Animaux vivant dans les sources chaudes. Extrémophiles - organismes vivant dans des habitats extrêmes

Les températures élevées sont nocives pour presque tous les êtres vivants. Une augmentation de la température ambiante jusqu’à +50 °C est largement suffisante pour provoquer la dépression et la mort d’une grande variété d’organismes. Il n’est pas nécessaire de parler de températures plus élevées.

La limite de propagation de la vie est considérée comme une température de +100 °C, à laquelle se produit la dénaturation des protéines, c'est-à-dire la destruction de la structure des molécules protéiques. Pendant longtemps, on a cru qu'il n'existait dans la nature aucune créature capable de tolérer facilement des températures comprises entre 50 et 100 ° C. Cependant dernières découvertes les scientifiques disent le contraire.

Tout d'abord, des bactéries adaptées à la vie dans des sources chaudes avec des températures d'eau allant jusqu'à +90 ºС ont été découvertes. En 1983, une autre major découverte scientifique. Un groupe de biologistes américains a étudié ceux qui se trouvent au fond Océan Pacifique sources eaux thermales saturé de métaux.

Les fumeurs noirs, semblables à des cônes tronqués, se trouvent à une profondeur de 2 000 m. Leur hauteur est de 70 m et leur diamètre de base est de 200 m. Les fumeurs ont été découverts pour la première fois près des îles Galapagos.

Situés à de grandes profondeurs, ces « fumeurs noirs », comme les appellent les géologues, absorbent activement l’eau. Ici, il se réchauffe grâce à la chaleur provenant de la substance chaude et profonde de la Terre, et atteint une température supérieure à +200°C.

L’eau des sources ne bout pas uniquement parce qu’elle est sous haute pression et qu’elle est enrichie de métaux provenant des entrailles de la planète. Une colonne d’eau s’élève au-dessus des « fumeurs noirs ». La pression créée ici, à une profondeur d'environ 2000 m (et même bien plus), est de 265 atm. À une pression aussi élevée, même les eaux minéralisées de certaines sources, ayant des températures allant jusqu'à +350°C, ne bout pas.

En raison du mélange avec l'eau de mer, les eaux thermales se refroidissent relativement rapidement, mais les bactéries découvertes par les Américains à ces profondeurs tentent de rester à l'écart de l'eau refroidie. Des micro-organismes étonnants se sont adaptés pour manger minéraux dans ces eaux chauffées à +250 °C. Plus basses températures avoir un effet déprimant sur les microbes. Déjà dans une eau à une température d'environ +80°C, bien que les bactéries restent viables, elles cessent de se multiplier.

Les scientifiques ne savent pas exactement quel est le secret de l'endurance fantastique de ces minuscules créatures vivantes, qui tolèrent facilement le chauffage jusqu'au point de fusion de l'étain.

La forme du corps des bactéries qui habitent les fumeurs noirs est irrégulière. Les organismes sont souvent équipés de longues projections. Les bactéries absorbent le soufre et le transforment en matière organique. Pogonophora et vestimentifera formaient avec eux une symbiose afin de se nourrir de cette matière organique.

Des études biochimiques minutieuses ont révélé la présence d'un mécanisme de protection dans les cellules bactériennes. La molécule de la substance héréditaire ADN, sur laquelle l'information génétique est stockée, chez un certain nombre d'espèces, est enveloppée dans une couche de protéine qui absorbe l'excès de chaleur.

L’ADN lui-même comprend une teneur anormalement élevée en paires guanine-cytosine. Tous les autres êtres vivants de notre planète possèdent un nombre beaucoup plus restreint de ces associations dans leur ADN. Il s’avère que la liaison entre la guanine et la cytosine est très difficile à rompre par chauffage.

Par conséquent, la plupart de ces composés servent simplement à renforcer la molécule et ensuite seulement à coder l’information génétique.

Les acides aminés servent de composants aux molécules protéiques, dans lesquelles ils sont retenus grâce à des liaisons chimiques spéciales. Si nous comparons les protéines des bactéries des grands fonds avec les protéines d'autres organismes vivants similaires dans les paramètres énumérés ci-dessus, il s'avère qu'en raison d'acides aminés supplémentaires, il existe des connexions supplémentaires dans les protéines des microbes à haute température.

Mais les experts sont convaincus que ce n’est pas le secret des bactéries. Chauffer les cellules entre +100 et 120 °C est largement suffisant pour endommager l'ADN protégé par les dispositifs chimiques répertoriés. Cela signifie qu’il doit exister d’autres moyens au sein des bactéries pour éviter de détruire leurs cellules. La protéine qui compose les habitants microscopiques des sources thermales comprend des particules spéciales - des acides aminés d'un type que l'on ne trouve chez aucune autre créature vivant sur Terre.

Les molécules protéiques des cellules bactériennes, qui possèdent des composants protecteurs (renforçants) spéciaux, bénéficient d'une protection particulière. Les lipides, c'est-à-dire les graisses et les substances apparentées, ont une structure inhabituelle. Leurs molécules sont des chaînes d'atomes unies. L'analyse chimique des lipides provenant de bactéries à haute température a montré que dans ces organismes, les chaînes lipidiques sont entrelacées, ce qui sert à renforcer davantage les molécules.

Cependant, les données de l’analyse peuvent être comprises d’une autre manière, de sorte que l’hypothèse de chaînes entrelacées reste non prouvée. Mais même si nous le prenons comme un axiome, il est impossible d’expliquer pleinement les mécanismes d’adaptation à des températures d’environ +200 °C.

Des êtres vivants plus développés ne pourraient pas atteindre le succès des micro-organismes, mais les zoologistes connaissent de nombreux invertébrés et même des poissons qui se sont adaptés à la vie dans les eaux thermales.

Parmi les invertébrés, il faut tout d'abord citer les différents habitants des cavernes qui habitent des réservoirs alimentés par les eaux souterraines, chauffées par la chaleur souterraine. Dans la plupart des cas, il s’agit de minuscules algues unicellulaires et de toutes sortes de crustacés.

Représentant des crustacés isopodes, la thermosphère thermique appartient à la famille des sphéromatides. Il vit dans une source chaude à Soccoro (Nouveau Mexique, USA). La longueur du crustacé n'est que de 0,5 à 1 cm, il se déplace le long du fond de la source et possède une paire d'antennes conçues pour s'orienter dans l'espace.

