Drobnoustroje środowisk
ekstremalnych –
charakterystyka i znaczenie

Stanisław Błażejak

Warszawa 2007

Ekstremofile

Ekstremofile



Organizmy tolerujące lub wymagające do życia skrajnych
warunków środowiskowych,



W większości ekstremofile to organizmy jednokomórkowe
należące do królestwa Archaea (Archaebacteria). Wśród
drobnoustrojów ekstremofilnych znajdują się również
bakterie właściwe (Eubacteria) oraz niektóre organizmy
eukariotyczne (drożdże i pleśnie) – wg systematyki C.
Woese’a,



Podstawą określenia podobieństwa między organizmami
wg Woese’a jest sekwencja DNA kodującego rRNA (16S
rRNA dla prokariotów i 18S rRNA dla eukariotów)

Filogenetyczny podział organizmów wg C.

Filogenetyczny podział organizmów wg C.

Woese’a

Woese’a

Domena

Domena

Archaea

Archaea



Osobna grupa bakterii, która pojawiła się na Ziemi
przeszło 3,5 mld lat temu o nieco innej morfologii niż
Eubacteria (inna budowa rRNA, błony cytoplazmatycznej
– fosfolipidy zbudowane z L-glicerolu, zamiast z D-
glicerolu, brak typowej mureiny w strukturach ściany
komórkowej, różnice w transkrypcji, translacji i replikacji
DNA), która obejmuje:



Euryarchaeota,



Crenarchaeota,



Korarchaeota

Euryarchaeota

Euryarchaeota



Metanogeny

– bakterie występujące w środowiskach beztlenowych

(anaeroby): bagna, nawóz, ścieki, żwacz. Są chemoautotrofami,
wykorzystują wodór jako źródło elektronów do redukcji dwutlenku
węgla

(produktem

reakcji

jest

metan).

Dotychczas

zsekwencjonowano genomy dwóch metanogenów: Methanococcus
janashii i Methanobacterium thermoautotrophicum.



Halofile

– znalezione w Morzu Martwym i Great Salt Lake (USA).

Utrzymują równowagę osmotyczną przez zwiększenie stężenia soli

w komórkach.



Termoacidofile

– żyją w temp. 50-100˚C oraz niskim pH. Większość

gatunków utlenia siarkę. Mogą być aerobami lub anaerobami,
występują w gorących źródłach i podwodnych kominach
geotermalnych w miejscach styku płyt tektonicznych.

Crenarchaeota

Crenarchaeota



Są to przede wszystkim hipertermofile, żyją w temp. 80-
120˚C, niektóre nie rosną w temp. poniżej 80˚C (Pyrococcus
furiosus, Pyrolobus fumarii), często wymagają kwaśnego
środowiska.

Chemoorganotrofy

lub

chemolitoautotrofy,

anaeroby obligatoryjne lub fakultatywne, aeroby. Metabolizm
większości gatunków opiera się na redukcji siarki. Dotychczas
zsekwencjonowano genom Aeropyrum pernix.

Korarchaeota

Korarchaeota



Istnienie tego typu Archaea zasugerowano w 1996 r. Bakterie
izolowano z gorących źródeł Yellowstone, jednak nie udało się
ich hodować w warunkach laboratoryjnych.

Podział ekstremofili w zależności od

Podział ekstremofili w zależności od

środowiska wzrostu:

środowiska wzrostu:



Acidofile

– drobnoustroje środowisk kwaśnych,



Alkalofile

– drobnoustroje środowisk zasadowych,



Anaeroby

– drobnoustroje środowisk beztlenowych,



Barofile

– drobnoustroje bytujace w środowiskach wysokiego

ciśnienia hydrostatycznego,



Halofile

– drobnoustroje środowisk silnie zasolonych



Metalotoleranty

– drobnoustroje środowisk o wyskiej koncentracji

metali ciężkich (kadm, rtęć, ołów, cynk, miedź, arsen…),



Psychrofile

– drobnoustroje wymagające do wzrostu niskiej temp.,



Termofile

– drobnoustroje wymagające do wzrostu wysokiej temp.,



Radiooporne

– drobnoustroje rozwijające się w środowisku o silnym

promieniowaniu jonizującym.

Przykłady występowania ekstremofili w

Przykłady występowania ekstremofili w

różnych ekosystemach

różnych ekosystemach



Wysokie temp.

- Pyrolobus fumarii - kominy geotermalne - 113˚C

(brak wzrostu < 90˚C),



Niskie temp.

- Bacillus TA41- Ocean Antarktyczny - 4˚C,



Wysokie ciśnienie

Methanococcus janashii - głębokie i gorące

źródła oceaniczne - 85˚C, 250 atm.,



Wysokie pH

- Clostridium paradoxum - ścieki - pH > 10,0,



Niskie pH

- Metallosphaera sedula - wody kopalniane - pH < 2,0,



Wysokie zasolenie

Halobacterium halobium - słone wody - 30%

NaCl

Termofile

Termofile



Termofile

to drobnoustroje o wysokiej optymalnej temp.

wzrostu (powyżej 45˚C),



Hipertermofile

to drobnoustroje o optymalnej temp.

wzrostu powyżej 80˚C.



Większość drobnoustrojów o wysokiej optymalnej temp.
wzrostu to bakterie G(+) i prztrwalnikujące (Bacillus i
Clostridium).

Występują

także

wśród

rodzajów:

Streptococcus, Enterococcus, Staphylococcus, Sarcina i
Lactobacillus,



Znane

są

również

termofilne

promieniowce

(Thermomonospora
i Thermoactinomyces) oraz termofilne gatunki grzybów:
Absidia ramosa i Aspergillus fumigatus

Termofile - występowanie

Termofile - występowanie



Gorące źródła (30-80˚C),



Miejsca nagrzewane słońcem (skały, powierzchnie liści, ściółka
leśna – 60-70˚C),



Samozagrzewająca się biomasa organiczna - termogeneza (70-
90˚C),



Głębiny oceanów z gorącymi prądami (powyżej 100˚C),



Wyloty wulkanów (ok. 115˚C),



Wyloty kominów geotermalnych (do 430˚C),



Gleby rejonów pustynnych



Woda podgrzewana dla potrzeb przemysłu i gospodarstw
domowych (55-80˚C),



Ochładzające się wody z procesów technologicznych (30-90˚C),

Termofile – poszukiwanie nowych gatunków w

Termofile – poszukiwanie nowych gatunków w

niezbadanych niszach ekologicznych

niezbadanych niszach ekologicznych



Naturalne nisze ekologiczne

– powierzchnie nagrzewanych słońcem

drzew, powierzchnie liści, kwiatostany roślin, powierzchnie owadów,
przechowywana melasa, nagrzewane słońcem zbiorniki wodne, dna
mórz i oceanów zwierające wodę o podwyższonym zasoleniu,



Siedliska antropogeniczne

– instalacje elektryczne, przewody

wysokiego napięcia i ich otoczenie (gleba), nagrzewające się
podczas ruchu systemy paliwowe samolotów, izolacje budynków,
gorąca woda wodociągowa, asfalt i nawierzchnie dróg.



