БИОТА
Температурные границы существования видовВ среднем активная жизнедеятельность организмов требует
довольно узкого диапазона температур, ограниченного критическими порогами
замерзания воды и тепловой денатурации белков, примерно в пределах от 0 до + Криофилы,
так называются виды, предпочитающие холод и специализированные к жизни в этих
условиях. Свыше 80 % земной биосферы относится к постоянно холодным
областям с температурой ниже + Биохимический путь противостояния замерзанию – накопление
в клетках макромолекулярных веществ – антифризов, которые понижают точку
замерзания жидкостей тела и препятствуют образованию кристаллов льда в
организме. Такого типа холодовые адаптации
обнаружены, например, у антарктических рыб семейства нототениевых,
которые живут при температуре тела -1,86 °C, плавая под поверхностью
сплошного льда в воде с такою же температурой. Мелкая тресковая рыба сайка в
Северном Ледовитом океане плавает в водах с температурой не выше + Рис. Антарктическая
рыба трематом-пестряк с температурой тела
-1,98 °C Предельная температура, при которой еще возможна
активность клеток, зафиксирована у микроорганизмов. В холодильных камерах
мясные продукты могут быть испорчены за счет деятельности бактерий при
температурах до -10- Другой путь холодостойкости – выносливость к замерзанию –
связан с временным прекращением активного состояния (гипобиозом
или криптобиозом). Образование кристалликов льда
внутри клеток необратимо нарушает их ультраструктуру и приводит к гибели. Но
многие криофилы способны переносить образование льда во внеклеточных жидкостях.
Этот процесс приводит к частичной дегидратации клеток, что повышает их
устойчивость. У насекомых накопление защитных органических веществ, таких как
глицерин, сорбит, маннит и других, препятствует
кристаллизации внутриклеточных растворов и позволяет переживать критические морозные периоды в состоянии оцепенения. Так,
жуки-жужелицы в тундрах выдерживают переохлаждение до Термофилы
– это экологическая группа видов, оптимум жизнедеятельности которых приурочен к
области высоких температур. Термофилией отличаются
многие представители микроорганизмов, растений и животных, встречающихся в
горячих источниках, на поверхности прогреваемых почв, в разлагающихся
органических остатках при их саморазогревании и т.п. Верхние температурные пределы активной жизни отличаются у
разных групп организмов. Наиболее устойчивы бактерии. У одного из видов архебактерий, распространенных на глубинах вокруг
термальных источников («курильщиков»), экспериментально обнаружена способность
к росту и делению клеток при температурах, превышающих + Верхние температурные пороги развития цианобактерий
(сине-зеленых водорослей) и других фотосинтезирующих прокариот лежат в более
низких пределах от +70 до + Термостабильность белков
бактерий создается за счет значительного числа малых изменений в их первичной
структуре и добавочных слабых связей, определяющих
укладку молекул. В транспортных и рибосомных РНК
термофилов повышено содержание гуанина и цитозина.
Эта пара оснований более термостабильна, чем пара аденин – урацил. Таким образом, выход температурной устойчивости за пределы
средней нормы происходит в основном за счет биохимических адаптаций. Среди эукариотных организмов –
грибов, простейших, растений и животных – также существуют термофилы, но
уровень их толерантности к высокой температуре ниже, чем у бактерий. Пределы
роста грибного мицелия составляют +(60–62) °С. Известны десятки видов,
способных быть активными при + Узкая специализация и латентные состояния намного
раздвигают границы жизни по отношению к отдельным факторам среды. Если средние температурные пределы активности организмов
характеризуются диапазоном от 0 до +(40–45) °С, то специализированные виды
(криофилы и термофилы) расширяют его более чем вдвое (от -10 до примерно + |
| |