ما هي الكائنات الحية المتطرفة “extremophile”
الكائنات الحية المتطرفة هي كائنات حية تعيش وتزدهر في بيئات تموت فيها معظم الكائنات الحية، اللاحقة (-phile) في “extremophile” مشتقة من الكلمة اليونانية philos، والتي تعني “الحب”، المتطرفون هم أولئك الذين يستمتعون أو ينجذبون إلى الظروف القاسية، يمكن أن يقاوم الكائنات المتطرفة الإشعاع الشديد، والضغط المرتفع أو المنخفض، ودرجة الحموضة المرتفعة أو المنخفضة، ونقص الضوء، والحرارة الشديدة، والبرودة الشديدة، والجفاف الشديد.
ببساطة، الكائنات المتطرفة هي الكائنات التي يمكن أن تزدهر في ظروف قاسية مثل الفتحات الحرارية المائية، حيث يمكن لبنيتها أن تخبرنا بمدى الظروف التي يمكن تصور الحياة فيها، لأنها موجودة في ظروف قاسية.
كيف يتم تصنيف الكائنات المتطرفة
تصنف الكائنات المتطرفة حسب نوع البيئة القاسية التي تزدهر فيها، وفيما يلي بعض الأمثلة
- يشار إلى الكائن الحي الذي ينمو في ظروف حمضية بمستوى الحموضة pH 3 أو أقل باسم الكائن الحامض.
- يطلق على الكائن الحي الذي ينمو في البيئات القلوية بمستويات الأس الهيدروجيني 9 وأعلى اسم الكائن القلوي.
- يعرف الكائن الحي الذي يعيش في ظروف الضغط المرتفع، مثل موائل أعماق البحار، باسم باروفيل.
- يزدهر الهالوفيل في بيئات ذات تركيزات ملحية عالية بشكل استثنائي، وهو نوع من الكائنات الحية.
- hyperthermia: ينمو هذا المخلوق في درجات حرارة تتراوح بين 80 و122 درجة مئوية (176-252 درجة فهرنهايت).
- أما Psychrophile: هذا المخلوق قادر على العيش في درجات حرارة منخفضة للغاية، غالبًا ما تتراوح بين 20 درجة مئوية و10 مئوية (+4 درجات فهرنهايت و50 درجة مئوية).
- الراديوفيلي هو كائن حي ينمو في البيئات العالية في الإشعاع، مثل الأشعة فوق البنفسجية والإشعاع النووي.
- الزيروفيل هو كائن حي ينمو في بيئات شديدة الجفاف.
- تشكل الميكروبات غالبية الكائنات المتطرفة من عوالم البكتيريا والعتائق والطلائعيات والفطريات.
- الديدان والضفادع والخنافس وسرطان البحر والطحالب هي بعض الكائنات الحية الكبيرة التي تعيش في ظروف قاسية.
أمثلة على الكائنات الحية المتطرفة
بطيئات المشية (دببة الماء)
بطيئات المشية، المعروفة أحيانا بالدببة المائية، قادرة على تحمل مجموعة متنوعة من الظروف القاسية. يعيشون في الينابيع الساخنة وعلى جليد القارة القطبية الجنوبية. يمكن العثور عليهم في أعماق البحار وقمم الجبال العالية وحتى الغابات المطيرة الاستوائية. يمكن العثور عليهم في الأشنات والطحالب بأعداد كبيرة، ويتغذون على الخلايا النباتية واللافقاريات الصغيرة مثل الديدان الخيطية والروتيفر. تتكاثر بطيئات المشية جنسيا وغير جنسيا من خلال التوالد العذر.
تتحمل البطيئات المشي بسهولة مجموعة متنوعة من البيئات القاسية، حيث يمكنها تعليق عملية التمثيل الغذائي مؤقتا عندما تكون الظروف غير ملائمة للبقاء على قيد الحياة. يعرف هذا الظاهرة باسم “التشفير الحيوي”، وتسمح للبطيئات بالبقاء على قيد الحياة في ظروف قاسية مثل الجفاف الشديد ونقص الأكسجين والبرد الشديد والضغط المنخفض وجرعات عالية من السموم أو الإشعاع. يمكن للبطيئات المشي البقاء في هذا الحال لعدة سنوات قبل أن تتجه الظروف مرة أخرى لصالح بقائها على قيد الحياة.
