PSIKOFIL: CIRI, JENIS DAN CONTOH - BIOLOGI - 2026

The psikrofilik adalah subjenis daripada extremophiles ciri-ciri rendah menahan suhu, biasanya antara 20 ° C dan 10 ° C, dan selama-lamanya menduduki habitat yang sejuk. Organisma ini biasanya bakteria atau archaea, namun terdapat metazoa seperti lichen, alga, fungi, nematoda dan juga serangga dan haiwan vertebrata.

Lingkungan sejuk mendominasi biosfera Bumi dan dijajah oleh mikroorganisma yang berlimpah dan pelbagai yang memainkan peranan penting dalam kitaran biogeokimia global.

Lichen Xanthoria elegans adalah psikofil terkenal yang boleh melakukan fotosintesis pada suhu serendah -24 ° C. Gambar diambil di Alberta, Kanada. Sumber: Jason Hollinger melalui https://en.wikipedia.org/wiki/File:Xanthoria_elegans_97571_wb1.jpg

Selain menahan suhu rendah, organisma psikofilik juga harus disesuaikan dengan keadaan ekstrem lain, seperti tekanan tinggi, garam berkepekatan tinggi, dan sinaran ultraviolet yang tinggi.

Ciri-ciri organisma psikofilik

Habitat

Habitat utama organisma psikofilik adalah:

-Lingkungan laut polar.

-Bank atau ais laut.

-Persekitaran terestrial polar.

-Lakes ketinggian dan garis lintang tinggi.

- Tasik bawah laut.

-Kawasan alpine yang sejuk.

- Permukaan glasier.

-Gurun polar.

- Lautan dalam.

Penyesuaian

Psikrofil dilindungi dari pembekuan oleh pelbagai penyesuaian. Salah satunya adalah fleksibiliti membran sel mereka, yang mereka capai dengan memasukkan kandungan asid lemak pendek dan tak jenuh yang tinggi dalam struktur membran lipid mereka.

Kesan penggabungan asid lemak ini adalah penurunan takat lebur, dan pada masa yang sama meningkatkan tahap kecairan dan daya tahannya.

Penyesuaian psikrofil penting lain adalah sintesis protein antibeku. Protein ini menjaga air tubuh dalam keadaan cair dan melindungi DNA ketika suhu turun di bawah titik beku air. Mereka juga mencegah pembentukan ais atau penghabluran semula berlaku.

Jenis-jenis psikofil dan contoh

Organisma uniselular

Kepelbagaian psikofil uniselular sangat besar, di antaranya kita dapat menyebut anggota keturunan kebanyakan bakteria: Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Cianobacteria, Firmicutes, Gemmatimonadetes, OP10 dan Planctomycetes.

Selanjutnya, Proteobacteria dan Verrucomicrobia telah dikesan di Artik, Antartika dan di Alpine cryocones. Mereka juga telah dikesan di Greenland, Kanada, Tibet, dan Himalaya.

Di antara cyanobacteria psikrofilik kita dapati Leptolvngbva, Phormidium dan Nostoc. Genera umum lain adalah Aphanothece uniselular, Chroococcus, dan Charnaesiphon, dan Oscillatoria filamen, Microcoleus, Schizothrix, Anabaena, Calothrix, Crinalium, dan Plectonerna.

Organisma multiselular

Di antara serangga psikrofilik kita dapat menamakan genus Diamesa dari Himalaya (Nepal), yang tetap aktif sehingga mencapai suhu -16 ° C.

Juga dijumpai adalah nyamuk tanpa sayap, Antartika Belgica, panjang 2-6 mm, endemik ke Antartika. Ini adalah satu-satunya serangga di benua dan juga satu-satunya haiwan darat yang eksklusif.

Gambar 2. Nyamuk apterik Belgica antarctica, serangga endemik Antartika. Sumber: Tasteofcrayons, dari Wikimedia Commons

Haiwan vertebrata juga boleh menjadi psikofil. Beberapa contoh termasuk sebilangan kecil katak, kura-kura, dan seekor ular yang menggunakan pembekuan air ekstraselular (air di luar sel) sebagai strategi bertahan untuk melindungi sel mereka selama musim sejuk.

Nematode Antartika Panagrolaimus davidi dapat bertahan dalam pembekuan air intraselular dan seterusnya tumbuh semula dan berkembang biak.