Badania nad termofilami skupione są w ośrodkach w strefie klimatu
gorącego

(Indie,

Brazylia,

Australia,

kraje

arabskie),

środziemnomorskiego (Włochy, Francja), a także USA, Rosja,
Kanada, Wielka Brytania.

Termofile – czynniki warunkujące oporność na wysoką

Termofile – czynniki warunkujące oporność na wysoką

temperaturę

temperaturę



Oporność na inaktywację termiczną białek enzymatycznych i
strukturalnych termofili wynika z:



Specyficznej struktury białek (silne upakowanie hydrofobowego
rdzenia),



Oligomeryzacji białek (białka będące monomerami u termofili
bardzo często występują jako dimery, których energia dysocjacji i
denaturacji jest o wiele wyższa niż u mezofili),



Immobilizacji końców karboksylowych i aminowych, co utrudnia
rozwijanie łańcuchów białka,



Odpowiedniego składu błony cytoplazmatycznej – lipidy o wyższej
temp. topnienia oraz więcej kwasów tłuszczowych nasyconych w
porównaniu z lipidami mikroorganizmów ciepłolabilnych,



Szybkiego metabololizmu – przyspieszona resynteza t-RNA
w przypadku rozkładu lub inaktywacji termicznej (skuteczne
systemy naprawcze)

Termofile – czynniki warunkujące oporność na

Termofile – czynniki warunkujące oporność na

wysoką temperaturę

wysoką temperaturę



Obecność białek szoku cieplnego

Hsp60 (heat shock protein)

Synteza

białek

szoku

jest

zjawiskiem

powszechnym

występującym
u prokariotów i eukariotów. Białka te nazwano białkami szoku
termicznego,

ponieważ

pierwszym

zidentyfikowanym

czynnikiem środowiska, który wywoływał ich biosyntezę była
podwyższona temperatura. Białka szoku powstają również pod
wpływem,

metali

(np. metalotioneiny i fitochelatyny), wolnych rodników oraz
innych trucizn.

Uważa się, że białka szoku stają się białkami opiekuńczymi
wobec innych białek pełniących ważne funkcje życiowe,
chroniąc

je

przed

utratą

aktywności

pod

wpływem

niekorzystnych zmian w środowisku.

Klasy białek Hsp

Klasy białek Hsp



Hsp 25

– najmniejsze białka opiekuńcze (20-30 kDa); mają za

zadanie wiązanie białek, tak by nie dopuścić do ich agregacji,



Hsp 60

– głównym przedstawicielem jest białko GroEL występujące w

komórkach E. coli – typowe białko szoku termicznego, którego
zawartość w komórkach wzrasta w odpowiedzi na podwyższoną
temperaturę,



Hsp 70

– wspomagają białka opiekuńcze innych klas,



Hsp 90

– rozpoznają i wiążą białka w stanach nienatywnych,

zapobiegając ich agregacji,



Hsp 104

– występują u drożdży i decydują o ich wrażliwości na

temperaturę; biorą udział w procesie naprawiania struktury białek
wywołanych podwyższona temperaturą.

Wśród białek opiekuńczych zwraca się uwagę na dwie izomerazy:



PPI

– izomeraza peptydylopropylowa; katalizuję reakcje izomeryzacji

cis/trans reszt prolinowych, gdy proces zwijania łańcucha został
zablokowany przez niewłaściwy izomer reszty prolinowej



PDI

– izomeraza dwusiarczkowa; katalizuje tworzenie lub redukcję

mostków dwusiarczkowych jeśli okażą się niewłaściwe dla natywnej
struktury białka (mostki -S-S- zwiększają ciepłooporność białek)

Termofile – oddziaływanie na środowisko

Termofile – oddziaływanie na środowisko



Pożądane

– kompostowanie surowców roślinnych; w

warunkach podwyższonej temperatury grzyby termofilne
stanowią przeważająca część flory i skutecznie prowadzą
degradację

substratów

organicznych

przy

pomocy

enzymów zewnątrzkomórkowych,



Niepożądane

– składowanie słomy, ziarna, mąki, pasz i

innych

surowców

pochodzenia

roślinnego.

W

tym

przypadku

obecność

grzybów

termofilnych

może

doprowadzić

do

zjawiska

samozagrzewania.

Nagromadzenie energii wytwarzanej przez drobnoustroje w
postaci ciepła (w warunkach odpowiedniej wilgotności)
prowadzi do wzrostu temperatury nawet do 80˚C.

Termofile – przykłady zastosowania

Termofile – przykłady zastosowania



Pozyskiwanie enzymów stosowanych w reakcjach PCR
wytwarzane przez hipertermofilne szczepy Archae- i
Eubacteria: Thermus aquaticus – Taq-pol, Thermus
thermophilus – Tth-pol, Thermus flavus – Tfl-pol,
Bacillus stearothermophilus – Bst-pol lub Pyrococcus
furiosus – Pfu-pol,



Przemysłowa

produkcja

kwasu

mlekowego

–

Lactobacillus delbrueckii ssp. delbrueckii,



Bakterie jogurtowe i inne probiotyczne bakterie
mlekowe – Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus,
Sterptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus,



amylazy

(np.