Les poissons des cavernes, adaptés à la vie dans les sources thermales, peuvent tolérer des températures allant jusqu'à +40 °C. Parmi ces créatures, les plus remarquables sont celles à dents de carpe qui habitent Les eaux souterraines Amérique du Nord. Parmi les espèces de ce grand groupe, se distingue Cyprinodon macularis.

C'est l'un des animaux les plus rares sur Terre. Une petite population de ces minuscules poissons vit dans une source chaude de seulement 50 cm de profondeur. Cette source situé à l'intérieur de la Grotte du Diable dans la Vallée de la Mort (Californie), l'un des endroits les plus secs et les plus chauds de la planète.

Proche parent du Cyprinodon, l'œil aveugle n'est pas adapté à la vie dans les sources thermales, bien qu'il habite les eaux souterraines des grottes karstiques de la même zone géographique aux États-Unis. Les yeux aveugles et ses espèces apparentées sont attribués à la famille des yeux aveugles, tandis que les cyprinodons sont classés comme une famille distincte de carpes à dents.

Contrairement à d'autres habitants des grottes translucides ou de couleur crème laiteuse, y compris d'autres habitants à dents de carpe, les cyprinodons sont peints en bleu vif. Autrefois, ces poissons se trouvaient dans plusieurs sources et pouvaient se déplacer librement dans les eaux souterraines d'un réservoir à un autre.

Au XIXe siècle, les habitants ont observé à plusieurs reprises comment les cyprinodons s'installaient dans des flaques d'eau apparues à la suite du remplissage des ornières d'une roue de charrette avec de l'eau souterraine. À propos, à ce jour, on ne sait toujours pas comment et pourquoi ces beaux poissons se sont frayés un chemin avec l'humidité souterraine à travers une couche de sol meuble.

Mais ce mystère n’est pas le principal. On ne sait pas exactement comment les poissons peuvent résister à des températures de l'eau allant jusqu'à +50 °C. Quoi qu’il en soit, c’est une adaptation étrange et inexplicable qui a aidé les Cyprinodons à survivre. Ces créatures sont apparues dans Amérique du Nord il y a plus d'un million d'années. Avec le début de la glaciation, tous les animaux à dents de carpe ont disparu, à l'exception de ceux qui exploitaient les eaux souterraines, y compris les eaux thermales.

Presque toutes les espèces de la famille des stenazellides, représentées par de petits crustacés isopodes (pas plus de 2 cm), vivent dans des eaux thermales dont la température n'est pas inférieure à +20 C.

Lorsque le glacier a disparu et que le climat de Californie est devenu plus aride, la température, la salinité et même la quantité de nourriture - les algues - sont restées presque inchangées dans les sources des grottes pendant 50 000 ans. Par conséquent, le poisson, sans changer, a survécu ici calmement aux cataclysmes préhistoriques. Aujourd'hui, toutes les espèces de cyprinodons des cavernes sont protégées par la loi dans l'intérêt de la science.

.(Source : « Dictionnaire encyclopédique biologique ». Rédacteur en chef M. S. Gilyarov ; Comité de rédaction : A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin et autres - 2e éd., corrigé. - M. : Sov. Encyclopedia, 1986.)

Voyez ce que sont les « ORGANISMES THERMOPHILES » dans d'autres dictionnaires :

- (thermo... gr. phileo love) organismes thermophiles (pour la plupart microscopiques) qui peuvent vivre à des températures relativement élevées (jusqu'à 70) ; Leurs habitats naturels sont diverses sources chaudes et eaux thermales cf. cryophile... ... Dictionnaire des mots étrangers de la langue russe

- (du thermo (Voir Thermo...)... et du grec philéo love) les thermophiles, organismes vivant à des températures supérieures à 45°C (destructrices pour la plupart des êtres vivants). Il s'agit de quelques poissons, représentants de divers invertébrés (vers,... ... Grand Encyclopédie soviétique

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Organismes Classification scientifique Classification : Organismes Superrègnes Organisme nucléaire non nucléaire (latin tardif organismeus du latin tardif organiszo ... Wikipedia

Les organismes inférieurs, comme tous les êtres vivants en général, ne peuvent vivre que dans des conditions précisément définies. conditions extérieures leur existence, c'est-à-dire les conditions de l'environnement dans lequel ils vivent, et pour chaque facteur extérieur, pour la température, la pression, l'humidité, etc...

C'est le nom donné aux bactéries qui ont la capacité de se développer à des températures supérieures à 55-60°C. Miquel fut le premier à trouver et à isoler de l'eau de la Seine un bacille immobile capable de vivre et de se multiplier à des températures de 70°C. °C. Van Tieghem... Dictionnaire encyclopédique F.A. Brockhaus et I.A. Éfron

Organismes Classification scientifique Classification : Organismes Superrègnes Organisme nucléaire non nucléaire (latin tardif organismeus du latin tardif organizo... Wikipédia - Voir aussi : Les plus grands organismes Les plus petits organismes sont tous des représentants de bactéries, d'animaux, de plantes et d'autres organismes trouvés sur Terre, qui ont des valeurs minimales dans leurs classes (ordres) pour des paramètres tels que... Wikipedia

À première vue, il peut sembler que bactéries dans les sources chaudes ne vis pas. Cependant, la nature prouve de manière convaincante que ce n’est pas le cas.

Tout le monde sait que l’eau bout à une température de 100 degrés Celsius. Jusqu’à récemment, on croyait qu’absolument rien ne pouvait survivre à cette température. Les scientifiques le pensaient jusqu'à ce qu'ils découvrent des bactéries inconnues de la science au fond de l'océan Pacifique, dans des sources chaudes. Ils se sentent bien à 250 degrés !

Aux grandes profondeurs, l'eau ne se transforme pas en vapeur, mais reste simplement de l'eau, car il y a une grande profondeur et haute pression. L’eau à cette température contient de nombreux produits chimiques dont se nourrissent les bactéries mentionnées ci-dessus. On ne sait pas comment les êtres vivants ont pris racine à une telle température, mais ils sont habitués à y vivre de telle manière que s'ils sont amenés à une température inférieure à 80 degrés Celsius, il fera froid pour eux.

Il s’est avéré qu’une température de 250 degrés n’est pas la limite de vie des bactéries. Dans le même océan Pacifique, ils ont découvert de très source chaude, l'eau dans laquelle atteint 400 degrés. Même dans de telles conditions, non seulement de nombreuses bactéries vivent, mais aussi certains vers, ainsi que plusieurs espèces de mollusques.

