Extremófilo

Definição extremofilo

Os extremófilos são organismos que evoluíram para sobreviver em ambientes que antes eram considerados totalmente inabitáveis. Esses ambientes são inóspitos, atingindo condições extremas de calor, acidez, pressão e frio que seriam fatais para a maioria das outras formas de vida. Como os extremófilos vivem em extremos do espectro, eles podem indicar a gama de condições sob as quais a vida é possível.

Uma coisa importante a ser observada, no entanto, é que os extremófilos são “extremos” apenas de uma perspectiva antropocêntrica. Por exemplo, embora o oxigênio seja indispensável para nós mesmos e grande parte da vida na Terra, muitos organismos florescem em ambientes sem oxigênio.

Os extremófilos podem ser divididos em duas categorias amplas: organismos extremofílicos e organismos extremotolerantes. Como o sufixo “Philic”, traduzido para “amoroso”, sugere, os organismos extremofílicos exigem uma ou mais condições extremas para prosperar, enquanto os organismos extremoterantes crescem de maneira ideal em condições mais “normais”, mas ainda são capazes de sobreviver a um ou mais fisioquímicos extremos valores.

A maioria dos extremófilos são organismos microscópicos pertencentes a um domínio de vida conhecido como Archaea. No entanto, dizer que os extremófilos estão restritos a esse domínio estariam incorretos. Alguns extremófilos pertencem ao domínio das bactérias, e outros são eucariotos multicelulares!

Importância na pesquisa

As enzimas secretadas por extremófilos, denominados “extremozimas”, que lhes permitem funcionar nesses ambientes de proibição são de grande interesse para os pesquisadores médicos e biotecnianos. Talvez eles sejam a chave para criar medicamentos baseados geneticamente ou criar tecnologias que possam funcionar em condições extremas.

Os astrobiologistas também se interessaram por extremófilos por sua notável resiliência em ambientes de congelamento. Extremófilos, ou “psicrófilos”, que são ativos em tais ambientes, aumentam a possibilidade de vida em outros planetas, pois a maioria dos corpos no sistema solar é congelada. Além disso, as propriedades bioquímicas de tais psicrófilos, como a capacidade de usar arsênico e não fósforo para criar energia, promove a possibilidade de vida extraterrestre. E, como os extremófilos podem indicar a gama de condições sob as quais a vida é possível, eles também podem fornecer pistas sobre como e onde procurar a vida em outros corpos solares.

Tipos de extremófilos

Obviamente, diferentes condições ambientais requerem diferentes adaptações pelos organismos que vivem essas condições. Os extremófilos são classificados de acordo com as condições sob as quais crescem. Geralmente, no entanto, os ambientes são uma mistura de diferentes condições fisioquímicas, exigindo que os extremófilos se adaptem a vários parâmetros fisioquímicos. Os extremófilos encontrados nessas condições são denominados “poliExtremófilos”.

Acidófilo

Os acidófilos são adaptados às condições com valores de pH ácido que variam de 1 a 5. Este grupo inclui alguns eucariotos, bactérias e archaea encontrados em lugares como piscinas sulfúricas, áreas poluídas pela drenagem ácida de minas e até mesmo em nossos próprios estômagos!

Os acidófilos regulam seus níveis de pH através de uma variedade de mecanismos especializados – alguns dos quais são passivos (não exercendo energia) e alguns dos quais são ativos (exercendo energia). Os mecanismos passivos geralmente envolvem reforçar a membrana celular contra o ambiente externo e podem envolver secretar um biofilme para impedir a difusão de moléculas na célula ou alterar inteiramente sua membrana celular para incorporar substâncias protetoras e ácidos graxos. Alguns acidófilos podem secretar moléculas de tampão para ajudar a aumentar seus níveis internos de pH. Os mecanismos ativos de regulação do pH envolvem uma bomba de íons de hidrogênio que expulsa os íons hidrogênio da célula a uma taxa constantemente alta.

Talcifels

Os alcalifiles são adaptados às condições com valores básicos de pH de 9 ou superior. Eles mantêm a homeostase por mecanismos passivos e ativos. Os mecanismos passivos incluem agrupamento de poliaminas citoplasmáticas dentro da célula. As poliaminas são ricas em grupos amino carregados positivamente que amortecem o citoplasma em ambientes alcalinos. Outro mecanismo passivo é ter uma baixa permeabilidade à membrana, o que dificulta o movimento de prótons dentro e fora da célula. O método ativo de regulação envolve um canal de íons de sódio que transporta prótons na célula.

