Đặc điểm cực đoan, loại và ví dụ



các cực đoan chúng là những sinh vật sống trong môi trường khắc nghiệt, nghĩa là những sinh vật tránh xa những điều kiện mà hầu hết các sinh vật được con người biết đến sống..

Các thuật ngữ "cực đoan" và "cực đoan" tương đối giống với con người, bởi vì con người đánh giá môi trường sống và cư dân của họ, tùy thuộc vào những gì sẽ được coi là cực đoan cho sự tồn tại của chúng ta.

Do đó, điều đặc trưng cho một môi trường khắc nghiệt là nó thể hiện các điều kiện không thể chịu đựng được đối với con người về nhiệt độ, độ ẩm, độ mặn, ánh sáng, độ pH, tính sẵn có của oxy, mức độ độc hại, trong số những thứ khác..

Từ góc độ phi nhân loại, con người có thể là những sinh vật cực đoan, tùy thuộc vào sinh vật đã đánh giá chúng. Ví dụ, từ quan điểm của một sinh vật kỵ khí nghiêm ngặt, mà oxy là độc hại, các sinh vật hiếu khí (như con người) sẽ là cực đoan. Đối với con người, trái lại, các sinh vật kỵ khí là cực đoan.

Chỉ số

  • 1 Nguồn gốc của thuật ngữ "cực đoan"
    • 1.1 R. D. Macelroy
  • 2 Đặc điểm của môi trường khắc nghiệt
  • 3 loại cực trị trên thang đo động vật học
    • 3.1 Sinh vật đơn bào
    • 3.2 Sinh vật đa bào
    • 3.3 Poly-cực đoan
  • 4 loại phổ biến nhất của môi trường khắc nghiệt
    • 4.1 Môi trường cực lạnh
    • 4.2 Môi trường nhiệt độ khắc nghiệt
    • 4.3 Môi trường với áp lực cực lớn
    • 4.4 Môi trường axit và kiềm mạnh
    • 4.5 Môi trường quá mẫn và anoxic
    • 4.6 Môi trường bức xạ cao
    • 4.7 Kết thúc nhân loại
  • 5 quá trình chuyển đổi và sinh thái
  • 6 Động vật và thực vật với một số giai đoạn hoặc giai đoạn
    • 6.1 Thực vật
    • 6.2 Động vật
  • 7 tài liệu tham khảo

Nguồn gốc của thuật ngữ "cực đoan"

Hiện tại chúng tôi định nghĩa là "cực đoan" nhiều môi trường bên trong và bên ngoài hành tinh Trái đất và chúng tôi liên tục khám phá các sinh vật có khả năng, không chỉ sống sót mà còn phát triển rộng rãi ở nhiều trong số chúng.

R. D. Macelroy

Năm 1974, R. D. Macelroy đã đề xuất thuật ngữ "extremophiles" để định nghĩa những sinh vật này có sự tăng trưởng và phát triển tối ưu trong điều kiện khắc nghiệt, trái ngược với các sinh vật mesophilic, phát triển trong môi trường ở điều kiện trung gian.

Theo Macelroy:

"Extremófilo là một mô tả cho các sinh vật có khả năng sống trong môi trường thù địch với mesophile, hoặc các sinh vật chỉ phát triển trong môi trường trung gian".

Có hai mức độ cực đoan cơ bản trong các sinh vật: những mức độ có thể chịu đựng một điều kiện môi trường khắc nghiệt và trở nên chiếm ưu thế so với những người khác; và những người tăng trưởng và phát triển tối ưu trong điều kiện khắc nghiệt.

Đặc điểm của môi trường khắc nghiệt

Tên gọi của một môi trường là "cực đoan" phản ứng với một cấu trúc nhân tạo, dựa trên việc xem xét các đầu xa của đường cơ sở của một điều kiện môi trường nhất định (nhiệt độ, độ mặn, bức xạ, trong số những thứ khác).