α-amylaza

–

Pyrococcus

furiosus,

Staphylothermus marinus, Sulfolobus solfataricus – opt. temp.
działania ok. 100˚C, pH 4,5-7,5.



pullulanazy

(Thermotoga maritima, Desulfurococcus mucosus,

opt. temp. działania 85-100˚C, pH 5,0-7,0.),



celulazy i hemicelulazy

(Thermotoga maritima, Thermatoga

neapolitana, 95˚C, pH 6,0-7,5.),



pektynazy



ksylanazy

(Pyrodictium abyssi, 110˚C, pH 5,5)



chitynazy

(Bacillus

licheniformis

X-7u,

Streptomyces

thermoviolaceus, Thermococcus chitonophagus)



proteinazy

(Sulfolobus acidocaldarius, temp. 110˚C, pH 2,0)



esterazy

(Pyrococcus furiosus – ekspresja w komórkach E. coli,

enzym ten ulega 50%inaktywacji po 50 min ogrzewania w
temp. 126˚C)



izomeraza glukozowa

(Thermus flavus, temp. 90˚C, pH 7,0)



dehydrogenaza alkoholowa

(Thermoanaerobacter ethanolicus-

ekspresja genu w komórkach E. coli)

Otrzymywanie enzymów do degradacji

biopolimerów:

Psychrofile

Psychrofile



Drobnoustroje o niskich min. temp. wzrostu (-23 -
0˚C)



Nazewnictwo tej grupy jest niejednorodne:



psychrofile



kriofile



termofoby



organizmy zimnolubne

Podział:

psychrofile

– optymalna temp wzrostu poniżej 20˚C

psychrotrofy

– organizmy dające wyraźny wzrost w

temp. 0˚C, niezależnie od optymalnej temp.
wzrostu

Psychrofile i psychrotrofy – przykłady i

Psychrofile i psychrotrofy – przykłady i

występowanie

występowanie



Gramujemne pałeczki i przecinkowce:

Pseudomonas,

Aeromonas,

Alcaligenes,

Yersinia,

Chromobacterium, Flavobacterium, Vibrio



Gramdodatnie pałeczki i ziarniaki:

Micrococcus, Bacillus, Achromobacter



Drożdże i pleśnie:

Candida,

Rhodotorula,

Debaryomyces,

Pichia,

Aureobasidium pullulans, Botrytis cinerea, Geotrichum
candidum



Glony:

Chlamydomonas nivalis (występują powszechnie na
obszarach polarnych

Drobnoustroje zimnolubne stanowią najliczniejszą grupę
mikroorganizmów

rozpowszechnioną

we

różnych

ekosystemach

– rejony podbiegunowe, wysokie góry, dna

oceanów, osady głębokich jezior

Psychrofie – wpływ niskiej temperatury na

Psychrofie – wpływ niskiej temperatury na

komórki

komórki



Zmniejszenie lub utrata płynności membran komórkowych
– prowadzi do zahamowania lub utraty zdolności
transportu jonów i innych składników do cytozolu
komórkowego,



Usztywnienie

drugorzędowej

struktury

kwasów

nukleinowych – trudności w otwarciu podwójnej helisy
DNA, co prowadzi do spowolnienia tempa replikacji,
transkrypcji i translacji mRNA,



Zmniejszenie szybkości fałdowania się białek (tworzenia
III- i IV- rzędowej struktury) – trudności w powstawaniu
mostków dwusiarczkowych,



Zmniejszenie

szybkości

reakcji

enzymatycznych

(spowolnienie metabolizmu) – zgodnie z prawem Van’t
Hoffa,



Powstawanie

kryształków

lodu

–

mechaniczne

uszkodzenia struktur komórkowych.

Psychrofile – adaptacja do życia w niskich

Psychrofile – adaptacja do życia w niskich

temperaturach

temperaturach



Specyficzna budowa błony cytoplazmatycznej

– większa zawartość

kwasów tłuszczowych nienasyconych i rozgałęzionych niż w
komórkach innych drobnoustrojów,



Wytwarzanie tzw. psychroenzymów

– mają zdolność katalizowania

reakcji w niskich temperaturach (większa elastyczność tych
cząsteczek dzięki obecności dodatkowych powierzchniowych pętli
polarnych),



Zdolność do syntezy białek zapobiegających powstawaniu dużych
kryształków lodu

(tzw. białka termicznej histerezy)

– ulegają adsorpcji

na kryształkach lodu, nie dopuszczając do ich wzrostu,



Synteza białek nukleacyjnych lodu

– działają jako zarodki

krystalizacji, ale powstające kryształki lodu mają minimalne rozmiary,



Biosynteza białek szoku zimna (Csp – Cold shock protein)

–

zaangażowane w zwiększenie efektywności replikacji, transkrypcji i
translacji.

Psychrofile – wykorzystanie

Psychrofile – wykorzystanie



Wykorzystanie enzymów drobnoustrojów psychrofilnych
do skutecznej degradacji zanieczyszczeń (odpadów
przemysłowych) i ścieków w niskich temperaturach,



Produkcja detergentów i środków do prania skutecznych
w niskich temperaturach (protezy i lipazy),



Przetwórstwo żywności w niskich temperaturach.

Psychrofile – działalność niepożądana

Psychrofile – działalność niepożądana



Produkcja żywności

– powszechna obecności psychrofili w

wodzie i surowcach umożliwia namnażanie się ich w
żywności podczas produkcji i przechowywania,

W

produktach

pochodzenia

morskiego

występują

najczęściej

psychrofile

, natomiast

psychrotrofy

występują

w nabiale, wędlinach oraz owocach i warzywach
przechowywanych w warunkach chłodniczych



Z nabiału i mięsa najczęściej izolowane są: Acinetobacter,
Alcaligenes,

Flavobacterium,

a

także

Pseudomonas,

Lactobacillus, Moraxella, Corynebacterium,



W

produktach

przechowywanych

w

niskich

temp.

szczególne

niebezpieczeństwo

stanowią

patogenne

psychrotrofy,

takie

jak:

L. monocytogenes, Y. enterocolitica i B. cereus.

Acidofile i alkalofile

Acidofile i alkalofile



Obok temperatury, pH jest tym czynnikiem środowiska,
który decyduje o możliwości wzrostu drobnoustrojów w
danym ekosystemie



Neutrofile

pH 6,5-7,5 (większość drobnoustrojów),



Acidifile

pH 2,0-5,0,



Alkalofile

pH 8,0-11,0.

Acidofile i alkalofile

Acidofile i alkalofile



Acidofile

– prawie wszystkie gatunki Thiobacillus oraz Sufolobus,

bakterie octowe (szczególnie z rodzaju Gluconacetobacter,
stosowane w przemysłowej produkcji octu met. wgłębną w
acetatorach), drożdże i grzyby strzępkowe (pH 4,0-6,0),



Najbardziej typowym gatunkiem przystosowanym do ekstremalnie
niskiego pH są bakterie siarkowe Thiobacillus tiooxibacillus, których
wzrost obserwowano przy pH poniżej 0,5,



Alkalofile

– bakterie nitryfikacyjne z rodzajów Nitrosomonas i

Nitrobacter ( rosną przy pH ok. 10,0), Vibrio cholerae,
Streptococcus pneumoniae, Enterococcus faecalis, Azotobacter, a
także niektóre gat. z rodzaju Bacillus (B. circulans),



Najmniejszą

wrażliwością

wobec

alkalicznego

środowiska

odznaczają się sinice (Plectonema nostrocorum), które zachowują
zdolność wzrostu przy pH=13,0

Występowanie acidofili

Występowanie acidofili



Obszary

naturalnej

aktywności

geotermicznej

o

wysokiej

kwasowości (wytwarzanie gazów zawierających związki siarki w
wylotach hydrotermalnych i gorących źródłach),



Hałdy przy kopalniach węgla.

