Top 10 Extremofielen: organisme die leven in de meeste barre omstandigheden

Extreme hitte, barre koude, hoge vochtigheid, enorme droogte: we houden er absoluut niet van. Radioactieve straling doodt ons en we zijn niet bestand tegen enorme drukken of tegen milieus die te zuur, te zout of te alkalisch zijn. De mens en de meeste dieren voelen zich het best in ‘gematigde’ omstandigheden. Er bestaan echter organismen die juist grote warmte of bittere koude nodig hebben. Sommige levensvormen voelen zich kiplekker in een zuur milieu of in een omgeving waarin veel zout voorkomt. Bepaalde soorten weerstaan aan enorme drukken, terwijl andere zware metalen nodig hebben om te overleven. En ja hoor, er zijn zelfs eencellige diertjes die bestand zijn tegen ioniserende straling. Er bestaat een benaming voor al deze organismen: men noemt ze ‘extremofielen’. Hieronder een lijstje van 10 levensvormen die geen enkele moeite hebben met extreme leefomstandigheden.


Thermofielen

Thermofielen

Zoals de benaming al aangeeft, zijn thermofielen levensvormen die goed gedijen in een warme omgeving. Met ‘warm’ bedoelen we temperaturen boven 60 graden Celsius. Sommige eencellige diertjes voelen zich kiplekker in warmwaterbronnen en geisers, waar de temperatuur al snel oploopt tot boven 100 graden. De bacterie Methanopyrus kandleri spant de kroon: deze soort leeft en reproduceert zich zelfs bij een temperatuur van 122 graden. Dat werd vastgesteld in een warmwaterbron in de Golf van Californië. De thermofielen zorgen ook voor de prachtige oranje kleuren aan de rand van de Grand Prismatic Spring, een beroemde bron in Yellowstone park.
Thermofielen oranje kleur bron

Psychrofielen

Psychrophiles
Jason Hollinger/mushroomobserver.org

Psychrofielen zijn organismen die weerstaan aan barre koude. Dit soort extremofielen overleeft zelfs bij een temperatuur van -20 graden. Hoewel de meeste levensvormen zich niet vermenigvuldigen bij temperaturen onder nul, is dit geen enkel probleem voor Psychrobacter arcticus, een bacterie die onder meer voorkomt op gletsjers in Antarctica. Een bepaalde soort werd aangetroffen in Siberische permafrost van 20.000 jaar oud. Deze soort was ondanks de kou niet in winterslaap gegaan, maar bleek zich nog steeds heel traag te vermenigvuldigen.


Halofielen

Halofielen

Sommige mensen kunnen niet zonder een extra portie zout op hun eten, maar de algensoort Dunaliella salina breekt op dit vlak alle records. Dunaliella salina lééft als het ware in het zout. Deze algensoort heeft er geen moeite moe om te gedijen in zoutmeren of in zeeën waarin het zoutgehalte 10 keer zo hoog ligt als in normaal zeewater. De soort werd genoemd naar Michel Felix Dunal. In 1838 ontdekte hij dit vreemde organisme in zoutpannen in Montpellier, Frankrijk. Deze algensoort zorgt voor prachtige rode of oranje kleuren in het water.

Halofielen2
Doc Searls/flickr

Alkalifielen

Alkalifielen
Bob Blaylock/wikipedia

Het is bekend dat vloeistoffen een bepaalde zuurtegraad bezitten. Een vloeistof kan sterk zuur zijn of omgekeerd, sterk ‘basisch’ of ‘alkalisch’. De zuurtegraad wordt weergegeven door de zogenaamde pH-waarde. Een zure vloeistof bezit een pH die kleiner is dan 7. Bij een alkalische of basische vloeistof is de pH groter dan 7. De meeste levende organismen zijn niet bestand tegen een te zure of een te basische omgeving. Beeld je maar eens in wat er gebeurt als je drinkt van een sterk zuur, bijvoorbeeld zwavelzuur (pH = 1)! Sommige bacteriën voelen zich echter als een vis in het water in een sterk alkalisch milieu. De zogeheten alkalifielen vermenigvuldigen zich volop in een alkalische omgeving met een pH-waarde van 10. Dit is onder meer het geval bij de soort Natronobacterium, die voorkomt in het meer van Magadi in Kenia. Dit meer staat bekend als een ‘sodameer’, met water dat erg veel natriumcarbonaat bevat. Natriumcarbonaat of soda maakt het water sterk basisch, maar de soort Natronobacterium draait daar zijn hand niet voor om.