Tuy nhiên, giáo phái này phải dựa trên một số đặc điểm của một môi trường, từ quan điểm của sinh vật sống trong đó (thay vì quan điểm của con người).

Những đặc điểm này bao gồm: sinh khối, năng suất, đa dạng sinh học (số lượng loài và đại diện của phân loại cao hơn), sự đa dạng của các quá trình trong hệ sinh thái và sự thích nghi cụ thể với môi trường của sinh vật trong câu hỏi.

Tổng cộng của tất cả các đặc điểm này biểu thị điều kiện khắc nghiệt của một môi trường. Ví dụ, một môi trường khắc nghiệt là một môi trường thường trình bày:

  • Sinh khối và năng suất thấp
  • Ưu thế của các dạng sống cổ xưa
  • Sự vắng mặt của các dạng sống cao cấp
  • Thiếu quang hợp và cố định đạm nhưng sự phụ thuộc vào các quá trình trao đổi chất khác và thích nghi sinh lý, trao đổi chất, hình thái và / hoặc chu kỳ sống cụ thể.

Các loại cực trị trên thang đo động vật học

Sinh vật không xương

Thuật ngữ extremophile thường dùng để chỉ prokaryote, chẳng hạn như vi khuẩn, và đôi khi được sử dụng thay thế cho Archaea..

Tuy nhiên, có rất nhiều loại sinh vật cực đoan và kiến ​​thức của chúng tôi về sự đa dạng phát sinh trong môi trường sống khắc nghiệt tăng gần như hàng ngày.

Ví dụ, chúng ta biết rằng tất cả các hyperthermophiles (ưa nhiệt) là thành viên của Archaea và Vi khuẩn. Sinh vật nhân chuẩn là phổ biến giữa các bệnh tâm thần (người yêu lạnh), axitophile (người yêu pH thấp), chất kiềm (người yêu pH cao), xerophiles (người yêu môi trường khô) và halophiles (người yêu muối).

Sinh vật đa bào

Các sinh vật đa bào, chẳng hạn như động vật không xương sống và động vật có xương sống, cũng có thể là cực trị.

Ví dụ, một số bệnh tâm thần bao gồm một số lượng nhỏ ếch, rùa và rắn, trong mùa đông tránh đông lạnh nội bào trong các mô của chúng, tích tụ osmolytes trong tế bào chất của tế bào và chỉ cho phép đóng băng nước ngoài tế bào (bên ngoài tế bào).

Một ví dụ khác là trường hợp của tuyến trùng Nam Cực Panagrolaimus davidi, có thể sống sót trong quá trình đóng băng nội bào (đóng băng nước bên trong tế bào của bạn), có thể phát triển và sinh sản sau khi tan băng.

Ngoài ra, loài cá thuộc họ Barkichthyidae, cư dân ở vùng nước lạnh ở Nam Cực và phía nam lục địa Mỹ, sử dụng protein chống đông để bảo vệ tế bào của chúng chống lại sự đóng băng hoàn toàn của chúng.

Poly-cực đoan

Poly-cực đoan là những sinh vật có thể tồn tại nhiều hơn một điều kiện khắc nghiệt cùng một lúc, do đó phổ biến trong tất cả các môi trường khắc nghiệt.

Ví dụ, thực vật sa mạc tồn tại cả nhiệt độ cực cao, nguồn nước hạn chế và thường là độ mặn cao.

Một ví dụ khác là những động vật sống dưới đáy biển, có khả năng chịu được áp lực rất cao, chẳng hạn như thiếu ánh sáng và thiếu chất dinh dưỡng, trong số những người khác..

Các loại phổ biến nhất của môi trường khắc nghiệt

Truyền thống cực đoan môi trường được xác định dựa trên các yếu tố phi sinh học, chẳng hạn như:

  • Nhiệt độ.
  • Nguồn nước.
  • Áp lực.
  • pH.
  • Độ mặn.
  • Nồng độ oxy.
  • Mức phóng xạ.