Tout le monde sait que lorsque la Terre est apparue (c’était il y a plusieurs millions d’années), c’était une boule chaude ordinaire. Pendant des siècles, les gens ont cru que la vie apparaissait sur notre planète lorsque la Terre se refroidissait. Et on croyait aussi que sur d'autres planètes, sur lesquelles haute température, la vie ne peut pas exister. Les scientifiques devront probablement reconsidérer leur point de vue sur ce fait.

Dans l'eau bouillante à une température de 100°C, toutes les formes d'organismes vivants meurent, y compris les bactéries et les microbes, connus pour leur persistance et leur vitalité. C'est un fait largement connu et généralement accepté. Mais il s’avère que c’est faux !

À la fin des années 1970, avec l'avènement du premier véhicules hauturiers ont été découverts au fond de l'océan bouches hydrothermales, d'où coulaient continuellement des ruisseaux d'eau extrêmement chaude et hautement minéralisée. La température de ces cours d’eau atteint une température incroyable de 200 à 400°C. Au début, personne n’aurait pu imaginer que la vie puisse exister à plusieurs milliers de mètres de profondeur, dans une obscurité éternelle, et même à une telle température. Mais elle existait là-bas. Et non pas une vie unicellulaire primitive, mais des écosystèmes entiers et indépendants constitués d'espèces jusqu'alors inconnues de la science.

Une cheminée hydrothermale trouvée au fond de la fosse des Caïmans à une profondeur d'environ 5 000 mètres. Ces sources sont appelées fumeurs noirs en raison de l'éruption d'eau noire ressemblant à de la fumée.

La base des écosystèmes vivant à proximité des sources hydrothermales sont constituées de bactéries chimiosynthétiques - des micro-organismes qui obtiennent les nutriments nécessaires en oxydant divers éléments chimiques ; dans un cas particulier par oxydation du dioxyde de carbone. Tous les autres représentants des écosystèmes thermiques, notamment les crabes filtreurs, les crevettes, divers mollusques et même d'énormes vers marins, dépendent de ces bactéries.

Ce fumoir noir est entièrement enveloppé d'anémones de mer blanches. Des conditions qui signifient la mort pour les autres les organismes marins, sont la norme pour ces créatures. Les anémones blanches se nourrissent en ingérant des bactéries chimiosynthétiques.

Les organismes qui vivent dans fumeurs noirs"sont entièrement dépendants des conditions locales et ne sont pas capables de survivre dans l'habitat familier à la grande majorité créatures marines. Pour cette raison, pendant longtemps, il n’a pas été possible de ramener une seule créature vivante à la surface ; elles mouraient toutes lorsque la température de l’eau baissait.

Ver pompéien (lat. Alvinella pompejana) - cet habitant des écosystèmes hydrothermaux sous-marins a reçu un nom plutôt symbolique.

Relever en premier Être vivant réussi sous l'eau véhicule aérien sans pilote ISIS est dirigé par des océanographes britanniques. Les scientifiques ont découvert que les températures inférieures à 70°C sont mortelles pour ces créatures étonnantes. C’est tout à fait remarquable, puisqu’une température de 70°C est mortelle pour 99 % des organismes vivant sur Terre.

La découverte des écosystèmes thermiques sous-marins était extrêmement importante pour la science. Premièrement, les limites dans lesquelles la vie peut exister ont été élargies. Deuxièmement, la découverte a amené les scientifiques à nouvelle version sur l'origine de la vie sur Terre, selon laquelle la vie serait née dans les sources hydrothermales. Et troisièmement, cette découverte nous a une fois de plus fait comprendre que nous en savons très peu sur le monde qui nous entoure.

Les bactéries constituent le plus ancien groupe d'organismes connu
Structures de pierre en couches - stromatolites - datées dans certains cas du début de l'Archéozoïque (Archéen), c'est-à-dire est apparu il y a 3,5 milliards d'années, est le résultat de l'activité vitale de bactéries, généralement photosynthétiques, ce qu'on appelle. algues bleu-vert. Des structures similaires (films bactériens imprégnés de carbonates) se forment encore aujourd'hui, principalement au large des côtes australiennes, Bahamas, en Californie et dans le golfe Persique, ils sont cependant relativement rares et n'atteignent pas de grandes tailles, car les organismes herbivores s'en nourrissent, par exemple. gastéropodes. Les premières cellules nucléées ont évolué à partir de bactéries il y a environ 1,4 milliard d'années.

Les archéobactéries thermoacidophiles sont considérées comme les plus anciens organismes vivants existants. Ils vivent dans une eau de source chaude très acide. À des températures inférieures à 55°C (131°F), ils meurent !

90 % de la biomasse des mers s’avère être constituée de microbes.

La vie est apparue sur Terre
Il y a 3,416 milliards d’années, soit 16 millions d’années plus tôt qu’on ne le croit généralement monde scientifique. Les analyses de l'un des coraux, dont l'âge dépasse 3,416 milliards d'années, ont prouvé qu'au moment de la formation de ce corail, la vie au niveau microbien existait déjà sur Terre.

Le plus ancien microfossile
Kakabekia barghoorniana (1964-1986) a été trouvé à Harich, Goonedd, Pays de Galles, avec un âge estimé à plus de 4 000 000 000 d'années.
La forme de vie la plus ancienne
Des empreintes fossilisées de cellules microscopiques ont été découvertes au Groenland. Il s’est avéré que leur âge est de 3 800 millions d’années, ce qui en fait la forme de vie la plus ancienne que nous connaissions.

Bactéries et eucaryotes
La vie peut exister sous forme de bactéries - les organismes les plus simples qui n'ont pas de noyau dans la cellule, les plus anciens (archées), presque aussi simples que les bactéries, mais se distinguant par une membrane inhabituelle, sont considérés comme les eucaryotes - en fait, tous les autres organismes dont le code génétique est stocké dans le noyau cellulaire.