Oporność acidofili na niskie pH

Oporność acidofili na niskie pH



Kwasolubne ekstrmemofile nie tolerują niskiego pH wewnątrz
komórki, gdyż może to prowadzić do uszkodzenia DNA i innych
oraganelli. We wnętrzu komórki pH utrzymywane jest na poziomie
obojętnym, co zapobiega rozkładowi wrażliwych makromolekuł pod
wpływem

kwasów.

Cząsteczki

wchodzące

w

kontakt

ze

środowiskiem muszą być zdolne do działania w ekstremalnej
kwasowości.



Obecność w ścianie komórkowej i błonie cytoplazmatycznej
ekstremozymów zdolnych do działania w pH nawet poniżej
1,0,



W

środowisku

kwaśnym

utrzymanie

wewnątrzkomórkowego

pH

na

poziomie

bliskim

obojętnemu jest możliwe dzięki nie przepuszczaniu jonów
H cytozolu lub ich natychmiastowego usuwania z komórek.

Aciodofile – zastosowanie

Aciodofile – zastosowanie



wykorzystanie ekstremozymów tolerująch niskie pH soku
żołądkowego, jako dodatku paszowego w celu poprawy
strawności pasz gorszej jakości

Alkalofile

Alkalofile



Występowanie:

gleby i wody przesycone węglanami, tzw.

jeziora sodowe (Egipt, zachodnie stany USA) oraz ścieki,



Czynniki warunkujące oporność na wysokie pH:

alkalofile

podobnie jak acidofile utrzymują odczyn obojętny w
komórkach, tak by nie doszło do degradacji kwasów
nukleinowych; ich ekstremozymy zlokalizowane są na
powierzchni komórek lub wydzielane są do środowiska,



Zastosowanie:

dodatek zimnolubnych enzymów do

środków piorących i innych detergentów celu skutecznego
usuwania zanieczyszczeń białkowych i lipidowych w
niskiej

temp.;

enzymatyczne

odbarwianie

tkanin

(częściowa degradacja celulozy w włóknach naturalnych).

Anaeroby

Anaeroby



Anaeroby obligatoryjne to drobnoustroje żyjące w środowisku
pozbawionym tlenu atmosferycznego (potencjał redox nawet poniżej

-300 mV), czyli ekstremalnym z naszego punktu widzenia,



Najpowszechniej spotykane beztlenowce z królestwa Eubacteria to
gatunki z rodzajów

Clostridium

i

Bacterioides

(B. fragilis,

gramujemne pałeczki, wytwarzają bakteriocyny, stymulują wzrost
Bifidibacterium – naturalna mikroflora jelitowa ludzi i zwierząt) oraz
metanogeny

–

Methanobacterium,

Methanobrevibacter,

Methanococcus, Methanothermus

(królestwo Archaea),



W produktach żywnościowych beztlenowce mogą występować
w konserwach oraz w głębokich warstwach mięsa i serów,



Toksyczność tlenu dla tych drobnoustrojów wynika z braku
mechanizmów ochronnych wobec nadtlenku wodoru oraz rodnika
hydroksylowego i nadtlenkowego; beztlenowce nie posiadają
katalazy, peroksydazy i dysmutazy, rozkładających toksyczne
połączenia tlenu.

Anaeroby – zdobywanie energii

Anaeroby – zdobywanie energii



Bezwzględne beztlenowce uzyskują energię na drodze fermentacji
lub oddychania beztlenowego,



W procesach fermentacji akceptorem wodoru są związki
organiczne, natomiast w procesie oddychania beztlenowego
związki nieorganiczne; do akceptorów tego typu należą jony:
azotanowe, siarczanowe, węglanowe, fumarowe a także siarka,



Na

podstawie

przeprowadzanych

procesów

bakterie

te

klasyfikowane są do fizjologicznych grup bakterii redukujących
azotany, denitryfikacyjnych, desulfurykacyjnych, metanogennch i
do bakterii redukujacych siarkę.

Znaczenie anaerobów:

krążenie pierwiastków w przyrodzie,

tworzenie złóż siarki i metanu, utylizacja odpadów organicznych
(odchody zwierzęce oraz odpady zawierające celulozę), przemysł
włókienniczy-hydroliza pektyn, produkcja związków zapachowych.

Barofile

Barofile



Kolejnym przykładem środowiska ekstremalnego są
ekosystemy o wysokim ciśnieniu hydrostatycznym
(hiperbaria)

Podział drobnoustrojów ze względu na możliwości
wzrostu przy wysokim ciśnieniu:



Wrażliwe

- do 300 MPa – bakterie G(-) np.

Pseudomonas, Escherichia,



Średniowrażliwe

- do 400 MPa – grzyby np.

Saccharomyces, Rhizopus oryzae,



Niewrażliwe

– możliwy wzrost do 600 MPa – bakterie

G(+) np. Lactobacillus lactis, Staphylococcus aureus.

Barofile

Barofile



Szczególnie dużą wytrzymałość na wysokie ciśnienie
wykazują formy przetrwalne bakterii,



Przetrwalniki

B. subtilis

nie tracą zdolności do kiełkowania

nawet po zadziałaniu ciśnienia 900 MPa. Podobna
wytrzymałość wykazują zarodniki

A. niger

(do 1000 MPa),



W

przypadku

większości

bakterii

wzrost

zostaje

zahamowany przy ciśnieniu 60 MPa,



Najmniejszą oporność na ciśnienie wykazują drożdże
(zwykle do 0,8 MPa)

Na szczególna uwagę zasługują te bakterie, które żyją na
dnie oceanów (ciśnienie do 1100 atm.). Zwykle najlepiej
rozwijają się przy ciśnieniach 300-600 atm. ( 3000-6000 m).