Tương tự, các cực trị được mô tả trên cơ sở các điều kiện khắc nghiệt hỗ trợ.

Các môi trường cực kỳ quan trọng nhất mà chúng ta có thể nhận ra theo các điều kiện phi sinh học của chúng là:

Môi trường cực lạnh

Môi trường cực lạnh là những môi trường được duy trì hoặc giảm thường xuyên trong thời gian (ngắn hoặc dài) nhiệt độ dưới 5 ° C. Chúng bao gồm các cực trên đất liền, vùng núi và một số môi trường sống đại dương sâu. Ngay cả một số sa mạc rất nóng vào ban ngày có nhiệt độ rất thấp vào ban đêm.

Có những sinh vật khác sống trong tầng lạnh (nơi nước ở trạng thái rắn). Ví dụ, các sinh vật sống trong ma trận băng, băng vĩnh cửu, dưới lớp phủ tuyết vĩnh viễn hoặc định kỳ, phải chịu đựng nhiều thái cực, bao gồm lạnh, hút ẩm và mức độ phóng xạ cao.

Môi trường nhiệt độ khắc nghiệt

Môi trường sống cực kỳ nóng là những môi trường duy trì hoặc định kỳ đạt nhiệt độ trên 40 ° C. Ví dụ, các sa mạc nóng, các vị trí địa nhiệt và các lỗ thông thủy nhiệt nước sâu.

Chúng thường liên quan đến nhiệt độ cực cao, môi trường nơi nước rất hạn chế (liên tục hoặc trong thời gian thường xuyên), như sa mạc lạnh và nóng, và một số môi trường sống nội địa (nằm trong đá).

Môi trường với áp lực cực lớn

Các môi trường khác phải chịu áp lực thủy tĩnh cao, chẳng hạn như các khu vực đáy của đại dương và hồ sâu. Ở những độ sâu này, cư dân của nó phải chịu được áp lực trên 1000 atm.

Ngoài ra, có các thái cực hypobaric (áp suất khí quyển thấp), ở vùng núi và các khu vực cao khác trên thế giới.

Môi trường axit và kiềm mạnh

Nói chung, môi trường cực kỳ axit là những môi trường duy trì hoặc thường xuyên đạt giá trị dưới pH 5.

Đặc biệt, độ pH thấp làm tăng điều kiện "cực đoan" của môi trường, vì nó làm tăng khả năng hòa tan của các kim loại có mặt và các sinh vật sống trong chúng phải thích nghi để đối mặt với nhiều thái cực phi sinh học.

Ngược lại, môi trường cực kỳ kiềm là những môi trường duy trì hoặc thường xuyên đăng ký giá trị pH trên 9..

Ví dụ về môi trường pH khắc nghiệt bao gồm hồ, nước ngầm và đất, có tính axit hoặc kiềm cao.

Môi trường quá mẫn và anoxic

Môi trường Hypersaline được định nghĩa là những môi trường có nồng độ muối cao hơn so với nước biển, có 35 phần nghìn. Những môi trường này bao gồm hồ hypersaline và nước mặn.

Với "nước muối", chúng tôi không chỉ đề cập đến độ mặn bằng natri clorua, vì có thể có môi trường nước mặn trong đó muối trước là một loại khác.

Môi trường sống có oxy tự do hạn chế (thiếu oxy) hoặc không có oxy (anoxic), liên tục hoặc đều đặn, cũng được coi là cực đoan. Ví dụ, các môi trường có các đặc điểm này sẽ là các lưu vực anoxic trong các đại dương và hồ và tầng trầm tích sâu nhất.

Môi trường bức xạ cao

Tia cực tím (UV) hoặc hồng ngoại (IR) cũng có thể áp đặt các điều kiện khắc nghiệt đối với sinh vật. Môi trường khắc nghiệt trong bức xạ là những môi trường tiếp xúc với bức xạ hoặc bức xạ cao bất thường ngoài phạm vi bình thường. Ví dụ, môi trường cực và độ cao lớn (trên cạn như thủy sinh).