Termopilos

Os termofilos prosperam em temperaturas extremamente altas entre 113 e 251 graus Fahrenheit. Eles podem ser encontrados em lugares como aberturas hidrotérmicas, sedimentos vulcânicos e fontes termais. Sua sobrevivência nesses lugares pode ser credenciada às suas extremozimas. Os aminoácidos desses tipos de enzimas não perdem sua forma e dobram em calor extremo, permitindo a função correta contínua.

Psicrofilo

Os psicrófilos (também conhecidos como criófilos) prosperam em temperaturas extremamente baixas de 5 graus Fahrenheit ou mais baixas. Esse grupo pertence a todos os três domínios da vida (bactérias, archaea e eukarya), e eles podem ser encontrados em lugares como solos frios, permafrost, gelo polar, água fria do oceano e pacotes de neve alpina.

Uma maneira de sobreviver em resfriado extremo pode ser atribuído às suas extremozimas, que continuam a funcionar a baixas temperaturas e um pouco mais lentamente a temperaturas ainda mais baixas. Os psicrófilos também são capazes de produzir proteínas funcionais em temperaturas frias e contêm grandes quantidades de ácidos graxos insaturados em suas membranas plasmáticas que ajudam a amortecer as células do frio. Mais notavelmente, no entanto, alguns psicrófilos são capazes de substituir a água em seus corpos pela trehalose de açúcar, impedindo a formação de cristais nocivos.

Xerófilo

Os xerófilos crescem em condições extremamente secas que podem ser muito quentes ou muito frias. Eles foram encontrados em lugares como o deserto de Atacama, a Grande Bacia e a Antártica. Como seus amigos psicrofílicos, alguns xerófilos têm a capacidade de substituir a água por trehalose, que também pode proteger as membranas e outras estruturas de períodos com baixa disponibilidade de água.

Barophil (piezófilo)

Barophiles são organismos que crescem melhor sob altas pressões de 400 atm ou mais. Eles podem sobreviver, regulando a fluidez dos fosfolipídios na membrana. Essa fluidez compensa o gradiente de pressão entre o interior e o exterior da célula e o ambiente externo. Os barófilos extremos crescem de maneira ideal a 700 atm ou mais e não crescem a pressões mais baixas.

Halófilo

Os halófilos são organismos que requerem altas concentrações de sal para o crescimento. Em salinidades superiores a 1,5 m, as bactérias procarióticas são predominantes. Ainda assim, esse grupo pertence a todos os três domínios da vida, mas em números menores.

A superação dos desafios dos ambientes hipersalinos começa com a minimização da perda de água celular. Os halófilos fazem isso acumulando solutos no citoplasma por meio de mecanismos variados. Archaea halofílico usa uma bomba de íons de sódio-potássio para expulsar o sódio e o potássio de ingestão. As bactérias halotolerantes equilibram a pressão osmótica usando glicerol como solutos compatíveis.

Exemplos de extremófilos

Snotita

Também conhecida como “snotículo”, os snottites são compostos de colônias de bactérias de células únicas que habitam as cavernas, extremidade e de células. Essas colônias são semelhantes às estalactites, mas têm a consistência de, bem, ranho. Essas colônias de bactérias sobrevivem à extrema toxicidade e acidez, entre outras condições fisioquímicas extremas. Eles sobrevivem usando quimiossíntese para transformar compostos vulcânicos de enxofre em desperdício de energia e ácido sulfúrico.

Vermes de tubo gigante

O verme do tubo gigante é um extremófilo profundo encontrado perto de aberturas hidrotérmicas que vivem em condições de alta pressão, alto calor e sem luz solar. As águas próximas a aberturas hidrotérmicas podem atingir temperaturas de 600 graus Fahrenheit, e a pressão pode atingir até quase 9.000 psi! Sem o próprio trato digestivo, eles sobrevivem em tais condições com a ajuda de seus parceiros simbióticos: bactérias extremofílicas que vivem no intestino médio do verme do tubo gigante. As bactérias, que podem ser responsáveis por até metade do peso do verme, usam quimiossíntese para transformar oxigênio, sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono em moléculas orgânicas que o worm pode usar como alimento.

