Войти
олиготроф - это организм, который может жить в среде с очень низким содержанием питательных веществ. Их можно противопоставить копиотрофам, которые предпочитают среду, богатую питательными веществами. Олиготрофы характеризуются медленным ростом, низкой скоростью метаболизма и в целом низкой плотностью населения. Олиготрофная среда - это среда, которая мало что предлагает для поддержания жизни. Эти среды включают в себя глубокие океанические отложения, пещеры, ледниковый и полярный лед, глубокую подповерхностную почву, водоносные горизонты, океанские воды и выщелоченные почвы.
Примерами олиготрофных организмов являются обитающие в пещерах олм ; бактерия Pelagibacter ubique, которая является самым многочисленным организмом в океанах, насчитывающая всего 2 × 10 особей; и лишайники с их чрезвычайно низкой скоростью метаболизма.
Этимологически слово «олиготроф» представляет собой комбинацию греческого прилагательного олигос (ὀλίγος), означающего « несколько »и прилагательное trophikos (τροφικός)), означающее« кормление ».
Адаптация растений к олиготрофным почвам обеспечивает большее и более эффективное поглощение питательных веществ, снижение потребления питательных веществ и эффективное хранение питательных веществ. Улучшению усвоения питательных веществ способствует адаптация корней, такая как азотфиксирующие корневые клубеньки, микоризы и кластерные корни. Потребление сокращается из-за очень медленных темпов роста и эффективного использования питательных веществ с низкой доступностью; например, использование высокодоступных ионов для поддержания тургорного давления при малодоступных питательных веществах, зарезервированных для построения тканей. Несмотря на эту адаптацию, потребность в питательных веществах обычно превышает потребление в течение вегетационного периода, поэтому многие олиготрофные растения обладают способностью накапливать питательные вещества, например, в тканях ствола, когда потребность в них низкая, и повторно мобилизовать их, когда потребность увеличивается.
Олиготрофы занимают среду, в которой доступные питательные вещества мало что обеспечивают для поддержания жизни. Термин «олиготрофы » обычно используется для описания земной и водной среды с очень низкими концентрациями нитратов, железа, фосфатов и источников углерода.
Олиготрофы приобрели механизмы выживания, которые включают выражение генов в периоды низкого содержания питательных веществ, что позволило им добиться успеха в различных средах. Несмотря на способность жить в условиях низких концентраций питательных веществ, олиготрофы могут испытывать трудности с выживанием в богатой питательными веществами среде.
Окружающая среда Антарктики практически не обеспечивает поддержание жизни, поскольку большинство организмов плохо приспособлены к ней. живут в условиях ограничения питательных веществ и низких температур (ниже 5 ° C). Таким образом, в этих средах наблюдается большое изобилие психрофилов, которые хорошо приспособлены к жизни в антарктическом биоме. Большинство олиготрофов живут в озерах, где вода помогает поддерживать биохимические процессы, необходимые для роста и выживания. Ниже приведены некоторые задокументированные примеры олиготрофной среды в Антарктиде:
Озеро Восток, пресноводное озеро, которое было изолировано от мира под 4 км (2,5 мили) антарктического льда, часто считается основным пример олиготрофной среды. Анализ проб льда показал экологически разделенную микросреду. Изоляция микроорганизмов из каждого микроокружения привела к открытию широкого спектра различных микроорганизмов, присутствующих в ледяном покрове. Также были обнаружены следы грибов, что указывает на возможность уникальных симбиотических взаимодействий. Обширная олиготрофия озера заставила некоторых поверить в то, что некоторые части озера полностью бесплодны. Это озеро является полезным инструментом для моделирования исследований внеземной жизни на замерзших планетах и других небесных телах.
Кривое озеро - ультраолиготрофное ледниковое озеро с тонким распределением гетеротрофных и автотрофные микроорганизмы. Микробная петля играет большую роль в круговороте питательных веществ и энергии в этом озере, несмотря на особенно низкую численность и продуктивность бактерий в этих средах. Небольшое экологическое разнообразие можно объяснить низкими годовыми температурами озера. В этом озере обнаружены следующие виды: Chlamydomonas, Scourfeldia, Cryptomonas, Akistrodesmus falcatus и (микроркообразное). Предполагается, что низкий конкурентный отбор против Daphniopsis desireri позволил этому виду выжить достаточно долго для размножения в средах, ограничивающих количество питательных веществ.