Podział bakterii żyjących w morzach i

Podział bakterii żyjących w morzach i

oceanach

oceanach



Barotolerancyjne –

izolowane z głębokości ok. 4000 m. Minimalnym

ciśnieniem, przy którym obserwuje się ich wzrost jest 50 atm.,



Barofile

–

izolowane z głębokości 5000-6000 m. Optymalny wzrost przy

ok. 400 atm.,



Bezwzględne barofile –

izolowane z głębokości 10000-11000 m.

Optymale ciśnienie dla barofilów izolowanych z Rowu Mariańskiego
wynosiło 700-800 atm. W tych warunkach przy temp. 2,5˚C rozwijają się
do 1000 razy szybciej niż po zredukowaniu ciśnienia (np.do 50 atm.)

Mechanizmy niszczącego działania wysokiego ciśnienia na drobnoustroje

Mechanizmy niszczącego działania wysokiego ciśnienia na drobnoustroje



Zmiany

w

strukturach

komórkowych

i

składzie

chemicznym:

zmniejszenie zawartości polisacharydów i fosfolipidów, zmiany
w błonie cytplazmatycznej, dysocjacja rybosomów na podjednostki
i zahamowanie translacji, zmiany konformacyjne białek strukturalnych i
enzymatycznych (inaktywacja enzymów), zmiany konformacyjne
kwasów nukleinowych)

Barofile

Barofile



Inaktywacja enzymów pod wpływem wysokiego ciśnienia
hydrostatycznego, stwarza możliwość zastosowania tej
metody do utrwalania żywności (UHP)



przy ciśnieniu 350-400 MPa w temp. pokojowej można uzyskać
obniżenie zawartości żywych form wegetatywnych bakterii o
kilka cykli logarytmicznych

(np. zmniejszenie zawartości

tlenowców mezofilnych o 4 D w przyprawach)

oraz całkowite

zniszczenie drożdży i zarodników pleśni,



z dotychczasowych badań wynika, że nie ma możliwości
uzyskania produktu w pełni bezpiecznego dla zdrowia

(12 D

dla Cl. botulinum)

przy użyciu tylko UHP.



Stosowanie

UHP

do

dezintegracji

komórek

w

celu

pozyskiwania składników cytozolu,



Poprawianie niektórych właściwości żywności – np. przy
ciśnieniu 200 MPa pod wpływem termolizyny następuje

hydroliza β-laktoglobuliny, stanowiącej czynnik alergizujący
mleka.

Halofile

Halofile



Halofile to drobnoustroje żyjące w środowiskach zasolonych.
Zostały podzielone na trzy grupy wg optymalnej NaCl:



Słabe –

1-6% NaCl,



Umiarkowane –

6-15% NaCl,



Skrajne (halofile ekstremalne) –

15-30% NaCl.

Halofile słabe –

występują w wodzie morskiej o zasoleniu ok. 3%,

są to bakterie, których odpowiedniki wystepują w środowisku
lądowym, jednak ich wzrost w wyniku adaptacji do
podwyższonych stężeń NaCl jest możliwy tylko w jego
obecności

Halofile umiarkowane –

należą tu bakterie z rodziny

Pseudomonadaceae,

Spirillaceae

i

Neiseriaceae

.

Ich

występowanie stwierdzono w solankach przemysłowych, a
także w produktach solonych,

Halofile

Halofile

Halofile skrajne (Archaea) –

gramujemne bakterie z rodzajów:

aeroby -

Halomonas, Halovibrio, Halobacterium (H. salinarum),

Halococcus
(H. morrhuae)

i anaeroby – np.

Haloanaerobium.

Bakterie te

wytwarzają barwniki z grupy karotenoidów od odcienia od
żółtego poprzez różowy, czerwony aż do brązowego. Barwniki te
stanowią ochronę przed fotooksydacyjnym działaniem światła
słonecznego na bakterie rosnące w płytkich solankach.

Halobacterium halobium –

fotoautotrofy (bakteriorodopsyna i

halorodopsyna)

Występowanie halofili:



woda morska,



naturalne zbiorniki o b. dużym zasoleniu (Morze Martwe, Morze
Kaspijskie, słone jeziora w USA i Australii),



miejsca otrzymywania soli przez odparowanie wody morskiej,



żywność utrwalana solą.

Halofile – przystosowanie do życia w

Halofile – przystosowanie do życia w

solankach

solankach



Przeciwdziałanie

procesowi

plazmolizy

prowadzącej

odwodnienia komórek w roztworach o wysokim ciśnieniu
osmotycznym

–

biosynteza

rozpuszczalnych

składników

wewnątrzkomórkowych (np. glicerolu) lub utrzymywanie
podwyższonego stężenia kationów – Halobacterium salinarum



Enzymy halofili często wymagają aktywacji przez jony sodu i
potasu (jony potasu stabilizują podjednostki bakteryjnych
rybosomów 70S),



Wysokie wewnątrzkomórkowe stężenie potasu równoważy
wysokie stężenie jonów sodu środowiska zewnętrznego,



Inna struktura ściany komórkowej (brak typowej mureiny –
psudomureina),



Silny wypadkowy ładunek ujemny zewnętrznej warstwy ściany
komórkowej – równoważony przez wysokie stężenie jonów sodu
w środowisku.

Halofile - wykorzystanie

Halofile - wykorzystanie



Próby zastosowania bakterii halofilnych do zwiększenia
ilości wydobywanej ropy z szybów naftowych (

Robert M.

Kelly –North Carolina State University

)

Wytworzenie

przejść

umożliwiających

przepływ

uwięzionej ropy do czynnych szybów polega na
wtłoczeniu pod ziemię mieszaniny piasku i gumy guar
oraz

przeprowadzeniu

eksplozji

materiałów

wybuchowych. Do powstałych szczelin przedostaje się
mieszanina piasku i gumy guar. Guma rozprowadza
piasek przez pęknięcia i utrzymuje szczeliny otwarte.
Aby ropa mogła płynąć przez te szczeliny guma guar
musi ulec biodegradacji. Tę rolę pełnią enzymy
pozyskiwane z halofili, które są aktywne w tych
ekstremalnych warunkach.

Metalotoleranty

Metalotoleranty



Metalotoleranty – drobnoustroje zdolne do życia w środowisku
zawierającym duża koncentrację kationów (np.: żelazo, cynk,
ołów, miedź, arsen, kadm, chrom, nikiel, uran, srebro, złoto).
Oporność na wysokie stężenia tych jonów w środowisku wiąże
się zwykle z tolerancją na silne zakwaszenie środowiska
(acidofile).



Wrażliwość na podwyższone stężenia metali w roztworze może
być zróżnicowana nawet u poszczególnych szczepów danego
gatunku i zależy od:



pH,



substratów,



fazy wzrostu,



czasu adaptacji.