Les habitants les plus anciens de la Terre ont été trouvés dans la fosse des Mariannes
Au fond du plus profond du monde Tranchée des Mariannes Au centre de l'océan Pacifique, 13 espèces d'organismes unicellulaires inconnus de la science ont été découvertes, existant inchangées depuis près d'un milliard d'années. Des micro-organismes ont été découverts dans des échantillons de sol prélevés dans la faille Challenger à l'automne 2002 par le bathyscaphe automatique japonais "Kaiko" à une profondeur de 10 900 mètres. Dans 10 centimètres cubes de sol, 449 unicellulaires primitifs, ronds ou allongés, de 0,5 à 0,7 mm, inconnus jusqu'alors, ont été découverts. Après plusieurs années de recherche, ils ont été répartis en 13 espèces. Tous ces organismes correspondent presque entièrement à ce qu'on appelle. "des fossiles biologiques inconnus" découverts dans les années 1980 en Russie, en Suède et en Autriche dans des couches de sol datant de 540 millions à un milliard d'années.

Sur la base d'analyses génétiques, des chercheurs japonais affirment que les organismes unicellulaires trouvés au fond de la fosse des Mariannes existent inchangés depuis plus de 800 millions, voire un milliard d'années. Apparemment, ce sont les plus anciens de tous les habitants actuellement connus de la Terre. Pour survivre, les organismes unicellulaires de la faille Challenger ont été contraints d'aller à des profondeurs extrêmes, car dans les couches peu profondes de l'océan, ils ne pouvaient pas rivaliser avec des organismes plus jeunes et plus agressifs.

Les premières bactéries sont apparues à l’époque archéozoïque
Le développement de la Terre est divisé en cinq périodes appelées ères. Les deux premières ères, l'Archéozoïque et le Protérozoïque, ont duré 4 milliards d'années, soit près de 80 % de toute l'histoire de la Terre. Au cours de l'Archéozoïque, la formation de la Terre s'est produite, l'eau et l'oxygène sont apparus. Il y a environ 3,5 milliards d’années, les premières petites bactéries et algues sont apparues. Au Protérozoïque, il y a environ 700 ans, les premiers animaux sont apparus dans la mer. Il s’agissait de créatures invertébrées primitives, comme les vers et les méduses. Paléozoïque a commencé il y a 590 millions d'années et a duré 342 millions d'années. Ensuite, la Terre s'est recouverte de marécages. Au Paléozoïque, de grandes plantes, poissons et amphibiens sont apparus. ère mésozoïque a commencé il y a 248 millions d'années et a duré 183 millions d'années. À cette époque, la Terre était habitée par d’énormes lézards dinosaures. Les premiers mammifères et oiseaux sont également apparus. ère cénozoïque a commencé il y a 65 millions d’années et se poursuit encore aujourd’hui. C’est à cette époque que sont apparus les plantes et les animaux qui nous entourent aujourd’hui.

Où vivent les bactéries
Les bactéries sont abondantes dans le sol, au fond des lacs et des océans, partout où la matière organique s'accumule. Ils vivent dans le froid, lorsque le thermomètre est juste au-dessus de zéro, et dans des sources chaudes et acides avec des températures supérieures à 90°C. Certaines bactéries tolèrent une salinité très élevée ; en particulier, ce sont les seuls organismes trouvés dans la mer Morte. Dans l’atmosphère, ils sont présents sous forme de gouttelettes d’eau et leur abondance est généralement en corrélation avec la poussière de l’air. Ainsi, en ville, l’eau de pluie contient beaucoup plus de bactéries qu’en zone rurale. Il y en a peu dans l'air froid des hautes montagnes et des régions polaires, mais on les trouve même dans la couche inférieure de la stratosphère à 8 km d'altitude.

Les bactéries participent à la digestion
Le tube digestif des animaux est densément peuplé de bactéries (généralement inoffensives). Ils ne sont pas nécessaires à la vie de la plupart des espèces, bien qu’ils puissent synthétiser certaines vitamines. Or, chez les ruminants (vaches, antilopes, moutons) et de nombreux termites, ils interviennent dans la digestion des aliments végétaux. De plus, le système immunitaire d’un animal élevé dans des conditions stériles ne se développe pas normalement en raison du manque de stimulation bactérienne. La « flore » bactérienne normale des intestins est également importante pour supprimer les micro-organismes nuisibles qui y pénètrent.

Un quart de million de bactéries tiennent dans un endroit
Les bactéries sont beaucoup plus petites que les cellules des plantes et des animaux multicellulaires. Leur épaisseur est généralement de 0,5 à 2,0 µm et leur longueur de 1,0 à 8,0 µm. Certaines formes sont à peine visibles à la résolution des microscopes optiques standards (environ 0,3 microns), mais on connaît également des espèces avec une longueur supérieure à 10 microns et une largeur qui dépasse également les limites spécifiées, et un certain nombre de bactéries très fines peuvent dépasser 50 microns de longueur. Sur la surface correspondant au point marqué au crayon, s'adapteront un quart de million de bactéries de taille moyenne.

Les bactéries offrent des leçons d’auto-organisation
Dans les colonies bactériennes appelées stromatolites, les bactéries s’auto-organisent et forment un immense groupe de travail, même si aucune d’entre elles ne dirige les autres. Cette combinaison est très stable et rapidement restaurée si elle est endommagée ou remplacée. environnement. Il est également intéressant de noter que les bactéries présentes dans le stromatolite jouent des rôles différents selon l’endroit où elles se trouvent dans la colonie et partagent toutes des informations génétiques. Toutes ces propriétés peuvent être utiles pour les futurs réseaux de communication.

Capacités des bactéries
De nombreuses bactéries possèdent des récepteurs chimiques qui détectent les changements dans l’acidité de l’environnement et la concentration de sucres, d’acides aminés, d’oxygène et de dioxyde de carbone. De nombreuses bactéries mobiles réagissent également aux fluctuations de température et les espèces photosynthétiques réagissent aux changements d’intensité lumineuse. Certaines bactéries perçoivent la direction des lignes de champ champ magnétique, y compris le champ magnétique terrestre, à l’aide de particules de magnétite (minerai de fer magnétique – Fe3O4) présentes dans leurs cellules. Dans l’eau, les bactéries utilisent cette capacité pour nager le long de lignes de force à la recherche d’un environnement favorable.

Mémoire des bactéries
Les réflexes conditionnés chez les bactéries sont inconnus, mais ils possèdent un certain type de mémoire primitive. En nageant, ils comparent l'intensité perçue du stimulus avec sa valeur précédente, c'est-à-dire déterminer s'il est devenu plus grand ou plus petit et, sur cette base, maintenir la direction du mouvement ou la modifier.