Песчаные равнины и латеритные почвы южная Западная Австралия, где чрезвычайно мощный кратон препятствовал какой-либо геологической деятельности со времен кембрия, и не было оледенения для обновления почв начиная с карбона. Таким образом, почвы крайне бедны питательными веществами, и большая часть растительности должна использовать такие стратегии, как кластерные корни, чтобы получить даже минимальное количество таких питательных веществ, как фосфор и сера.
. однако растительность в этих регионах отличается биоразнообразием, которое местами не уступает тропическому лесу и дает одни из самых впечатляющих полевых цветов в мире. Однако ему серьезно угрожают изменение климата, которое сместило пояс зимних дождей на юг, а также расчистку для сельского хозяйства и использование удобрений, что является в первую очередь из-за низкой стоимости земли, которая делает сельское хозяйство экономичным даже при урожайности, намного меньшей, чем в Европе или Северной Америке.
Примером олиготрофных почв являются почвы на белых песках с pH почвы ниже 5,0 в бассейне Рио-Негро. на севере Амазонии здесь находятся очень редкие, чрезвычайно хрупкие леса и саванны, истощенные черноводными реками ; темный цвет воды из-за высокой концентрации дубильных веществ, гуминовых кислот и других органических соединений, полученных в результате очень медленного разложения растительного вещества. Подобные леса встречаются в олиготрофных водах дельты реки Патия на тихоокеанской стороне Анд.
В океане, субтропические круговороты к северу и к югу от экватора - это регионы, в которых питательные вещества необходимы для роста фитопланктона (например, нитрат, фосфат и кремниевая кислота ) сильно истощены круглый год. Эти области описаны как олиготрофные и демонстрируют низкую поверхность хлорофилла. Иногда их называют «океаническими пустынями».
Среда олиготрофной почвы включает сельскохозяйственную почву, мерзлую почву и так далее. Различные факторы, такие как разложение, структура почвы, удобрение и температура, могут влиять на доступность питательных веществ в почвенной среде.
В целом питательное вещество становится менее доступным по всей глубине почвенной среды, потому что на поверхности органические соединения, разлагающиеся из растений и остатков животных , быстро потребляются другими микробами, что приводит к нехватке питательных веществ в почвенной среде. более глубокий уровень почвы. Кроме того, метаболические отходы, производимые микроорганизмами на поверхности, также вызывают накопление токсичных химикатов в более глубоких областях. Кроме того, кислород и вода важны для некоторых метаболических путей, но воде и кислороду трудно диффундировать по мере увеличения глубины. Некоторые факторы, такие как агрегаты почвы, поры и внеклеточные ферменты, могут способствовать проникновению воды, кислорода и других питательных веществ в почву. Более того, наличие минералов под почвой обеспечивает альтернативные источники для видов, обитающих в олиготрофной почве. Что касается сельскохозяйственных угодий, то применение удобрений оказывает сложное влияние на источник углерода, увеличивая или уменьшая органический углерод в почве.
Collimonas - один из видов, способных жить в олиготрофная почва. Одной общей чертой среды, в которой обитает Collimonas, является присутствие грибов, поскольку Collimonas обладают способностью не только гидролизовать хитин, продуцируемый грибами, для получения питательных веществ, но также производят материалы (например, P. fluorescens 2-79) для защиты от грибковой инфекции. Взаимоотношения обычны в олиготрофных средах. Кроме того, Collimonas может также получать источники электронов из горных пород и минералов путем выветривания.
Что касается полярных областей, таких как Антарктика и Арктика, почвенная среда считается олиготрофной, поскольку почва замороженные с низкой биологической активностью. Наиболее распространенными видами в мерзлой почве являются актинобактерии, протеобактерии, ацидобактерии и цианобактерии, а также небольшое количество архей и грибов.. Актинобактерии могут поддерживать активность своих метаболических ферментов и продолжать свои биохимические реакции в широком диапазоне низких температур. Кроме того, механизм восстановления ДНК у актинобактерий защищает их от летальных мутаций ДНК при низкой температуре.
