1. Ekstremofili u odnosu na druge organizme

Pronađeni su na dnu Pacifičkog okeana, tik uz izvore ključale vode bogate otrovnim vodonik-sulfidom. Dokazano je da ih ima u Zemljinoj kori na  dubinama i do 4 kilometara, u ledu Antarktika, u pesku čileanskih visoravni sprženih sunčevim ultraljubičastim zracima, kao i u koritima slanih jezera istočne Afrike. Naučnici i dalje tragaju za njima – i nalaze ih svuda – od vulkanskih termalnih izvora u Rusiji do alkalnih voda centralne Mongolije.

Šta su ekstremofili i zbog čega su toliko interesantni naučnicima?

Sem činjenice da su uglavnom mikrobi i da žive u uslovima u kojima bi velika većina drugih organizama smesta uginula, ne postoji neka druga osobina koja bi preciznije definisala ekstremofile. Od mnogo poznatijih mezofila [1] na prvi se pogled puno ne razlikuju, i upravo su te male razlike ono što najviše fascinira naučnike.

Ekstremofil je organizam koji uspeva u, ili zahteva za rast i razvoj «ekstremne» životne uslove. Definicija «ekstremnog» je tu antropocentrična: za sam organizam njegova sredina je potpuno normalna. Zbog toga bi naziv ekstremofilni trebalo koristiti da bi se opisala sredina u kojoj neki organizam živi, u odnosu na to koliko se takvo okruženje čini «normalno» ili «ekstremno» ljudskim bićima. Shodno tome, ljudi su klasifikovani kao Aerobni mezofili.

Zvuči izuzetno opuštajuće kada zamislimo da lagano plivamo po velikom bazenu. Ako umesto toga zamislimo da voda u tom bazenu ključa ili da joj je temperatura bliska temperaturi smrzavanja, to više ne zvuči tako privlačno. Da li bi iko od nas uživao da skoči u bazen pun sirćeta, amonijaka ili koncentrovanog rasola?

Pa ipak, mnogi mikroorganizmi stvaraju sebi domove u ovakvim neprivlačnim sredinama. Ovakvi mikrobi nazivaju se ekstremofilima zbog toga što uspevaju pod uslovima koji su sa ljudskog stanovišta ekstremni. Najiznenađujuća stvar je to da ovi organizmi ne tolerišu nešto što im smeta, već uživaju i najbolje rastu u svojim teškim habitatima. U velikom broju slučajeva, ekstremofili čak zahtevaju i po nekoliko ekstremnih uslova da bi se uopšte mogli razmnožavati.

Za neke se ekstremofile zna preko 40 godina. Potraga za njima nedavno se intenzivirala, pošto su naučnici otkrili da su neka mesta koja su se smatrala sterilnim ispunjena mikrobskim organizmima. Takođe se postepeno shvata da bi ekstremofili u mnogim područjima mogli biti čovečanstvu od velike koristi.

Sve do 1970 godine, biolozi su svrstavali živa bića u dve osnovne kategorije, u zavisnosti od strkture njihovih ćelija. To su bile eukariote – uglavnom biljke i životinje, čije ćelije imaju jedro – i prokariote, kao što su bakterije, čije ćelije nemaju jedro. 1977, mikrobiolog sa Univerziteta Ilinois, Karl Veze, predložio je da ustvari postoje tri oblika života, a ne samo dva.

Treća vrsta, danas poznata kao arhee, sačinjena je od jednoćelijskih organizama kojima nedostaje jedro. Veze je zaključio da uprkos znatnoj sličnosti sa bakterijama, arhee imaju specifično i osobeno evolutivno nasleđe, i da zbog toga spadaju u posebno kategoriju. Još jedna interesantna činjenica je da većina ekstremofila spada baš u porodicu arhea.

Jedan od prvih pomno proučavanih ekstremofilnih organizama je jednoćelijski mikrob Methanococcus jannaschii, koji živi blizu hidrotermalnih otvora na 2600 m ispod nivoa mora, gde temperature dostižu tačke ključanja a pritisci su dovoljno veliki da zdrobe prosečnu podmornicu.

Slika 1. Prikaz hijerarhijskog stabla živih organizama na Zemlji

Do današnjeg dana naučnicima sveta poznato je preko 1,3 miliona životinjskih i oko 260000 biljnih vrsta koje trenutno naseljavaju našu planetu. Kada ove zadivljujuće podatke osmotrimo sa stanovišta ekstremofila, vidimo da je na izgled jedini uslov za život koji je zajednički svim živim organizmima tekuća voda. Sva ova živa bića bar u jednom segmentu svoga života koriste vodu za neke organske procese, što opet ne znači da bi ona bila od velikog značaja za organizme na nekim drugim planetama.

Upravo su ekstremofili ono što nas ohrabruje u pretpostavkama da je život moguć i pri drugačijim uslovima od onih na koje smo mi ljudi navikli.

[1] Mezofili – organizmi koji žive u “normalnim” životnim sredinama.

U nastavku: 2. Faktori podele ekstremnih okruženja