Le nombre de bactéries double toutes les 20 minutes
En partie à cause de la petite taille des bactéries, leur taux métabolique est très élevé. Dans les conditions les plus favorables, certaines bactéries peuvent doubler leur masse totale et leur nombre toutes les 20 minutes environ. Cela s’explique par le fait qu’un certain nombre de leurs systèmes enzymatiques les plus importants fonctionnent à une vitesse très élevée. Ainsi, un lapin a besoin de quelques minutes pour synthétiser une molécule protéique, tandis qu’une bactérie met quelques secondes. Cependant, dans environnement naturel Par exemple, dans le sol, la plupart des bactéries sont « au régime de famine », donc si leurs cellules se divisent, ce n’est pas toutes les 20 minutes, mais une fois tous les quelques jours.

En 24 heures, une bactérie pourrait en produire 13 000 milliards d’autres.
Une bactérie E. coli (Esherichia coli) pourrait produire une progéniture en 24 heures, dont le volume total serait suffisant pour construire une pyramide d'une superficie de 2 km² et d'une hauteur de 1 km. Dans des conditions favorables, en 48 heures, un vibrion cholérique (Vibrio cholerae) donnerait naissance à une progéniture pesant 22 * ​​​​​​1024 tonnes, soit 4 mille fois plus de masse globe. Heureusement, seul un petit nombre de bactéries survivent.

Combien de bactéries y a-t-il dans le sol ?
DANS couche supérieure le sol contient de 100 000 à 1 milliard de bactéries pour 1 g, soit environ 2 tonnes par hectare. Typiquement, tous les résidus organiques, une fois dans le sol, sont rapidement oxydés par les bactéries et les champignons.

Les bactéries mangent des pesticides
E. coli ordinaire génétiquement modifié est capable de manger des composés organophosphorés - des substances toxiques non seulement pour les insectes, mais également pour les humains. La classe des composés organophosphorés comprend certains types armes chimiques, par exemple, le gaz sarin, qui contient un agent neurotoxique.

Une enzyme spéciale, un type d’hydrolase, trouvée à l’origine dans certaines bactéries « sauvages » du sol, aide l’E. coli modifié à gérer les organophosphates. Après avoir testé de nombreuses variétés génétiquement similaires de bactéries, les scientifiques ont choisi une souche qui tue le pesticide méthyl parathion 25 fois plus efficacement que les bactéries d'origine du sol. Pour empêcher les mangeurs de toxines de « s'enfuir », ils ont été fixés sur une matrice de cellulose – on ne sait pas comment l'E. coli transgénique se comportera une fois libre.

Les bactéries mangeront volontiers du plastique avec du sucre
Le polyéthylène, le polystyrène et le polypropylène, qui représentent un cinquième des déchets urbains, sont devenus attractifs pour les bactéries du sol. Lorsque des unités polystyrène styrène sont mélangées à une petite quantité d’une autre substance, des « crochets » se forment sur lesquels des particules de saccharose ou de glucose peuvent s’accrocher. Les sucres « pendent » sur des chaînes en styrène comme des pendentifs, ne représentant que 3 % des poids total le polymère résultant. Mais les bactéries Pseudomonas et Bacillus remarquent la présence de sucres et, en les mangeant, détruisent les chaînes polymères. En conséquence, les plastiques commencent à se décomposer en quelques jours. Les produits finaux du traitement sont le dioxyde de carbone et l'eau, mais sur leur chemin, des acides organiques et des aldéhydes apparaissent.

Acide succinique de bactéries
Dans le rumen - une section du tube digestif des ruminants - a été découvert le nouveau genre bactéries produisant de l'acide succinique. Les microbes vivent et se reproduisent bien sans oxygène, dans une atmosphère de dioxyde de carbone. En plus de l'acide succinique, ils produisent de l'acide acétique et formique. La principale ressource nutritionnelle pour eux est le glucose ; à partir de 20 grammes de glucose, les bactéries créent près de 14 grammes d'acide succinique.

Crème contre les bactéries des grands fonds
Les bactéries collectées dans une fissure hydrothermale à deux kilomètres de profondeur dans la baie Pacifique de Californie contribueront à créer une lotion pour protection efficace peau contre les substances nocives rayons de soleil. Parmi les microbes qui vivent ici à des températures et des pressions élevées se trouve Thermus thermophilus. Leurs colonies prospèrent à des températures de 75 degrés Celsius. Les scientifiques vont utiliser le processus de fermentation de ces bactéries. Le résultat sera un « cocktail de protéines », comprenant des enzymes particulièrement désireuses de détruire les composés chimiques hautement actifs formés par l’exposition aux rayons ultraviolets et impliqués dans des réactions destructrices de la peau. Selon les développeurs, les nouveaux composants peuvent détruire le peroxyde d'hydrogène trois fois plus rapidement à 40 degrés Celsius qu'à 25.

Les humains sont des hybrides d'Homo sapiens et de bactéries
Une personne est en fait un ensemble de cellules humaines, ainsi que de formes de vie bactériennes, fongiques et virales, disent les Britanniques, et le génome humain ne prédomine pas dans ce conglomérat. Dans le corps humain, il existe plusieurs milliards de cellules et plus de 100 milliards de bactéries, soit cinq cents espèces. En ce qui concerne la quantité d’ADN dans notre corps, ce sont les bactéries, et non les cellules humaines, qui sont en tête. Cette cohabitation biologique est bénéfique aux deux parties.

Les bactéries accumulent de l'uranium
Une souche de la bactérie Pseudomonas est capable de capturer efficacement l'uranium et d'autres métaux lourds présents dans l'environnement. Les chercheurs ont isolé ce type de bactérie dans les eaux usées d’une usine métallurgique de Téhéran. Le succès des travaux de nettoyage dépend de la température, de l'acidité de l'environnement et de la teneur en métaux lourds. Les meilleurs résultats ont été obtenus à 30 degrés Celsius dans un environnement légèrement acide avec une concentration d'uranium de 0,2 gramme par litre. Ses granules s'accumulent dans les parois des bactéries, atteignant 174 mg par gramme de poids sec de bactéries. De plus, la bactérie capte le cuivre, le plomb, le cadmium et d’autres métaux lourds présents dans l’environnement. La découverte peut servir de base au développement de nouvelles méthodes de traitement des eaux usées contenant des métaux lourds.