Tarde

Tecnicamente mais extremotolerantes do que extremofílicos, essas criaturas microscópicas de oito patas são um dos organismos mais resilientes conhecidos pelo homem. Eles têm duas estratégias de sobrevivência: uma em caso de inundações e outra em caso de congelamento ou seca. Na ocorrência de uma inundação, os Tardigrades se inflam como balões, permitindo que flutuem até a superfície onde têm acesso ao oxigênio. No caso de condições de seca ou congelamento, os Tardigrades têm a notável capacidade de substituir mais de 97% da água em seus corpos por um tipo de açúcar chamado trehalose. Isso reduz a necessidade de água e impede a formação de cristais de gelo que se formariam com água e prejudicariam esses organismos. Usando essas técnicas de sobrevivência, essas criaturas sobreviveram a temperaturas de -458 graus Fahrenheit a 300 graus Fahrenheit, pressões seis vezes maiores do que as encontradas nas partes mais profundas do oceano, doses letais de radiação e até o vácuo do espaço! Ainda assim, os tardigrados mais longos permanecerem em condições não ideais, menor a sobrevivência de suas chances.

Loricifera

Esses organismos microscópicos foram coletados pela primeira vez nas profundezas de uma bacia do mar Mediterrânea, onde a salmoura saturada de sal que eles habitam não se misturam ou são diluídos pelas águas acima dela. Eles habitaram o sedimento marinho, prosperando nesse ambiente salgado, sulfídico, congelante e pressurizado, sem oxigênio ou luz. Isso é possível porque, ao contrário de nós, o loricifera possui hidrogenossomos que não requerem oxigênio, em vez de mitocôndrias, para produzir energia!

Gryllloblattidae

Grylloblattidae é uma família de insetos psicrofílicos que são encontrados em ambientes frios como tops de montanhas, geleiras e camadas de gelo. Eles preferem temperaturas entre 33,8 e 39,2 graus Fahrenheit – apenas acima do congelamento. Quando as temperaturas caem abaixo do congelamento, esses insetos se espalham pela neve e ficam perto do solo-além de arriscar a morte por cristais de gelo que se formam em seus corpos.

Questionário

1. Um psicrofilo _________. A. prospera em calor extremo. B. cresce em alta salinidade. C. é amante do frio. D. xxxx

Resposta à pergunta nº 1

C está correto. “Psychro” se traduz em “frio” e “phile” se traduz em “amante de”. Portanto, um psicrófilo é um amante do frio. Um termofilo prospera em calor extremo. Os halófilos crescem em alta salinidade.

2. Um órgansim extremotolerante é ______________. A. Um organismo não encontrado na Terra. B. adaptado a condições extremas. C. adaptado a condições moderadas e pode viver em condições extremas. D. Adaptado apenas a condições moderadas.

Resposta à pergunta nº 2

C está correto. Alguns organismos extremotolerantes podem sobreviver no espaço, mas são encontrados na Terra. Enquanto estão adaptados a condições mais moderadas ou normais, são capazes de sobreviver em condições extremas.

3. O micróbio picrophilus torridus vive a níveis de pH de 0 (muito ácido). Que tipo de extremófilo é esse? A. Um xerófilo. B. um barophil. C. Um alcalifile. D. um acidófilo.

Resposta à pergunta nº 3

D está correto. Um xerófilo vive em condições secas. Um barophil vive sob alta pressão. Um alcalifile prospera em soluções alcalinas (básicas). Um acidófilo prospera em soluções ácidas.

Referências

Recursos educacionais. (2017, 10 de abril). Recuperado em 18 de maio de 2017, em http://serc.carleton.edu/microbelife/index.html
Extremófilo. (2017, 15 de maio). Recuperado em 18 de maio de 2017, em https://en.wikipedia.org/wiki/extremophile
Verme do tubo gigante. (2017, 05 de maio). Recuperado em 18 de maio de 2017, em https://en.wikipedia.org/wiki/Giant_Tube_Worm
Gryllloblattidae. (2017, 10 de maio). Recuperado em 18 de maio de 2017, em https://en.wikipedia.org/wiki/Grylllblattidae
Loricifera. (2017, 14 de maio). Recuperado em 18 de maio de 2017, de https://en.wikipedia.org/wiki/loricifera
Niederberger, T. (n.d.). Extremófilo. Recuperado em 18 de maio de 2017, em https://www.britannica.com/science/extremophile
Snotita. (2017, 14 de abril). Recuperado em 18 de maio de 2017, de https://en.wikipedia.org/wiki/snottite
Tardigrado. (2017, 15 de maio). Recuperado em 18 de maio de 2017, de https://en.wikipedia.org/wiki/tardigrade

Última atualização em 19 de agosto de 2022