Mimo wysokiej toksyczności metali ciężkich, większość
drobnoustrojów jest zdolna dożycia w ich środowisku, dzięki
wykształceniu mechanizmów obronnych przed abiotycznym
oddziaływaniem tych pierwiastków.

Metalotolerenty – mechanizmy obronne

Metalotolerenty – mechanizmy obronne



Modyfikacje w strukturze błony cytoplazmatycznej ograniczające jej
przepuszczalność w stosunku do metali ciężkich,



Chelatowanie metali przez zewnątrzkomórkowe biopolimery (białka i
polisacharydy), siderofory, etc.,



Modyfikacje w strukturze ściany komórkowej,



Precypitacja metali w postaci siarczków lub szczawianów,



Wiązanie i wewnątrzkomórkowa separacja w wakuolach oraz wiązanie w
postaci polifosforanów,



Zwiększona produkcja melaniny (melanocyty produkujące melaninę
układają się w formie parasola nad jądrem komórkowym, chroniąc
zawarty w nich DNA przed uszkodzeniem – im większe narażenie
komórki, tym większa zawartość melanin),



Biosynteza niskocząsteczkowych substancji organicznych takich jak:
glicerol, arabitol, mannitol, sorbitol – wzrost ciśnienia osmotycznego w
komórce.

Metalotolerenty – mechanizmy obronne

Metalotolerenty – mechanizmy obronne



Biosynteza metalotionein i fitochelatyn do wiązania toksycznych
kationów (np. kadmu, cynku i ołowiu),



Zmniejszanie toksyczności kationów, które wniknęły do komórki w
wyniku ich redukcji (np.: reduktaza rtęciowa u bakterii – redukcja
kationów rtęci do rtęci metalicznej; system redukcji Cr (VI) do Cr
(III) w komórkach drożdży) – geny determinujace oporność na
toksyczne metale są zwykle kodowane na plazmidach R).

Metalotolerenty – wykorzystanie

Metalotolerenty – wykorzystanie



Eliminacja toksycznych kationów lub odzykiwanie cennych
pierwiastków z zanieczyszczonej wody i gleby metodami
biotechnologicznymi przy pomocy żywej lub martwej biomasy
drobnoustrojów – przyjmuje się, że technologie są ekonomicznie
opłacalne, jeżeli ilość związanego metalu przekracza 150 mg/g
s.s.,

Metalotolerenty – wykorzystanie

Metalotolerenty – wykorzystanie



Przeprowadzone badania wykazały, że hodowla grzybów
strzępkowych Verticillium marquandii IM6003 na podłożach
z dodatkiem odpadów hutniczch zwierających cynk (20%) i
ołów (3,5%) pozwala na selektywny i wydajny odzysk
cynku,



Najczęściej stosowane drobnoustroje w procesach wiązania
kationów:

Pseudomonas,

Citrobacter,

Aeromonas,

Arthrobacter – kadm, nikiel, kobalt, ołów, chrom; Chlorella
vugalis – złoto; Actinomyces i Streptomyces – uran,



Wiązanie

metali

można

prowadzić

przy

pomocy

drobnoustrojów unieruchomionych na nośnikach, co
pozwala na wielokrotne użycie i obniżenie kosztów
(biosorpcja i desorpcja przy pomocy kwasów mineralnych
lub EDTA)

Drobnoustroje radiooporne

Drobnoustroje radiooporne



Radiooporność

– niska wrażliwość na promieniowanie

elektromagnetycze – drobnoustroje tolerujące wysokie dawki
promieniowania (1 kwant światła widzialnego do 5 eV; UV
powyżej 100 eV, promieniowanie jonizujące powyżej 1,0 MeV),



Drobnoustroje wg malejącej radiooporności:

- wirusy,
- przetrwalniki bakterii G(+),
- grzyby,
- bakterie G(-),



Metody radiacyjne są dopuszczone do utrwalanie niektórych
środków spożywczych pod warunkiem nie przekroczenia dawki
10 KGy/kg (wartość D dla Cl. botulinum wynosi 3 KGy, czyli ich
liczbę można zmniejszyć o 3 rzędy log, a nie o 12 D – do
poziomu gwarantującego bezpieczeństwo mikrobiologiczne).

Drobnoustroje radiooporne –

Drobnoustroje radiooporne –

Deinococcus

Deinococcus

radiodurans

radiodurans



Deinococcus radiodurnas – bakterie odkryte w 1956 r. w
stanie Oregon, podczas badań nad sterylizacją konserw
przy

pomocy

promieniowania

jonizującego.

Promieniowanie zniszczyło wszystkie drobnoustroje z
wyjątkiem tych dwoinek



W warunkach laboratoryjnych Deinococcus radiodurnas
przetrwały

ekstremalne

poziomy

promieniowania,

temperatury, odwodnienia oraz działania chemicznych
czynników mutagennch,



Bakterie te mogą występować w tak ekstremalnych
środowiskach jak: woda chłodząca reaktory jądrowe,
kopalnie rud uranu, skały antarktydy, przestrzeń
kosmiczna.

Deinococcus radiodurans

Deinococcus radiodurans

- pochodzenie

- pochodzenie



Pochodzi z kosmosu (oporność na promieniowanie kosmiczne)

i przedostała się na Ziemię wraz z meteorytem,



Jest jedną z najwcześniejszych form życia powstałych na Ziemi –
istnieje od przeszło 3,5 mld lat (panowały ekstremalne warunki,
w tym wysokie promieniowanie jonizujące).



Deinococcus radiodurans

– toleruje dawkę 1,5 mln radów (15.000

Gy), czyli 3000 razy większą niż dawka śmiertelna dla człowieka,
jest niewrażliwy na całkowite wysuszenie i zabójcze dla innych
organizmów stężenia mutagennych związków chemicznych
(bromek etydyny, związki alkilujące – np. pochodne iperytu, kwas
azotowy (III), barwniki akrydynowe, analogi zasad – bromouracyl,
sole metali ciężkich).



Przy pochłonięciu dawki 1,5 mln radów w genomie

D. radiodurans

powstaje ok. 200 uszkodzeń, które w ciągu kliku godzin zostają
naprawione i genom powraca do stanu pierwotnego.