Deux espèces de bactéries inconnues de la science ont été découvertes en Antarctique
Les nouveaux micro-organismes Sejongia jeonnii et Sejongia antarctica sont des bactéries à Gram négatif contenant un pigment jaune.

Tant de bactéries sur la peau !
La peau des rats-taupes contient jusqu'à 516 000 bactéries par pouce carré ; les zones sèches de la peau du même animal, comme les pattes avant, ne contiennent que 13 000 bactéries par pouce carré.

Bactéries contre les rayonnements ionisants
Le micro-organisme Deinococcus radiodurans est capable de résister à 1,5 million de rads. les rayonnements ionisants dépassent de plus de 1 000 fois les niveaux mortels pour d’autres formes de vie. Alors que l'ADN d'autres organismes sera détruit et détruit, le génome de ce micro-organisme ne sera pas endommagé. Le secret d’une telle stabilité réside dans la forme spécifique du génome, qui ressemble à un cercle. C’est ce fait qui contribue à une telle résistance aux radiations.

Microorganismes contre les termites
Le médicament anti-termites "Formosan" (USA) utilise Ennemis naturels termites - plusieurs types de bactéries et de champignons qui les infectent et les tuent. Une fois qu’un insecte est infecté, des champignons et des bactéries s’installent dans son corps et forment des colonies. Lorsqu’un insecte meurt, ses restes deviennent une source de spores qui infectent ses congénères. Des micro-organismes ont été sélectionnés qui se reproduisent relativement lentement - l'insecte infecté devrait avoir le temps de retourner au nid, où l'infection sera transmise à tous les membres de la colonie.

Les micro-organismes vivent au pôle
Des colonies de microbes ont été trouvées sur des pierres dans la région nord et pôles sud. Ces endroits ne sont pas très propices à la vie - une combinaison de températures extrêmement basses, vents forts et les rayons ultraviolets durs semblent effrayants. Mais 95 % des plaines rocheuses étudiées par les scientifiques sont habitées par des micro-organismes !

Ces micro-organismes captent suffisamment de lumière qui pénètre sous les pierres à travers les fissures qui les séparent et se reflète sur les surfaces des pierres voisines. En raison des changements de température (les pierres sont chauffées par le soleil et refroidies lorsqu'il n'y a pas de soleil), des mouvements se produisent dans les placers de pierres, certaines pierres se retrouvent dans l'obscurité totale, tandis que d'autres, au contraire, sont exposées à la lumière. Après de tels mouvements, les micro-organismes « migrent » des pierres sombres vers celles illuminées.

Les bactéries vivent dans les décharges de scories
Les organismes les plus alcalinisants de la planète vivent dans les eaux polluées des États-Unis. Les scientifiques ont découvert des communautés microbiennes prospérant dans les décharges de cendres de la région du lac Calume, au sud-ouest de Chicago, où le niveau d'acidité (pH) de l'eau est de 12,8. Vivre dans un tel environnement est comparable à vivre dans de la soude caustique ou du liquide nettoyant pour sols. Dans de telles décharges, l'air et l'eau réagissent avec les scories, ce qui produit de l'hydroxyde de calcium (soude caustique), qui augmente le pH. La bactérie a été découverte lors d'une étude sur des eaux souterraines, accumulé à partir de plus d'un siècle de décharges industrielles de fer en provenance de l'Indiana et de l'Illinois.

L'analyse génétique a montré que certaines de ces bactéries sont de proches parents des espèces Clostridium et Bacillus. Ces espèces ont déjà été trouvées dans les eaux acides du lac Mono en Californie, dans les piliers de tuf au Groenland et dans les eaux polluées par le ciment d'une mine d'or profonde en Afrique. Certains de ces organismes utilisent l’hydrogène libéré lors de la corrosion des scories de fer métallique. La manière exacte dont ces bactéries inhabituelles se sont introduites dans les décharges de scories reste un mystère. Il est possible que les bactéries locales se soient adaptées à leur habitat extrême au cours du siècle dernier.

Les microbes déterminent la pollution de l'eau
Les bactéries E. coli modifiées sont cultivées dans un milieu contenant des contaminants et leurs quantités sont déterminées à différents moments. Les bactéries possèdent un gène intégré qui permet aux cellules de briller dans le noir. Par l'éclat de la lueur, on peut juger de leur nombre. Les bactéries sont congelées dans de l'alcool polyvinylique, elles peuvent alors résister aux basses températures sans dommages graves. Ils sont ensuite décongelés, cultivés en suspension et utilisés en recherche. Dans un environnement pollué, les cellules se détériorent et meurent plus souvent. Le nombre de cellules mortes dépend du temps et du degré de contamination. Ces indicateurs diffèrent pour métaux lourds et de la matière organique. Pour toute substance, le taux de mortalité et la dépendance du nombre de bactéries mortes par rapport à la dose sont différents.

Les virus ont
...une structure complexe de molécules organiques, ce qui est encore plus important est la présence de son propre code génétique viral et la capacité de se reproduire.

Origine des virus
Il est généralement admis que les virus sont nés de l'isolement (autonomisation) d'éléments génétiques individuels de la cellule, qui ont en outre reçu la capacité de se transmettre d'un organisme à l'autre. La taille des virus varie de 20 à 300 nm (1 nm = 10 à 9 m). Presque tous les virus sont plus petits que les bactéries. Cependant, les virus les plus gros, comme le virus de la variole, ont la même taille que les plus petites bactéries (chlamydia et rickettsie).

Les virus sont une forme de transition de la simple chimie à la vie sur Terre
Il existe une version selon laquelle les virus sont apparus il y a longtemps - grâce à des complexes intracellulaires qui ont gagné en liberté. A l'intérieur d'une cellule normale, il y a un mouvement de nombreuses structures génétiques différentes (ARN messager, etc., etc...), qui peuvent être les progéniteurs de virus. Mais peut-être que tout était tout le contraire - et les virus - forme la plus ancienne la vie, ou plutôt l’étape de transition de la « simple chimie » à la vie sur Terre.
Certains scientifiques associent même l’origine des eucaryotes eux-mêmes (et donc de tous les organismes unicellulaires et multicellulaires, y compris vous et moi) aux virus. Il est possible que nous soyons apparus grâce à la « collaboration » de virus et de bactéries. Les premiers fournissaient le matériel génétique et les seconds les ribosomes, des usines intracellulaires de protéines.

