Ekstremofiili

Ekstremofiili on eliö, joka joko sietää erilaisia ääriolosuhteita tai jopa vaatii niitä elääkseen. On tärkeää huomata, että ääriolosuhteet määritellään tässä ihmiskeskeisesti. Organismin itsensä kannalta sen elinympäristön olosuhteet ovat tietenkin täysin normaaleja.

Ekstremofiilien määrittely 
Ekstremofiileihin kuuluu kaikkien kolmen elämänalueen jäseniä eli bakteereja, arkeoneja ja eukaryootteja. Suurin osa ekstremofiileistä on arkeoneja. Ekstremofiili termiä ja arkeonia käytetään joskus toistensa synonyymeinä. Tämä voi johtaa harhaan, koska monet bakteerit sekä eukaryootit, kuten hiivat, sienet, alkueläimet ja levät, voivat olla ekstremofiilejä. Bakteereista parhaiten äärimmäisiin olosuhteisin sopeutuneita ovat sinilevät, joita kasvaa Etelämatereella jäässä sekä kuumissa lähteissä. Niitä voi kasvaa myös suolajärvissä ja emäksisissä järvissä. Ne myös sietävät suuria metallipitoisuuksia, kserofiilisiä olosuhteita eli vähäistä veden saatavuutta. Niitä esiintyy kuitenkin harvoin happamissa ympäristöissä, joiden pH-arvot ovat alle 5–6.

Kaikki ekstremofiilit eivät ole yksisoluisia eliöitä. Esimerkkejä monisoluisista ekstremofiileistä ovat esimerkiksi termofiilinen pompeijinmato (Alvinella pompejana), psykrofiilinen hyönteisryhmä Grylloblattodea, joka viihtyy alle 15 °C:n lämpötiloissa, ja antarktisissa vesissä elävä krillilaji etelänkrilli (Euphausia superba).

Äärimmäisten elinolosuhteiden tutkimuksesta on tullut yksi tärkeimpiä astrobiologian osa-alueita. Ekstremofiilien ja niiden ekosysteemien biologian ymmärtäminen mahdollistaa hypoteesien kehittämisen siitä millaisissa olosuhteissa voi elämää syntyä muualla maailmankaikkeudessa. Ekstremofiilejä voidaan pitää malliorganismeina tutkittaessa mahdollisen maapallon ulkopuolisen elämän olosuhteita.

Ekstremofiilityyppejä 
Ekstremofiilit voidaan jakaa moneen eri luokkaan sen mukaan, millaisissa äärioloissa ne elävät. Monet ekstremofiilit kuuluvat useampaan kuin yhteen luokkaan. Esimerkiksi syvällä meren pohjassa elävät eliöt ovat sekä psykrofiilejä että barofiilejä.

 Asidofiili: eliö, jonka elinympäristö hapan pH on 3 tai alle.
 Alkalifiili: eliö, jonka elinympäristö emäksinen pH on 9 tai yli.
 Barofiili: Elää normaalia korkeammassa, jopa 400–600 ilmakehän paineessa.
 Endoliitti: eliö, joka elää kivien sisällä.
 Halofiili: eliö, joka vaatii vähintään 0,2 moolia/litra suolaa (NaCl) kasvaakseen.
 Hypertermofiili: eliö, joka elää 80–110 °C:n lämpötiloissa.
 Hypoliitti: eliö, joka elää kivien alla kylmässä autiomaassa.
 Kserofiili: eliö, joka elää hyvin kuivissa ympäristöissä.
 Metalotolerantti: eliö, joka sietää korkeita pitoisuuksia raskasmetalleja, kuten kuparia, kadmiumia, arseenia ja sinkkiä.
 Oligotrofi: eliö, joka pystyy kasvamaan hyvin niukkaravinteisessa ympäristössä.
 Psykrofiili: eliö, joka viihtyy alle 15 °C:n lämpötiloissa.
 Radioresistantti: eliö, joka pystyy sietämään suuria annoksia ionisoivaa säteilyä.
 Termofiili: eliö, joka viihtyy 60–80 °C:n lämpötiloissa. Tällaisia ovat muun muassa Thermoplasmat.

Yksisoluisten ekstremofiilien aineenvaihdunta 
Yksisoluisten esitumallisten ekstremofiilien aineenvaihdunta on moninainen. Niissä esiintyy neljää päälajia, mutta muitakin on.

 Rikkiä käyttävät joitakin bakteereja ja arkeoneja
 Rautaa käyttävät
 Metaania tuottavat eli metanogeenit
 Vetyä hapettavat

Rikki- ja metaaniaineenvaihdunta muistuttavat toisiaan. Rauta-aineenvaihdunta saattaa selittää varhaiset rautapitoiset kerrostumat, jotka ovat muodostuneet noin 3,8 miljardia vuotta sitten.

Lähteet

Viitteet