خصائص الأنواع اللاهوائية

"اللاهوائية" تعني "بدون استقلاب الأكسجين". تحتوي معظم الكائنات متعددة الخلايا على بعض الخلايا ، مثل خلايا العضلات ، القادرة على التمثيل الغذائي اللاهوائي المؤقت. يمكن للكائنات الأخرى ، اللاهوائية الاختيارية ، البقاء على قيد الحياة مؤقتًا في بيئة لاهوائية في ظل ظروف خاصة. يجب أن تظل الأنواع اللاهوائية الصحيحة أو الملزمة في بيئة خالية من الأكسجين من أجل البقاء على قيد الحياة.

يتم تعريف اللاهوائية الملزمة بخاصيتين رئيسيتين: يتم التمثيل الغذائي بدون أكسجين والأكسجين سام لهم. استقلاب الأكسجين عملية معقدة متعددة الأطوار تولد سلسلة من المنتجات الثانوية السامة ، بما في ذلك بيروكسيد الهيدروجين. طورت الخلايا الهوائية العديد من التكيفات الوقائية لتحطيم هذه السموم إلى منتجات نهائية غير ضارة. الأنواع اللاهوائية لم تفعل ذلك. في وجود الأكسجين ، سرعان ما تسممهم هذه السموم داخل الخلايا.

تعتمد الأنواع اللاهوائية على استقلاب التخمير. في الخلايا الهوائية ، يتم تحويل الجلوكوز إلى الوقود الخلوي الأساسي ، أدينوسين ثلاثي الفوسفات أو ATP ، بمساعدة جزيئات الأكسجين. ليس كذلك في الأنواع اللاهوائية. في الخلايا اللاهوائية ، يتوقف استقلاب الجلوكوز عند تكوين المركبات الثانوية ، أو منتجات التخمير - منتجات النفايات ، عادة الكحول ، التي يجب أن تفرزها الخلايا. بالمقارنة مع التمثيل الغذائي الهوائي ، فإن التخمر ليس فعالًا للغاية - الخلايا اللاهوائية تنتج فقط جزيئين من وقود ATP لكل جزيء واحد من الجلوكوز المبتل ، بينما تنتج الخلايا الهوائية 38.

على الرغم من عدم كفاءتها الظاهرة ، إلا أن استقلاب التخمير يسمح للأنواع اللاهوائية بالعيش في بعض أكثر البيئات قسوة على الأرض. عادةً ما تحتل كل واحدة بيئة عالية التخصص وخالية من الأكسجين ، مثل مياه المحيطات العميقة أو التربة غير المكشوفة أو أمعاء الحيوانات. نظرًا لأن بقاؤهم ونموهم يعتمدان على عدم وجود الأكسجين ، فيمكنهم التكاثر بسرعة عند إدخالهم في بيئة مستقرة وخالية من الأكسجين. تصبح العديد من الأنواع اللاهوائية غير الضارة في بيئتها الطبيعية من مسببات الأمراض الخطيرة عند إدخالها إلى كائن غير طبيعي ، مثل الأنسجة البشرية.

تشمل الأنواع اللاهوائية العتائق المنتجة للميثان - وهي كائنات وحيدة الخلية بدون نوى تعود إلى أصول الحياة على الأرض. العديد من البكتيريا هي أيضًا لاهوائية ، بما في ذلك بكتريا عصوية المجموعة العصوية ، والبكتيريا المغزلية ، والمطثية ، والشعيات ، ومجموعة الكوتشي الحادة وبعض المكورات العقدية. في حين أن البعض عادة ما يتواجد بسلام في التربة أو أحشاء الحيوانات ، إلا أنهم يزدهرون في مناطق الدم المتضيق ونخر الأنسجة ، حيث يمكن أن ينتجوا التهابات قاتلة. تشمل الأوليات اللاهوائية العديد من الطفيليات المعدية المعوية والكائنات المعدية المعوية التكافلية ، بما في ذلك تلك التي تسمح للنمل الأبيض والماشية بهضم السليلوز. حتى أن هناك عددًا قليلاً من الحيوانات اللاهوائية متعددة الخلايا ، أعضاء في شعبة Loricifera. اكتشفت هذه الكائنات الدقيقة لأول مرة في خندق أعماق المحيطات ، حيث تعيش في رواسب المحيطات ، حيث تعيش حياتها بأكملها في غياب الأكسجين.