Les virus ne sont pas capables
... se reproduire par eux-mêmes - les mécanismes internes de la cellule infectée par le virus le font à leur place. Le virus lui-même ne peut pas non plus fonctionner avec ses gènes - il n'est pas capable de synthétiser des protéines, bien qu'il possède une enveloppe protéique. Il vole simplement les protéines prêtes à l’emploi des cellules. Certains virus contiennent même des glucides et des graisses – mais là encore, ils sont volés. En dehors de la cellule victime, le virus est simplement une gigantesque accumulation de molécules, quoique très complexes, mais sans métabolisme ni autre action active.

Étonnamment, les créatures les plus simples de la planète (que nous appellerons toujours des créatures virales) constituent l’un des plus grands mystères de la science.

Le plus gros virus Mimi, ou Mimivirus
...(provoquant une épidémie de grippe) est 3 fois plus élevé que les autres virus et 40 fois plus que les autres. Elle porte 1 260 gènes (1,2 millions de bases « lettres », soit plus que les autres bactéries), alors que les virus connus ne possèdent que trois à cent gènes. De plus, le code génétique du virus est constitué d’ADN et d’ARN, alors que tous les virus connus n’utilisent qu’une seule de ces « tablettes de vie », mais jamais les deux ensemble. 50 gènes Mimi sont responsables de choses qui n’ont jamais été observées auparavant dans les virus. En particulier, Mimi est capable de synthétiser indépendamment 150 types de protéines et même de réparer son propre ADN endommagé, ce qui est généralement absurde pour les virus.

Les modifications du code génétique des virus peuvent les rendre mortels
Des scientifiques américains ont expérimenté le virus de la grippe moderne - une maladie désagréable et grave, mais peu mortelle - en le croisant avec le virus de la fameuse « grippe espagnole » de 1918. Le virus modifié a carrément tué des souris présentant des symptômes caractéristiques de la grippe espagnole (pneumonie aiguë et hémorragie interne). Cependant, ses différences avec le virus moderne au niveau génétique se sont révélées minimes.

L'épidémie de grippe espagnole en 1918 a tué plus de gens que lors des plus terribles épidémies médiévales de peste et de choléra, et encore plus que les pertes sur la première ligne au cours de la Première Guerre mondiale. guerre mondiale. Les scientifiques suggèrent que le virus de la grippe espagnole pourrait provenir du virus dit de la « grippe aviaire », combiné à un virus ordinaire, par exemple présent dans le corps des porcs. Si la grippe aviaire réussit à se croiser avec la grippe humaine et est capable de se transmettre d'une personne à l'autre, nous obtenons alors une maladie qui peut provoquer une pandémie mondiale et tuer plusieurs millions de personnes.

Le plus poison puissant
...maintenant considérée comme une toxine du bacille D, 20 mg suffisent à empoisonner toute la population de la Terre.

Les virus savent nager
Huit types de virus phagiques vivent dans les eaux de Ladoga, différant par la forme, la taille et la longueur des pattes. Leur nombre est nettement supérieur à celui typique de l'eau douce : de deux à douze milliards de particules par litre d'échantillon. Dans certains échantillons, il n'y avait que trois types de phages ; leur teneur et leur diversité les plus élevées se trouvaient dans la partie centrale du réservoir, les huit types. C’est généralement le contraire qui se produit : il y a davantage de micro-organismes dans les zones côtières des lacs.

Silence des virus
De nombreux virus, comme l’herpès, ont deux phases dans leur développement. La première survient immédiatement après l’infection du nouvel hôte et ne dure pas longtemps. Ensuite, le virus « se tait » et s’accumule tranquillement dans le corps. La seconde peut commencer dans quelques jours, semaines ou années, lorsque le virus, pour l’instant « silencieux », commence à se multiplier comme une avalanche et provoque des maladies. La présence d’une phase « latente » protège le virus de la disparition lorsque la population hôte en devient rapidement immunisée. Plus l’environnement extérieur est imprévisible du point de vue du virus, plus il est important qu’il connaisse une période de « silence ».

Les virus jouent un rôle important
Les virus jouent un rôle important dans la vie de toute masse d’eau. Leur nombre atteint plusieurs milliards de particules par litre eau de mer sous les latitudes polaires, tempérées et tropicales. Dans les lacs d’eau douce, la teneur en virus est généralement inférieure d’un facteur 100. Reste à savoir pourquoi il y a tant de virus à Ladoga et pourquoi ils sont si inhabituellement répartis. Mais les chercheurs sont convaincus que les micro-organismes ont un impact significatif sur état écologique eau naturel.

Une amibe ordinaire réagit positivement à une source de vibrations mécaniques
L'amibe proteus est une amibe d'eau douce d'environ 0,25 mm de long, l'une des espèces les plus communes du groupe. Il est souvent utilisé dans les expériences scolaires et les recherches en laboratoire. L'amibe commune se trouve dans les boues au fond des étangs aux eaux polluées. Il ressemble à une petite boule gélatineuse incolore, à peine visible à l’œil nu.

Chez l'amibe commune (Amoeba proteus), ce qu'on appelle la vibrotaxie a été découverte sous la forme d'une réaction positive à une source de vibrations mécaniques d'une fréquence de 50 Hz. Cela devient compréhensible si l’on considère que chez certaines espèces de ciliés qui servent de nourriture aux amibes, la fréquence des battements des cils varie entre 40 et 60 Hz. L'amibe présente également une phototaxie négative. Ce phénomène est que l'animal tente de passer de la zone éclairée vers l'ombre. La thermotaxie de l'amibe est également négative : elle se déplace d'une partie plus chaude vers une partie moins chauffée de la masse d'eau. Il est intéressant d’observer la galvanotaxie des amibes. Si un faible courant électrique traverse l'eau, l'amibe libère des pseudopodes uniquement du côté faisant face au pôle négatif - la cathode.

La plus grande amibe
L'une des plus grandes amibes est l'espèce d'eau douce Pelomyxa (Chaos) carolinensis, mesurant 2 à 5 mm de long.

L'amibe bouge
Le cytoplasme d'une cellule est en mouvement constant. Si le courant du cytoplasme se précipite vers un point de la surface de l'amibe, une saillie apparaît à cet endroit sur son corps. Il grossit, devient une excroissance du corps - un pseudopode, le cytoplasme s'y jette et l'amibe se déplace de cette manière.

