves.
• Barófilo o Piezófilo: Es desenrollen en ambients en pressió molt alta líquida o gaseosa (llits oceànics profunts de fins a onze mil metros de profunditat: fossa de les Marianes com Thermaerobacter). Shewanella i Moritella s'han trobat a una profunditat de casi 11 000 metros baix el nivell de la mar, lo que significa que resistixen un pes de millons de tonellades.
• Halófilo: Es desenrollen en ambients hipersalinos, com les del gènero Halobacterium, que viuen en entorns com el mar Morta, per cas la Haloarcula marismortui, la Haloferax volcanii o la Haloquadratum walsbyi, que és una bactèria quadrada. I la Salinibacter ruber, descoberta en Espanya en un estany amprat per a la producció de sal.
• Criptoendolitos: Organisme de sols profunts. Viuen a molts metros baix el sol, inclús en mig de roques; el Bacillus infernus va ser aïllat a 2700 metros baix la superfície del sol; Desulforudis audaxviator va ser trobat entre 1500 i 2800 metros de profunditat, en el sol d'una mina d'or (Conca de Witwatersand, Suràfrica) a on soporta una temperatura de 60 °C i un pH de 9,33.
• Litoautótrofos: poden obtindre energia per reducció de composts minerals com la pirita, per eixemple.
• Metalotolerantes: Organismes que sofrixen altes concentracions de metal en el seu entorn (coure, cadmi, arsènic, zinc). Per eixemple, Ferroplasma i Cupriavidus metallidurans, o el GFAJ-1, que tolera l'arsènic. Certes bactèries quimiolitotrofas del llit del riu Tinto en Huelva soporten be el ferro i són capaços de sobreviure ademés baix les condicions del regolito marcianà.
• Oligotrofos: que poden créixer en ambients en nutrients llimitats.
• Osmófilos: que poden créixer en ambients en alta concentració de sucres.

• Psicrófilos o Psicrotolerantes: Es desenrollen en ambients de temperatura molt baixa, (fosses abissals, glaciars) com la Polaromonas vacuolata. Unes atres són la Shewanella frigidimarina, la Psychrobacter frigidicola i la Psychromonas ingrahamii, que creix a temperatures de -12 o -20 °C i viu per baix del punt de congelació de l'aigua, aïllada en l'oceà Àrtic. Entre les bactèries gram negatives estan la Moraxella, Psychrobacter, Polaribacter, Moritella, Vibrio i Pseudomonas. Entre les bactèries gram positives Arthrobacter, Bacillus i Micrococcus. Entre les Estoves Methanogenium, Methanococcoides i Halorubrum. Entre els foncs i rent, Penicillium, Cladosporium, Candida i Cryptococcus.
• Radiófilo: Soporten gran cantitat de radiació, com la bactèria Deinococcus radiodurans, Thermococcus gammatolerans o uns microbis arreplegats en els penya-segats de Devon, Anglaterra, que varen conseguir sobreviure casi 600 dies exposts als rajos còsmics i sense oxigen.
• Termófilo: Es desenrollen en ambients a temperatures superiors a 45 °C, alguns d'ells, els hipertermófilos, tenen la seua temperatura òptima de creiximent per damunt dels 80 °C., com Pyrococcus furiosus o Pyrolobus fumarii, aïllat este últim de fumerals hidrotermales submarines i que es multiplica entorn als 105 °C. Les bactèries Thermus aquaticus creixen a més de 70 °C i les Sulfolobus acidocaldarius creixen a partir de 85 °C. L'eixemple més curiós es va donar en una pluja roja en Kerala (Índia), en la que Godfrey Louis va aïllar unes cèlules inertes a temperatura normal, sense ADN, que són capaces de reproduir-se a 121 °C i es creïen de presunt orige extraterrestre, descobrint-se en 2015 que eren les espores d'un alga
• Poliextremófilos: (del grec poli -molt- i tall -amant- de lo extrem) és un organisme resistent a molts mijos hostils i pertanyent a vàries de les categories resenyades: Deinococcus radiodurans, Kineococcus radiotolerans, Thermococcus gammatolerans o Sulfolobus acidocaldarius

• Els tardígrados també es consideren poliextremófilos, ya que són capaces de sobreviure en diversos ambients hostils (a altes temperatures més de 100 °C, a molt baixes temperatures fins a -200 °C, pressions atmosfèriques elevades fins a 6000 atm, sense aigua durant décades i inclús resistix la radiació ionisant de l'espai exterior) realisant la criptobiosis, en la que reduïxen considerablement la seua metabolisme per a adaptar-se a dites condicions extremes.

Algunes bactèries pertanyen a varis d'estos grups. La major part dels extremófilos són microorganismes, hi ha archaeas (arqueobacterias), procariotas (bactèrias) i eucariota. El seu chicotet tamany i el fet de que el seu metabolisme és molt adaptable ha permés que colonisen ambients que són mortals per a sers pluricelulares. Encara que cal senyalar que també hi ha organismes pluricelulares, sobretot entre els barófilos. És especialment destacable el cas dels tardígrados, micrometazoos capaces de sobreviure en diverses condicions de criptobiosis (anoxi, anhidro i osmobiosis).

Un fet curiós és que estudiant els extremófilos de Yellowstone (fonts termals: termófilos) el Dr. Brock de l'Universitat de Madison (Estats Units) va trobar la bactèria Thermus aquaticus. Per ser resistent a la calor, va permetre desenrollar la tècnica de Reacció en Cadena de la Polimerasa (PCR) que ha segut fonamental per al desenroll de l'ingenieria genètica.

També cal destacar que s'han descobert vàries espècies del brot d'animals marins Loricifera els quals són capaços de viure permanentment sense oxigen (són anaerobio) ya que no contenen mitocondrias, sino un atre tipo d'orgànuls.

Recentment s'ha descobert en el llac Mona, Califòrnia, un nou organisme que substituïx el fòsfor per a funcionar en arsènic, el GFAJ-1.

L'estudi dels microorganismes extremófilos és important també per a disciplines com l'Exobiología. Un estudi de 2011 va sugerir que alguns organismes extremófilos terrestres, com el Deinococcus radiodurans podrien ser capaços de sobreviure en l'espai exterior.

També són matèria d'estudi per a l'Ecologia, puix estes formes de vida poden degradar matèries tòxiques, amoladores o perjudicials per a l'entorn natural i el ser humà i la Medicina mira en interés els seus complexos mecanismes de autorreparación del ADN destruït.