Organismen, die in Umgebungen leben, die die meisten Dinge schädigen oder töten würden, werden als Extremophile bezeichnet. Wenn diese extreme Umgebung einen sehr niedrigen pH-Wert hat, im Allgemeinen unter drei, werden sie als Acidophile bezeichnet. Acidophile Bakterien leben an einer Vielzahl von Orten, von Schloten am Meeresgrund bis hin zu thermischen Merkmalen in Yellowstone für den menschlichen Magen, und alle haben Anpassungen, die ihnen helfen, unter harten, sauren Bedingungen zu überleben.
Helicobacter pylori
Helicobacter pylori ist eine Bakterienart, die im menschlichen Magen vorkommt und für 80 bis 90 Prozent der Magengeschwüre verantwortlich ist (siehe Referenz 3). Es hat die Form einer Schraube mit mehreren Geißeln, die ihm helfen, sich zu bewegen. Der menschliche Magen kann einen pH-Wert von bis zu zwei haben, sauer genug, um Proteine zu denaturieren, Ihre Nahrung zu verdauen und die meisten Bakterien abzutöten. Helicobacter pylori ist azidophil, möchte aber keine Energie verbrauchen, um sich vor den schädlichen Auswirkungen von Säure zu schützen, daher verbringt es einen Großteil seiner Zeit tief im Magenschleim. Wenn es sich von Ort zu Ort bewegen muss, isoliert es sich selbst mit einer schützenden Pufferlösung, die die Säure neutralisiert.
Thiobacillus acidophilus
Thiobacillus acidophilus ist ein Beispiel für ein thermo-acidophiles Bakterium, das sowohl extrem heiße als auch extrem saure Umgebungen mag. Es wird in sauren Geysirbecken im Yellowstone-Nationalpark sowie an anderen Orten gefunden. Es ist auch interessant, weil es zur Photosynthese fähig ist oder seine Energie aus der Sonne bezieht. Wie die meisten acidophilen Bakterien überlebt es, indem es eine sehr effiziente Protonenpumpe verwendet, um zu verhindern, dass zu viele Wasserstoffatome ins Innere gelangen und seinen inneren pH-Wert ändern.
Acetobacter aceti
Die meisten acidophilen Bakterien verwenden Anpassungen, um ihren inneren pH-Wert neutral zu halten, damit die Säure nicht denaturiert ihre Proteine, aber Acetobacter aceti hat seine Proteine so modifiziert, dass sie durch Säure nicht geschädigt werden Umgebungen. Eine Studie in angewandter Umweltmikrobiologie fand mehr als 50 spezialisierte Proteine, die sich entwickelt hatten, um dem Bakterium zu helfen, mit sauren Bedingungen umzugehen. All diese Anpassung ist gut für den Menschen, da wir diese Spezies seit Tausenden von Jahren zur Herstellung von Essigsäure oder Essig verwenden.
Oligotropha corboxydovorans
In der Tiefsee, wo kein Licht eindringt, spucken Thermalquellen am Meeresboden Säure und andere giftige Stoffe aus. Diese Öffnungen bilden die Grundlage für ein unglaubliches Ökosystem. Eine Muschel, die zwischen den Thermalquellen lebt, hat eine symbiotische Beziehung mit Oligotropha corboxydovorans. Die Muschel bietet ein Zuhause und die Bakterien verbrauchen Wasserstoff, um Energie für beides zu gewinnen. Wasserstoffatome machen Systeme sauer, und diese Bakterien haben einen Weg gefunden, den Wasserstoff zu nutzen und sich in Miniatur-Brennstoffzellen zu verwandeln.