Acidofielen

acidofielen
NEON/wikicommonsmedia

Zoals je kon verwachten, bestaan er ook organismen die net een sterk zuur milieu nodig hebben om zich happy te voelen. Een omgeving met een pH van 2 is een waar paradijs voor bijvoorbeeld de algensoort Cyanidium caldarium. Het water van natuurlijke geisers bezit in veel gevallen een hoge zuurtegraad. In een dergelijke extreme omgeving overleven acidofielen als Cyanidium caldarium zonder enige moeite. Deze algensoort werd onder meer aangetroffen in de buurt van geisers in het beroemde Yellowstone National Park (Verenigde Staten).

Metallofielen

Een omgeving met een grote concentratie aan zware metalen als lood, cadmium, zink en dergelijke, staat niet direct bekend als een ‘gezonde’ omgeving. Denk maar aan loodvergiftiging door verf waarin lood voorkomt of door oude loden waterleidingbuizen. Zware metalen vormen een regelrecht gevaar voor de gezondheid van mensen en van vrijwel alle dieren, met uitzondering van metallofiele bacteriën. In water afkomstig van de ijzermijn Iron Mountain in Californië treft met de bacterie Ferroplasma acidarmanus aan. Dit water bevat een hoge concentratie aan ijzer, waarin de Ferroplasma acidarmanus zich volkomen gelukkig voelt. Bovendien zet het metabolisme van deze soort de aanwezige sulfiden in het water om in zwavelzuur, wat een sterk zuur milieu tot gevolg heeft. De bacterie heeft noch met de hoge ijzerconcentratie, noch met het zure milieu enig probleem.


Piezophile

beerdiertjes

Dieper duiken dan 100 meter is voor een mens een hachelijke onderneming, wegens de enorme druk van het water op het menselijk lichaam. Omgekeerd, in een omgeving waar de druk bijna het vacuüm bereikt, zou ons lichaam simpelweg ‘ontploffen’. Er bestaan extremofielen die aan ongelooflijk hoge of lage drukken kunnen weerstaan. Beerdiertjes, heel kleine meercellige beestjes, hebben geen moeite met het vacuüm van de ruimte. Dat is bewezen toen een Zweeds onderzoeksteam beerdiertjes met een satelliet de ruimte instuurde, blootgesteld aan het vacuüm. Na 10 dagen keerde de satelliet terug naar de aarde: de meeste beerdiertjes hadden deze ‘helse’ trip overleefd. Er zouden ook piezophile leven op de bodem van de diepste zee op aarde, de Marianentrog, op een diepte van maar liefst 11 kilometer.

Resistent tegen radioactieve straling

Thermococcus gammatolerans
Angels Tapias/wikipedia

Een te lange en te intense blootstelling aan radioactieve straling is dodelijk voor (bijna) alle levende organismen. Een dosis van 5 Gray (de Gray is een eenheid van radioactieve dosis) is zonder meer dodelijk voor de mens. Toch bestaan er op deze regel ook uitzonderingen. De bacteriesoort Thermococcus gammatolerans is het meest resistente organisme tegen ioniserende straling dat op aarde leeft. Laboratoriumproeven toonden aan dat exemplaren van Thermococcus gammatolerans een stralingsdosis van maar liefst 30.000 Gray overleefden. De bacteriesoort werd in 2003 ontdekt bij een warmwaterbron in de zeebodem nabij de Californische kust.

Xerofielen

Thermofielen

Een xerofiel is een organisme dat bijzonder goed bestand is tegen een schrijnend gebrek aan water. Xerofielen overleven in bijzonder droge omgevingen. Tot de groep van xerofielen behoren onder meer planten zoals cactussen, schimmels als Trichosporonoides nigrescens en kleine meercellige diertjes zoals weer die bijzondere beerdiertjes (Tardigrades). Dergelijke soorten kunnen zelfs meer dan 10 jaar zonder water. Cactussen zijn speciaal aangepast aan een droge omgeving. Ze hebben geen bladeren, waardoor er veel minder waterverlies is door verdamping. De functie van de bladeren werd overgenomen door stekels. Ook bezitten xerofiele planten vaak verdikte wortels waarin een flinke waterhoeveelheid kan worden opgeslagen.

Anaerobe extremofielen

Bifidobacterium
Y tambe/wikipedia

Zuurstof is een onmisbaar gas voor de meeste levende wezens, behalve voor sommige extremofielen. Anaerobe bacteriën hebben geen zuurstof nodig om in leven te blijven. De ‘obligate anaerobe’ bacteriën zijn zelfs helemaal niet bestand tegen zuurstof. Een voorbeeld hiervan is de soort Bifidobacterium: dit zijn ‘onschuldige’ bacteriën die van nature voorkomen in het darmstelsel van mensen en dieren. Ze hebben een positief effect hebben op de spijsvertering. Zuurstof hebben deze beestjes helemaal niet nodig. Meer nog: een geringe blootstelling aan zuurstof in de lucht wordt hen snel fataal…

Couponactie INT boeken - aug