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Extremophile

Als extremophil werden Organismen bezeichnet, die sich extremen Umweltbedingungen angepasst haben, die im Allgemeinen als lebensfeindlich betrachtet werden. Dabei handelt es sich meist um einzellige Mikroorganismen. Nicht-extremophile Organismen bezeichnet man als Mesophile.

Inhaltsverzeichnis

Systematik


Der Begriff Extremophile wurde 1974 von R.D. MacElroy geprägt.[1] Viele Extremophile sind Mitglieder der Domäne der Archaeen und tatsächlich werden gelegentlich die beiden Begriffe synonym verwendet, obwohl es viele mesophile Archaea gibt, zudem existieren auch zahlreiche extremophile Bakterien und sogar Eukaryoten. Obgleich der bei weitem größte Anteil an Extremophilen bei den Einzellern zu finden ist, gibt es auch Beispiele für Vielzeller (Metazoa) unter diesen Spezialisten. Beispiele für extremophile Vielzeller sind die psychrophilen Grylloblattodea (Insekten) und der antarktische Krill (Crustacea).

Eine wichtige Bedeutung in der Biotechnologie haben Enzyme, die aus extremophilen Organismen stammen und rekombinant erzeugt wurden. Beispielsweise stammt die in der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) verwendete thermostabile DNA-Polymerase ursprünglich aus dem thermophilen Bakterium Thermus aquaticus oder der Archaee Pyrococcus furiosus.

Auch Viren konnten in extremen Habitaten entdeckt werden, z. B. das Sulfolobus-Turreted-Icosahedral-Virus.[2][3]

Kategorien von Extremophilen


Es gibt viele verschiedene Kategorien von extremophilen Organismen. Die Klassifizierung entspricht der Art und Weise, wie die Umweltbedingungen des jeweiligen Organismus von dem abweichen, was aus menschlicher Sicht als „normal“ betrachtet wird. Diese Klassifizierung ist nicht exklusiv, das heißt auf manche Extremophile treffen mehrere Kategorien zu. Organismen, die beispielsweise im Inneren von heißen Gesteinen weit unter der Erdoberfläche leben, sind nicht nur Endolithe, sondern auch thermophil und barophil.

Folgende Kategorien sind bekannt:

Extremophile, die unter mehreren extremen Umweltbedingungen vorkommen, werden als Polyextremophile bezeichnet.[5][6] Beispiele für Polyextremophilie sind Deinococcus radiodurans und Bärtierchen.

Da extremophile Organismen zum Teil auch unter Weltraumbedingungen existieren können, sind sie für astrobiologische Forschungsprojekte von Interesse, beispielsweise zur Wahrscheinlichkeit von Panspermie.[7][8][9][10]

Siehe auch


Literatur


Weblinks


Einzelnachweise


  1. "R.D.MacElroy first coined the term "extremophiles" in a 1974 paper entitled "Some comments on the evolution of extremophiles", but definitions of extreme and extremophiles are of course anthropocentric." In: Joseph Seckbach et al.: Polyextremophiles – life under multiple forms of stress. Springer, Dordrecht 2013, ISBN 978-94-007-6487-3.
  2. Helga Stan-Lotter: Physico-chemical boundaries of life. In: Helga Stan-Lotter et al.: Adaption of microbial life to environmental extremes - novel research results and application. Springer, Wien 2012, ISBN 978-3-211-99690-4, S. 10ff.
  3. Marc Le Romancer et al.: Viruses in extreme environments. Reviews in environmental science and bio-technology 6, 1-3 (2007), S. 17–31, abstract @ univ-brest.fr, abgerufen am 3. August 2012
  4. Pilz frisst Radioaktivität. In: wissenschaft.de. 23. Mai 2007, abgerufen am 8. September 2019.
  5. Lynn J. Rothschild u. a.: Life in extreme environments. In: Nature 409, 2001, S. 1092–1101. doi:10.1038/35059215 , pdf ; Lynn J. Rothschild: A biologist's guide to the Solar System. In: Constance M. Bertka: Exploring the origin, extent, and future of life. Cambridge University Press, Cambridge, 2009, ISBN 978-0-521-86363-6. S. 132.
  6. Joseph Seckbach et al.: Polyextremophiles – life under multiple forms of stress. Springer, Dordrecht 2013, ISBN 978-94-007-6488-0.
  7. Ricardo Cavicchioli: Extremophiles and the Search for Extraterrestrial Life. Astrobiology, August 2002, Volume 2, Issue 3, S. 281–292, doi:10.1089/153110702762027862 .
  8. Comparative Survival Analysis of D. radiodurans, N. magadii, and H. volcanii Exposed to Vacuum Ultraviolet Irradiation spaceref.com, abgerufen am 5. Oktober 2011.
  9. Peter Reuell: Harvard study suggests asteroids might play key role in spreading life. In: Harvard Gazette. 8. Juli 2019, abgerufen am 6. Oktober 2019 (amerikanisches Englisch).
  10. Ker Than: Bacteria Grow Under 400,000 Times Earth's Gravity. 26. April 2011, abgerufen am 6. Oktober 2019 (englisch).



Kategorien: Mikrobiologie | Ökologische Eigenschaft | Astrobiologie



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