Artemia salina (قرد البحر)
يمكن لقرد البحر، الجمبري الملحي (Artemia salina)، العيش في تركيزات عالية جدا من الملح، حيث تعتبر بحيرات الملح والمستنقعات المالحة والمحيطات والشواطئ الصخرية موطنا لهذه الكائنات الحية الدقيقة. يستطيع الجمبري الملحي الازدهار في تركيزات الملح المشبعة تقريبا. الطحالب الخضراء تعد مصدرا رئيسيا للغذاء، ويتمتع قرد البحر بهيكل خارجي وقرون استشعار وعيون معقدة وأجسام مجزأة وخياشيم، تماما مثل جميع القشريات. تساعد الخياشيم في البقاء على قيد الحياة في المناطق الملحية من خلال امتصاص الأيونات وإخراجها وتكوين بول مركز. قرد البحر، مثل الدببة المائية، يتكاثر جنسيا ولاجنسيا عن طريق التوالد العذر.
بكتيريا هيليكوباكتر بيلوري
هيليكوباكتر بيلوري هي نوع من البكتيريا التي تظهر في بيئة المعدة المشددة الحموضة وتكون سالبة الجرام. تنتج هذه البكتيريا إنزيم اليورياز، الذي يهدف إلى تحييد حمض الهيدروكلوريك في المعدة. بعض الأنواع البكتيرية الموجودة في ميكروبات المعدة يمكنها مقاومة حموضة المعدة، وتساعد هذه البكتيريا في منع استعمار المعدة من قبل مسببات الأمراض مثل هيليكوباكتر بيلوري. يصاب البشر ببكتيريا الحلزونية البوابية، وهي بكتيريا ذات شكل حلزوني، وتخترق جدار المعدة وتسبب القرحة وسرطان المعدة. توجد هذه البكتيريا في غالبية سكان العالم، وفقا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC)، ولكنها لا تسبب المرض لمعظم الأشخاص.
البكتيريا الزرقاء Gloeocapsa
ينمو جنس البكتيريا الزرقاء Gloeocapsa بشكل كثيف على الصخور الرطبة في الشواطئ الصخرية، وهذه البكتيريا لديها شكل مكورات وتستخدم الكلوروفيل للتمثيل الضوئي، وبعضها يرتبط بتكافل مع الفطريات. تغلف خلايا Gloeocapsa بأغماد جيلاتينية، ويمكن أن تكون الخلايا ملونة بشكل واضح أو عديمة اللون. كشفت الأبحاث أن بعض أنواع Gloeocapsa يمكن أن تبقى حية لمدة عام ونصف في الفضاء، وتم وضع عينات صخرية تحتوي على Gloeocapsa على السطح الخارجي لمحطة الفضاء الدولية، وتحملت ظروف الفضاء المهمة، مثل التعرض للإشعاع والفراغ والتغيرات الشديدة في درجات الحرارة، دون أي تأثير على هذه البكتيريا.
الكائنات المتطرفة التي تعيش بين الصخور
الحيات الداخلية هي كائنات حية تعيش داخل الصخور أو أماكن أخرى يفترض أنها غير قابلة للاختراق والتي لا يمكن أن تعيش فيها الحياة، مثل شقوق قشرة الصخور أو الفجوات بين حبيبات المعادن. تم اكتشاف هذه المخلوقات على عمق حوالي ميلين (3 كيلومترات) تحت سطح الأرض، ومن الممكن أن تعيش في أعماق أكبر بكثير، على الرغم من قلة توفر الماء في هذه المستويات. تشير بعض الدراسات إلى أنها تعتمد على الحديد أو البوتاسيوم أو الكبريت القريبة في تغذيتها، وعلى الرغم من بعض العيوب في اختيار موطنها، إلا أنها توفر أيضا حماية من الرياح القوية والإشعاع الشمسي.
بكتيريا القطب الشمالي المتطرفة
يمكن لبعض البكتيريا الموجودة في جليد القطب الشمالي والأنهار الجليدية ومياه المحيطات العميقة، والمعروفة باسم الرواسب النفسية، أن تتحمل درجات حرارة منخفضة تصل إلى 5 درجات فهرنهايت (ناقص 15 درجة مئوية)، تتكون في الغالب من البكتيريا والفطريات والطحالب، وتشمل الإنزيمات التي تم تطويرها للعمل في درجات حرارة منخفضة، تم اكتشافها في المحيط المتجمد الشمالي والقطب الجنوبي، وكذلك تحت الصفائح الجليدية في سيبيريا.
في النهاية، يمكن للحياة أن تتخذ أشكالًا متعددة، بدءًا من البكتيريا التي يمكن أن تنمو داخل الصخور إلى الجراثيم التي يمكنها تحمل درجات حرارة شديدة وبرودة وإشعاعات، ولا تظهر هذه الحيوانات ذات الحيلة مرونة الأرض فحسب، بل تظهر أيضًا إمكانية الحياة في مكان آخر في الكون.