Juga ikan keluarga Channichthyidae - yang tinggal di perairan dingin Antartika dan selatan Amerika Selatan - menggunakan protein antibeku untuk melindungi sel mereka daripada pembekuan lengkap.

Suhu pertumbuhan dan organisma psikofilik

Suhu pertumbuhan maksimum (T _max ) organisma adalah yang tertinggi yang boleh ditoleransi. Sementara suhu optimum (T _opt ) untuk pertumbuhan adalah suhu di mana organisma tumbuh lebih cepat.

Semua organisma yang bertahan dan berkembang dalam persekitaran suhu rendah umumnya dianggap sebagai psikofil. Walau bagaimanapun, seperti yang kita tahu, psychrophile jangka sepatutnya hanya digunakan kepada mereka organisma yang T _max adalah 20 ° C (iaitu, mereka tidak boleh hidup pada suhu yang lebih tinggi).

Mikroorganisma telah diasingkan dari kawasan yang sangat sejuk, yang dapat tumbuh dalam keadaan makmal pada suhu di atas 20 ° C, yang menunjukkan bahawa walaupun mereka disesuaikan dengan suhu rendah, mereka tidak boleh dianggap sebagai psikofil. Mikroorganisma ini disebut "mesotolerant", iaitu, mereka bertolak ansur dengan suhu sederhana.

Methanococcoides burtonii

Sphingopyxis alaskensis

Sphingopyxis alaskensis adalah bakteria yang diasingkan dari perairan laut di hemisfera utara, di mana suhu 4 - 10 ° C berlaku. Sebaliknya, haloarchaeas, yang merupakan archaea yang mendiami perairan yang sangat tepu dengan garam, tumbuh pada suhu -20 ° C.

Walaupun mempunyai populasi yang tinggi di habitat semula jadi mereka, tidak satu pun dari mikroorganisma ini dapat ditanam di makmal dengan suhu kurang dari 4 ° C.

Pada gilirannya, S. alaskensis mempunyai suhu _maksimum T 45 ° C dan haloarchaea dapat tumbuh pada suhu di atas 30 ° C, sehingga tidak dapat dianggap sebagai psikofilik. Walau bagaimanapun, populasi mereka disesuaikan dengan baik dan sangat banyak di kawasan yang sangat sejuk.

Dari perkara di atas, kita dapat menganggap bahawa ada faktor persekitaran yang membatasi yang mempengaruhi kelangsungan hidup organisma ini di habitat semula jadi mereka, dan suhu bukanlah faktor yang mempunyai berat badan paling besar.

Aplikasi bioteknologi

Enzim organisma psikofilik dicirikan oleh aktiviti tinggi pada suhu rendah dan sederhana. Di samping itu, enzim ini mempunyai kestabilan terma yang buruk.

Oleh kerana ciri-ciri ini, enzim organisma psikofilik sangat menarik untuk diterapkan dalam berbagai proses dalam industri makanan, perubatan, biologi molekul, dalam industri farmasi, antara lain.

Rujukan

1. Cavicchioli, R. (2015). Mengenai konsep psikofil. Jurnal ISME, 10 (4), 793–795. doi: 10.1038 / ismej.2015.160
2. Krembs, C. dan Deming, JW (2008). Peranan eksopolimer dalam penyesuaian mikrob terhadap ais laut. Dalam: Margesin, R., Schirmer, F., Marx, J.-C. dan Gerday, C. reds) Psikrofil: dari Biodiversiti hingga Bioteknologi. Springer-Verlag, Berlin, Jerman, hlm. 247-264.
3. Kohshima, S. (1984). Serangga tahan sejuk novel yang terdapat di glasier Himalaya. Alam, 310 (5974), 225-227. doi: 10.1038 / 310225a0
4. Margesin, R. (penyunting). (2017). Psikrofil: dari Biodiversiti hingga Bioteknologi. Edisi kedua. Springer Verlag, Heidelberg, Jerman. hlm. 685.
5. Miteva, V. (2008). Bakteria di salji dan ais. Dalam: Margesin, R. dan Schirmer, F. (eds) Psychrophiles: from Biodiversity to Biotechnology. Springer Verlag, Heidelberg, Jerman, hlm. 31-50.
6. Harga, PB (2000). Habitat bagi psikofil di ais Antartika yang dalam. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan Amerika Syarikat 97, 1247-1251.