Phaeocystis túietii

Một số loài thể hiện cơ chế lẩn tránh của bức xạ UV hoặc IR cao. Ví dụ, rong biển Nam Cực Phaeocystis túietii tạo ra "kem chống nắng" tan trong nước, hấp thụ mạnh các bước sóng UV-B (280-320nm) và bảo vệ các tế bào của bạn khỏi mức UV-B cực cao trong 10m đầu cột nước (sau sự phá vỡ của băng biển).

Deinococcus radiodurans

Các sinh vật khác rất chịu được bức xạ ion hóa. Ví dụ, vi khuẩn Deinococcus radiodurans có thể bảo tồn tính toàn vẹn di truyền của nó bằng cách bù đắp cho tổn thương DNA lan rộng sau khi tiếp xúc với bức xạ ion hóa.

Vi khuẩn này sử dụng các cơ chế nội bào để hạn chế sự thoái hóa và hạn chế sự khuếch tán của các đoạn DNA. Ngoài ra, nó có protein sửa chữa DNA hiệu quả cao.

Trung tâm Astyanax

Ngay cả trong môi trường có bức xạ thấp rõ ràng hoặc không có bức xạ, các sinh vật cực đoan vẫn thích nghi để đáp ứng với những thay đổi về mức độ phóng xạ.

Ví dụ, Trung tâm Astyanax, một con cá mù Mexico sống trong các hang động, không có cấu trúc mắt có thể cảm nhận được bề ngoài và, tuy nhiên, có thể phân biệt những khác biệt nhỏ trong ánh sáng xung quanh. Họ sử dụng các tế bào cảm quang ngoại bào để phát hiện và đáp ứng với các kích thích thị giác trong chuyển động.

Kết thúc nhân loại

Chúng ta hiện đang sống trong một môi trường áp đặt các điều kiện môi trường khắc nghiệt, được tạo ra một cách nhân tạo như một hiệu ứng của các hoạt động của con người.

Các môi trường được gọi là có tác động nhân tạo vô cùng đa dạng, có phạm vi toàn cầu và không còn có thể bỏ qua khi xác định một số môi trường khắc nghiệt nhất định.

Ví dụ, môi trường bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm (khí quyển, nước và đất) giống như biến đổi khí hậu và mưa axit-, khai thác tài nguyên thiên nhiên, xáo trộn vật lý và khai thác quá mức.

Chuyển tiếp và sinh thái

Ngoài các môi trường khắc nghiệt nêu trên, các nhà sinh thái học trên mặt đất luôn nhận thức được tính chất đặc biệt của các vùng chuyển tiếp giữa hai hoặc nhiều cộng đồng hoặc môi trường đa dạng, chẳng hạn như dòng cây trên núi hoặc ranh giới giữa rừng và đồng cỏ. . Chúng được gọi là đai căng hoặc ecotones.

Ecotones cũng tồn tại trong môi trường biển, ví dụ, sự chuyển tiếp giữa băng và nước được biểu thị bằng rìa của băng biển. Các vùng chuyển tiếp này thường thể hiện sự đa dạng loài và mật độ sinh khối lớn hơn so với các cộng đồng sườn, phần lớn là do các sinh vật sống trong đó có thể tận dụng các nguồn tài nguyên của môi trường liền kề, có thể mang lại lợi thế cho chúng.

Tuy nhiên, các khu sinh thái thay đổi liên tục và các khu vực năng động, thường cho thấy phạm vi biến đổi rộng hơn trong điều kiện phi sinh học và sinh học trong một khoảng thời gian hàng năm so với các môi trường lân cận.

Điều này có thể được coi là "cực đoan", bởi vì nó đòi hỏi các sinh vật liên tục thích nghi với hành vi, hiện tượng học (thời gian theo mùa) và tương tác với các loài khác.