Deinococcus radiodurans

Deinococcus radiodurans

– czynniki oporności

– czynniki oporności



Dwa chromosomy bakteryjne –

2,6 Mpz i 0,4 Mpz,



Dwa megaplazmidy

–

177 Kpz i 45 Kpz,



Prawie połowa z 3100 genów tej bakterii zaangażowana jest
w systemy popromiennej naprawy DNA,



W

komórce

może

występować

kilka

(2-10)

kopii

chromosomu bakteryjnego w zależności od stadium
rozwojowego,



Komórka

posiada

unikalny

mechanizm

usuwania

uszkodzonych nukleotydów,



Obecność dużej ilości enzymów chroniących przed
toksycznymi związkami (np. dysmutaza nadtlenowa – 50
razy więcej niż u E. coli),



Obecność katotenoidów

– ochrona przed wolnymi rodnikami.

Deinococcus radiodurans

Deinococcus radiodurans

– możliwości

– możliwości

zastosowania

zastosowania



Utylizacja radioaktywnych odpadów (elektrownie
atomowe, kopalnie rud uranu),



Biodegradacja toksycznych związków organicznych
(np. toluen, chlorobenzen, indol),



Badania podstawowe z zakresu mechanizmów
naprawczych komórek D. radiodurans, mogą znaleźć
zastosowanie

w

powstrzymywaniu

rozwoju

nowotworów.

Nanobakterie – fikcja, czy rzeczywistość ?

Nanobakterie – fikcja, czy rzeczywistość ?



Mikroskopijne rozmiary nanobakterii (średnio 50 nm) powodowały, że poddawano w wątpliwość w ich istnienie, a dopiero najnowsze badania potwierdziły ich
występowanie w środowiskach ekstremalnych



1990

Prof.

R.

Folk

z

University

of

Texas

–

obserwacje

za

pomocą

skaningowego

mikroskopu

elektronowego

powierzchni

minerałów

(kalcyty i aragonity), pochodzących z gorących źródeł (podłużne i okrągłe obiekty o średnicy 25–250 nm, występujące pojedynczo lub tworzące charakterystyczne
układy paciorkowców, gronkowców lub laseczek)



początkowo uznawano je za karłowate formy bakterii (1/10 wielkości) lub ich prehistoryczne „ nanoskamieliny „



znajdowane twory były martwe i zmineralizowane, nie było zatem dowodów, że kiedykolwiek były organizmami żywymi



Sposród znanych obecnie najmniejszych bakterii tylko mykoplazy sa zdolne do samodzielnego życia (DNA wielkości 0,5 Mpz), pozostałe jak chlamydia, czy riketsje są
wewnątrzkomórkowymi pasożytami obligatoryjnymi wykorzystującymi metabolizm żywiciela.



1999 australijscy geolodzy z University of Queensland, badający mineralne próbki z dna oceanicznego zaobserwowalui pierwsze wolno żyjące nanobakterie, które potrafiły się rozmnażać



odkrywca nanobakterii prof. Folk sądzi, że organizmy te są bardzo rozpowszechnione na ziemi, a jako bakterie chemolitotroficzne są odpowiedzialne za rdzewienie metali i biomineralizację ( dzięki swym niewielkim rozmiarom skutecznie wymykały się metodom badawczym stosowanym przez

mikrobiologów dla „ konwencjonalnych „ bakterii ). Nanobakterie wytwarzają mineralne otoczki chroniące je przed ekstremalnymi warunkami środowiskowymi.



Obecnie trwają badania nad wyizoloawniem DNA z litotroficznych nanobakterii co umożliwi ich klasyfikacje i ustalenie względnego podobieństwa do innych znanych form mikroorganizmów



Nanobakterie stanowią również zainteresowanie astrobiologów z NASA, którzy badając powierzchnie meteorytów ( w tym marsjańskiego ALH84001 ), zaobserwowali na nich mikroskopijne twory podobne do spotykanych na powierzchni ziemskich skał



1988 fińscy naukowcy z uniwersytetu w Kuopio odkryli w surowicy bydlecej ( stosowanej w hodowlach komórkowych ) obecność nieznanego czynnika, który powodował zahamowanie wzrostu fibroblastów. Przyczyna były mikroskopijne twory, które przechodziły przez filtry mikrobiologiczne i można je

było obserwować przy użyciu mikroskopu elektronowego. Były to nanobakterie o wielkości 20 – 200 nm wykazujące możliwość samodzielnego wzrostu ( rozmnażanie przez podział ) na pożywkach do hodowli komórkowych.



Mimo niewielkich rozmiarów nie były to wirusy, których rozwój jest uzależniony od komórki gospodarza. Wykryto w nich obecność kwasów nukleinowych, poliamin, 30 rodzajów białek ( a zatem są to organizmy żywe ), co zostało potwierdzone analizą ich DNA



Inne cechy charakterystyczne nanobakterii ( Nanobacterium sanguineum ) z surowicy i krwi:



Bardzo powolny wzrost i metabolizm



Czas generacji w warunkach optymalnych wynosi 3 –6 dni



Zdolność do tworzenia wokół komórki wapiennej otoczki, która pełni funkcję ochronną i scala w strukturę odpowiadającą kolonii bakteryjnej



W warunkach hodowli komórkowych zwapnienia te staja się ośrodkiem krystalizacji dla apatytów ( fosforanów wapnia ) – ta cecha nanobakterii doprowadziła naukowców do kamieni nerkowych, we wnetrzu których znajdują się apatyty



Przeprowadzone w Finlandii badania usuniętych kamieni nerkowych wykazały, że 90% z nich zawierało nanobakterie



Nanobakterie jako potencjalne patogeny:



Czynnik stymulujący krystalizację kamieni nerkowych



Arterioskleroza ( miażdżyca ) – wyizolaowano Nanobacterium sanguineum blaszek miażdżycowych



Nanobakterie wykryto również w stosowanych od wielu lat w szczepionkach przeciwko wirusowi polio ( niewykluczone, że może mieć to związek ze wzrastająca zachorowalnością na miażdżycę )



Kamień nazębny ( paradontoza)



Katarakta



Choroba Alzheimera



Autyzm



Niektóre cechy nanobakterii charakterystyczne dla organizmów



Obecność kwasów nukleinowych



Obecność elementów zewnętrznych błon komórkowych ( poryny, kwas muraminowy, polisacharydy )



Wzrost nanobakterii może być zahamowany przez podanie niektórych antybiotyków ( tetracykliny, antybiotyki aminoglikozydowe )



Noanobakterie można oznaczyć przez podanie im radiaktywnie wyznakowanych związków wykorzystywanych w ich metabolozmie



Zabicie nanobakterii dużą dawką promieniowania gamma całkowicie zahamowuje powstawanie mikroinkluzji i mineralizację pożywki hodowlanej

Nanobakterie – fikcja, czy rzeczywistość ?