Sage-femme pour amibe
Une amibe est un organisme très simple, constitué d’une seule cellule qui se reproduit par simple division. Tout d’abord, la cellule amibe double son matériel génétique, créant un deuxième noyau, puis change de forme, formant un étranglement au milieu, qui la divise progressivement en deux cellules filles. Il reste un mince ligament entre eux, qu'ils tirent dans des directions différentes. Finalement, le ligament se brise et les cellules filles commencent à vie indépendante.

Mais chez certaines espèces d'amibes, le processus de reproduction n'est pas du tout si simple. Leurs cellules filles ne peuvent pas rompre le ligament de manière indépendante et fusionnent parfois à nouveau en une seule cellule à deux noyaux. Les amibes en division crient à l'aide en sécrétant un Substance chimique, à quoi réagit « l’amibe sage-femme ». Les scientifiques pensent qu'il s'agit très probablement d'un complexe de substances, comprenant des fragments de protéines, de lipides et de sucres. Apparemment, lorsqu'une cellule d'amibe se divise, sa membrane subit une tension, ce qui provoque la libération d'un signal chimique dans environnement externe. Ensuite, l'amibe en division est aidée par une autre, qui répond à un signal chimique spécial. Il s'insère entre les cellules en division et exerce une pression sur le ligament jusqu'à sa rupture.

Fossiles vivants
Les plus anciens d'entre eux sont les radiolaires, des organismes unicellulaires recouverts d'une coquille mélangée à de la silice, dont les restes ont été découverts dans des gisements précambriens, dont l'âge varie de un à deux milliards d'années.

Le plus endurant
Le tardigrade, un animal mesurant moins d’un demi-millimètre de long, est considéré comme la forme de vie la plus résistante sur Terre. Cet animal peut résister à des températures allant de 270 degrés Celsius à 151 degrés Celsius, à une exposition aux rayons X, à des conditions de vide et à une pression six fois supérieure à celle des fonds marins les plus profonds. Les tardigrades peuvent vivre dans les gouttières et les fissures de la maçonnerie. Certaines de ces petites créatures ont pris vie après cent ans d'hibernation dans la mousse sèche des collections de musées.

Les Acantharia, les organismes les plus simples appartenant aux radiolaires, atteignent une longueur de 0,3 mm. Leur squelette est constitué de sulfate de strontium.

La masse totale du phytoplancton n'est que de 1,5 milliard de tonnes, tandis que celle du zoopalcton est de 20 milliards de tonnes.

La vitesse de déplacement du pantoufle cilié (Paramecium caudatum) est de 2 mm par seconde. Cela signifie que la chaussure nage en une seconde sur une distance 10 à 15 fois supérieure à la longueur de son corps. Il y a 12 000 cils à la surface de la pantoufle ciliée.

L'Euglena verte (Euglena viridis) peut servir de bon indicateur du degré de traitement biologique de l'eau. Avec une diminution de la contamination bactérienne, son nombre augmente fortement.

Quelles ont été les premières formes de vie sur Terre ?
Les créatures qui ne sont ni des plantes ni des animaux sont appelées rangeomorphes. Ils se sont installés pour la première fois au fond de l'océan il y a environ 575 millions d'années, après la dernière glaciation mondiale (cette période est appelée la période Édiacarienne), et ont été parmi les premières créatures à corps mou. Ce groupe existait jusqu'il y a 542 millions d'années, lorsque les animaux modernes à prolifération rapide ont remplacé la plupart de ces espèces.

Organismes assemblés en modèles fractals de parties ramifiées. Ils étaient incapables de bouger et n'avaient pas d'organes reproducteurs, mais se multipliaient, créant apparemment de nouvelles branches. Chaque élément de ramification était constitué de nombreux tubes maintenus ensemble par un squelette organique semi-rigide. Les scientifiques ont découvert des rangeomorphes collectés dans plusieurs différentes formes, qui, selon lui, collectait de la nourriture dans différentes couches de la colonne d'eau. Le modèle fractal semble assez complexe, mais, selon le chercheur, la similitude des organismes entre eux rendait un génome simple suffisant pour créer de nouvelles branches flottantes et relier les branches en structures plus complexes.

L'organisme fractal, trouvé à Terre-Neuve, mesurait 1,5 cm de large et 2,5 cm de long.
Ces organismes représentaient jusqu'à 80 % de tous les habitants de l'Ediacara lorsqu'il n'y avait pas d'animaux mobiles. Cependant, avec l’avènement d’organismes plus mobiles, leur déclin a commencé et, par conséquent, ils ont été complètement remplacés.

La vie immortelle existe au plus profond des fonds marins
Sous la surface des mers et des océans se trouve toute une biosphère. Il s'avère qu'à des profondeurs de 400 à 800 mètres sous le fond, dans l'épaisseur d'anciens sédiments et roches, vivent des myriades de bactéries. Certains spécimens spécifiques sont estimés avoir 16 millions d’années. Ils sont pratiquement immortels, affirment les scientifiques.

Les chercheurs pensent que c'est dans de telles conditions, dans les profondeurs des roches profondes, que la vie est apparue il y a plus de 3,8 milliards d'années et que ce n'est que plus tard, lorsque l'environnement en surface est devenu propice à l'habitation, qu'elle a maîtrisé l'océan et la terre. Les scientifiques ont depuis longtemps trouvé des traces de vie (fossiles) dans les roches du fond prélevées à de très grandes profondeurs sous la surface du fond. Ils ont collecté de nombreux échantillons dans lesquels ils ont trouvé des micro-organismes vivants. Y compris dans les roches soulevées à des profondeurs de plus de 800 mètres sous le fond de l'océan. Certains échantillons de sédiments étaient vieux de plusieurs millions d’années, ce qui signifiait par exemple qu’une bactérie piégée dans un tel échantillon avait le même âge. Environ un tiers des bactéries découvertes par les scientifiques dans les roches profondes sont vivantes. En l'absence lumière du soleil La source d'énergie de ces créatures provient de divers processus géochimiques.

La biosphère bactérienne située sous les fonds marins est très vaste et dépasse en nombre toutes les bactéries vivant sur terre. Par conséquent, il a un effet notable sur les processus géologiques, l’équilibre du dioxyde de carbone, etc. Peut-être, suggèrent les chercheurs, sans ces bactéries souterraines, nous n’aurions pas de pétrole et de gaz.