Các loài sống ở cả hai phía của ecotone thường có khả năng chịu động cao hơn, trong khi các loài có phạm vi giới hạn ở một bên, trải nghiệm ở phía bên kia là cực đoan.

Nhìn chung, các vùng chuyển tiếp này cũng thường bị ảnh hưởng đầu tiên bởi những thay đổi về khí hậu và / hoặc thay đổi, cả tự nhiên và nhân tạo.

Động vật và thực vật với một số giai đoạn hoặc giai đoạn

Không chỉ môi trường năng động, chúng có thể cực đoan hay không, mà các sinh vật cũng năng động và có vòng đời với các giai đoạn khác nhau, thích nghi với các điều kiện môi trường cụ thể.

Có thể xảy ra rằng môi trường hỗ trợ một trong các giai đoạn của vòng đời của một sinh vật là cực kỳ đối với một giai đoạn khác.

Cây cảnh

Ví dụ như dừaCocos nucifera), trình bày một hạt giống thích nghi cho việc vận chuyển bằng đường biển, nhưng cây trưởng thành mọc trên đất liền.

Trong các thực vật có mạch mang bào tử, như dương xỉ và các loại rêu khác nhau, giao tử có thể không có sắc tố quang hợp, không có rễ và phụ thuộc vào độ ẩm môi trường.

Trong khi các bào tử bào tử có thân rễ, rễ và chồi chịu được các điều kiện nóng và khô trong ánh sáng mặt trời đầy đủ. Sự khác biệt giữa bào tử và tế bào giao tử là theo thứ tự giống như sự khác biệt giữa các loài.

Động vật

Một ví dụ rất gần là giai đoạn vị thành niên của nhiều loài, thường không dung nạp với môi trường thường bao quanh con trưởng thành, vì vậy chúng thường cần được bảo vệ và chăm sóc trong suốt thời gian chúng có được các kỹ năng và sức mạnh cần thiết. cho phép đối phó với các môi trường này.

Tài liệu tham khảo

  1. Kohshima, S. (1984). Một loài côn trùng chịu lạnh mới lạ được tìm thấy trong sông băng ở dãy Himalaya. Thiên nhiên 310, 225-227.
  2. Macelroy, R. D. (1974). Một số ý kiến ​​về sự tiến hóa của cực đoan. Hệ sinh học, 6 (1), 74-75. doi: 10.1016 / 0303-2647 (74) 90026-4
  3. Marchant, H.J., Davidson, A.T. và Kelly, G.J. (1991) Các hợp chất bảo vệ UV-B trong tảo biển Phaeocystis túi từ Nam Cực. Sinh học biển 109, 391-395.
  4. Oren, A. (2005). Một trăm năm Dunaliella nghiên cứu: 1905-2005. Hệ thống muối 1, đổi: 10.1186 / 1746-1448 -1 -2.
  5. Rothschild, L.J. và Mancinelli, R.L. (2001). Cuộc sống trong môi trường khắc nghiệt. Thiên nhiên 409, 1092-1101.
  6. Schleper, C., Piihler, G., Kuhlmorgen, B. và Zillig, W. (1995). Lite ở pH cực thấp. Thiên nhiên 375, 741-742.
  7. Cửa hàng, K.B. và Storey, J.M. (1996). Sinh tồn tự nhiên đóng băng ở động vật. Đánh giá hàng năm về Sinh thái học và Hệ thống 27, 365-386.
  8. Teyke, T. và Schaerer, S. (1994) Cá hang động mù Mexico (Trung tâm Astyanax) đáp ứng với kích thích thị giác di chuyển. Tạp chí sinh học thực nghiệm 188, 89-1 () 1.
  9. Yancey, P.I., Clark, M.L., Eland, S.C., Bowlus R.D. và Somero, G.N. (1982). Sống với áp lực nước: sự phát triển của hệ thống osmolyte. Khoa học 217, 1214-1222.