Nanobakterie – fikcja, czy rzeczywistość ?



Komórki nanobakterii poniżej 50 nm wydawały się zbyt małe aby
pomieścić całość kwasów nukleinowych i rybosomów, aby zapewnić
jej niezależne życie (jednak obserwowano przypadki występowania
w przyrodzie ultramikroskopijnych bakterii mających rozmiary
poniżej 200 nm jak też przypadki gdy zwykłe bakterie w warunkach
stresowych same znacznie redukowały swe rozmiary do wielkości
zbliżonych do nanobakterii)



1999 australijscy geolodzy z University of Queensland

, badający

mineralne próbki z dna oceanicznego zaobserwowali wolno żyjące
nanobakterie, które potrafiły się rozmnażać. Odkrywca nanobakterii
prof. Folk sądzi, że organizmy te są bardzo rozpowszechnione na
ziemi, a jako bakterie chemolitotroficzne są odpowiedzialne za
rdzewienie metali i biomineralizację (dzięki swym niewielkim
rozmiarom skutecznie wymykały się metodom badawczym
stosowanym

przez

mikrobiologów

dla

„konwencjonalnych„ bakterii).



Nanobakterie wytwarzają mineralne otoczki chroniące je przed
ekstremalnymi warunkami środowiska).

Nanobakterie – fikcja, czy rzeczywistość ?

Nanobakterie – fikcja, czy rzeczywistość ?



Obecnie trwają badania nad wyizoloawniem DNA z
litotroficznych nanobakterii co umożliwi ich klasyfikację i
ustalenie względnego podobieństwa do innych znanych form
mikroorganizmów

(1998

–

na

podstawie

sekwencji

kodujących 16S rRNA zaliczane są do Eubacteria) ,



Nanobakterie

stanowią

również

zainteresowanie

astrobiologów z NASA, którzy badając powierzchnie
meteorytów

(w

tym

marsjańskiego

ALH84001),

zaobserwowali na nich mikroskopijne twory podobne do
spotykanych na powierzchni ziemskich skał.

Nanobakterie – fikcja, czy rzeczywistość ?

Nanobakterie – fikcja, czy rzeczywistość ?



1988 fińscy naukowcy z Uniwersytetu w Kuopio

odkryli w

surowicy bydlecej (stosowanej w hodowlach komórkowych )
obecność nieznanego czynnika, który powodował zahamowanie
wzrostu fibroblastów. Przyczyna były mikroskopijne twory,
które przechodziły przez filtry mikrobiologiczne i można je było
obserwować przy użyciu mikroskopu elektronowego. Były to
nanobakterie o wielkości 20 – 200 nm wykazujące możliwość
samodzielnego wzrostu (rozmnażanie przez podział) na
pożywkach do hodowli komórkowych.



Mimo niewielkich rozmiarów nie były to wirusy, których rozwój
jest uzależniony od komórki gospodarza. Wykryto w nich
obecność kwasów nukleinowych, poliamin, 30 rodzajów białek
(a zatem są to organizmy żywe), co zostało potwierdzone
analizą ich DNA.

Inne cechy charakterystyczne nanobakterii

Inne cechy charakterystyczne nanobakterii

(Nanobacterium sanguineum

(Nanobacterium sanguineum

) z surowicy i krwi:

) z surowicy i krwi:



Bardzo powolny wzrost i metabolizm,



Czas generacji w warunkach optymalnych wynosi 4–10 dni,



Zdolność do tworzenia wokół komórki wapiennej otoczki,
która pełni funkcję ochronną i scala w strukturę
odpowiadającą kolonii bakteryjnej,



W warunkach hodowli komórkowych zwapnienia te staja się
ośrodkiem krystalizacji dla apatytów (fosforanów wapnia) –
ta cecha nanobakterii doprowadziła naukowców do kamieni
nerkowych, we wnętrzu których znajdują się apatyty,



Przeprowadzone w Finlandii badania usuniętych kamieni
nerkowych

wykazały,

że

90%

z

nich

zawierało

nanobakterie.

Nanobakterie jako potencjalne patogeny:

Nanobakterie jako potencjalne patogeny:



Czynnik stymulujący krystalizację kamieni nerkowych,



Arterioskleroza (miażdżyca) – wyizolaowano

Nanobacterium

sanguineum

z blaszek miażdżycowych,



Nanobakterie wykryto również w stosowanych od wielu lat
w szczepionkach przeciwko wirusowi polio (niewykluczone,
że może mieć to związek ze wzrastająca zachorowalnością
na miażdżycę),



Kamień nazębny (paradontoza),



Katarakta,



Choroba Alzheimera,



Autyzm.

Niektóre cechy nanobakterii charakterystyczne dla

Niektóre cechy nanobakterii charakterystyczne dla

organizmów żywych

organizmów żywych



Budowa komórkowa typowa dla prokariotów,



Obecność kwasów nukleinowych (DNA i RNA),



Obecność

elementów

zewnętrznych

błon

komórkowych
(poryny, kwas muraminowy, polisacharydy),



Wzrost nanobakterii może być zahamowany przez
podanie niektórych antybiotyków (tetracykliny,
antybiotyki aminoglikozydowe),



Zabicie nanobakterii dużą dawką promieniowania
gamma

całkowicie

hamuje

powstawanie

mikroinkluzji i mineralizacji pożywek hodowlanych.

Drobnoustroje – kosmonauci na gapę

Drobnoustroje – kosmonauci na gapę



Nie

Amstrong

nie był pierwszym przybyszem z Ziemi,

który wylądował na Księżycu – pierwszym żywym
organizmem były paciorkowce

Streptococcus mitis,



Streptococcus mitis

– przez 31 miesięcy przebywały

zamknięte

wewnątrz

kamery

pojazdu

Suvoyer-3;

wytrzymały pobyt w próżni przy amplitudach temperatur
250˚C; w tych ekstremalnych warunkach bakterie zapadły
w stan anabiozy – uśpienia; powróciły na Ziemię wraz z
aparaturą przywiezioną przez załogę Apollo 12,



Drobnoustroje mogą stanowić zagrożenie dla misji
kosmicznych – analiza mikrobiologiczna wody, powietrza,
aparatury

i

powierzchni

wewnętrzenej

pojazdu

kosmiczego wykazała obecność 108 gat. bakterii

(Bacillus,

Staphylococcus,

Corynebacterium,

Flavobacterium)

i 126 gat. grzybów

(Penicillium,

Aspergillus, Cladosporium).