Τι είναι ένα αναερόβιο περιβάλλον;

Θα ήταν ωραίο να φανταστεί κανείς ότι ένα αναερόβιο περιβάλλον είναι ένα μέρος όπου κανείς δεν ασκεί. Αλλά όχι, δεν είναι αυτό που είναι!

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Ένα αναερόβιο περιβάλλον στερείται οξυγόνου.

Η αναερόβια σημαίνει «χωρίς οξυγόνο» και είναι το αντίθετο της αερόβιας. Έτσι, ένα περιβάλλον με αναερόβιες συνθήκες είναι ακριβώς αυτό - ένα μέρος που στερείται οξυγόνου που πρέπει να επιβιώσουν οι άνθρωποι, οι καμηλοπάρδαλες, τα ψάρια και πολλές άλλες ζωές στη Γη.

Αυτοί οι οργανισμοί χρησιμοποιούν το οξυγόνο ως σημαντικό μόριο για την αποδοχή ηλεκτρονίων στην κυτταρική αναπνοή, τη σειρά χημικών αντιδράσεων με τις οποίες η τροφή μετατρέπεται σε ενέργεια. Ελλείψει οξυγόνου, η κυτταρική αναπνοή χρησιμοποιεί εναλλακτικά μόρια, όπως νιτρικά, θειικά, θείο και φουμαρικά. Ή ένας οργανισμός μπορεί να χρησιμοποιήσει μια εντελώς διαφορετική διαδικασία παραγωγής ενέργειας: ζύμωση. Η ζύμωση, ωστόσο, είναι πολύ λιγότερο αποτελεσματική από την κυτταρική αναπνοή.

Παραδείγματα αναερόβιων περιβαλλόντων περιλαμβάνουν χώμα και λάσπη, τα εσωτερικά έντερα ορισμένων ζώων και υδροθερμικούς αεραγωγούς βαθιά κάτω από τη θάλασσα. Αυτά τα μέρη, στην πραγματικότητα, δεν στερούνται ζωής. Αλλά η ζωή που υπάρχει συνήθως είναι μικρή, συχνά μονοκύτταρη και ανθεκτική.

Μερικοί βακτήρια είναι ευπροσάρμοστα. Μπορούν να χρησιμοποιήσουν οξυγόνο για να κάνουν ενέργεια όταν είναι διαθέσιμο, αλλά μπορούν να στραφούν σε άλλη μέθοδο κυτταρικής αναπνοής υπό αναερόβιες συνθήκες. Αυτά ονομάζονται προαιρετικός βακτήρια. Για ορισμένα από αυτά τα βακτήρια, η ανάπτυξη επιβραδύνεται σημαντικά όταν το περιβάλλον υπαγορεύει ότι πρέπει να στραφούν για να βασίζονται σε λιγότερο αποτελεσματική αναερόβια κυτταρική αναπνοή.

Σε αντίθεση, λοξά αναερόβια τα βακτήρια δεν μπορούν να επιβιώσουν εάν το οξυγόνο είναι σχεδόν καθόλου. Τα υποχρεωτικά αναερόβια βρίσκονται συνήθως στο ανθρώπινο σώμα, συμπεριλαμβανομένου του στόματος και του γαστρεντερικού σωλήνα, και μπορούν να προκαλέσουν ασθένεια ή μόλυνση. Για παράδειγμα, Πορφυρόμων μπορεί να οδηγήσει σε έναν τύπο πνευμονίας ή περιοδοντίτιδας (φλεγμονή των ούλων). Εν τω μεταξύ, το είδος Clostridium, υπό αυστηρά αναερόβιες συνθήκες, μπορεί να προκαλέσει γάγγραινα (λοίμωξη μυϊκών ιστών που σχετίζονται με ανοιχτές πληγές).

Άλλα αναερόβια βακτήρια κυμαίνονται κάπου στο μεταξύ - μπορούν να ανεχθούν λίγο οξυγόνο, αλλά μόνο σε ορισμένες συγκεντρώσεις. Μερικές φορές καλείται αεροδυναμικό βακτήρια, αυτά τα βακτήρια δεν πεθαίνουν αμέσως παρουσία οξυγόνου, αλλά ούτε μπορούν να το χρησιμοποιήσουν στην κυτταρική αναπνοή. Αντ 'αυτού χρησιμοποιούν τη ζύμωση για να παράγουν ενέργεια.

Δεν είναι όλη η ζωή σε αναερόβιες καταστάσεις βακτήριο. Το tardigrade, επίσης γνωστό ως αρκούδα νερού, είναι ένας οργανισμός μεγέθους ενός χιλιοστομέτρου που μπορεί να αντέξει όχι μόνο την έλλειψη οξυγόνου, αλλά και την έλλειψη νερό, ακραίες θερμοκρασίες (εκατοντάδες βαθμοί πάνω ή κάτω από το μηδέν), που βυθίζονται σε βραστό αλκοόλ, έκθεση σε ακτινοβολία και ακόμη και διακοπές σε χώρος. Μέρος του τρόπου με τον οποίο μπορεί να κάνει αυτά τα κατορθώματα είναι να κλείσει προσωρινά τις ζωτικές του λειτουργίες για να ξεκουραστεί σε κατάσταση αναστολής κινούμενης εικόνας, παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο άλλα ζώα μπορούν να αδρανοποιηθούν για το χειμώνα. Το tardigrade, ωστόσο, μπορεί να παραμείνει έτσι για δεκαετίες έως ότου οι συνθήκες γίνουν πιο ευνοϊκές.

Τα αναερόβια βακτήρια βρίσκονται συχνά στα εδάφη και μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για την αναερόβια λιπασματοποίηση - όπου απορρίμματα τροφίμων και άλλα οργανικά υλικά αφήνονται σε σφραγισμένο περιβάλλον για να διασπάται σε πλούσια σε θρεπτικά συστατικά λίπασμα. Κάποιος που θέλει να αποφύγει τις δυσάρεστες μυρωδιές του φρέσκου κομπόστ στην αυλή του μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτή τη μέθοδο για να αφήσει τα αναερόβια βακτήρια να διαλύσουν τα απόβλητά τους. Η αναερόβια λιπασματοποίηση δημιουργεί ένα πολύ όξινο περιβάλλον σαν ένα ανθρώπινο στομάχι μέσα σε οποιονδήποτε κάδο ή τσάντα κρατάει το κομπόστ.

Μια άλλη σημαντική δουλειά που πραγματοποιείται από εξειδικευμένα βακτήρια σε αναερόβια περιβάλλοντα είναι η νιτροποίηση. Αυτή είναι η διαδικασία με την οποία το αέριο άζωτο ενσωματώνεται σε στερεά ύλη. Επειδή τα φυτά πρέπει να έχουν πρόσβαση στο άζωτο από τις ρίζες τους για να αναπτυχθούν, τα αναερόβια βακτήρια στο έδαφος αποδίδουν σημαντικό ρόλο στην παραγωγή αποτελεσματικών λιπασμάτων και στην παροχή αζώτου στην κυκλοφορία σε όλη περιβάλλον.