რა არის ანაერობული გარემო?

შეიძლება სასიამოვნო იყოს წარმოდგენა, რომ ანაერობული გარემო არის ადგილი, სადაც არავინ ვარჯიშობს. მაგრამ არა, ეს არ არის ის, რაც არის!

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ანაერობულ გარემოს ჟანგბადი აკლია.

ანაერობული ნიშნავს "ჟანგბადის გარეშე" და ეს აერობულის საწინააღმდეგოა. ანაერობული პირობების მქონე გარემო სწორედ ეს არის - ჟანგბადის ნაკლებობა, რომელსაც ადამიანებს, ჟირაფებს, თევზებსა და დედამიწაზე მრავალი სხვა სიცოცხლის არსებობა სჭირდებათ.

ეს ორგანიზმები იყენებენ ჟანგბადს, როგორც მნიშვნელოვან მოლეკულას, რომ მიიღონ ელექტრონები უჯრედულ სუნთქვაში, ქიმიური რეაქციების სერია, რომლითაც საკვები ენერგიად გარდაიქმნება. ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში, უჯრედული სუნთქვა იყენებს ალტერნატიულ მოლეკულებს, როგორიცაა ნიტრატი, სულფატი, გოგირდი და ფუმარატი. ანდა შეიძლება ორგანიზმმა ენერგიის გამომუშავების სულ სხვა პროცესი გამოიყენოს: დუღილი. დუღილი, ბევრად ნაკლებად ეფექტურია, ვიდრე უჯრედული სუნთქვა.

ანაერობული გარემოების მაგალითებია ნიადაგი და ტალახი, ცალკეული ცხოველების შიდა ნაწლავები და ჰიდროთერმული ხვრელები ღრმად ზღვის ქვეშ. ფაქტობრივად, ეს ადგილები არ არის მოკლებული ცხოვრებას. მაგრამ ცხოვრება, რომელიც, როგორც წესი, არსებობს, არის მცირე, ხშირად ერთუჯრედიანი და გამძლე.

Ზოგიერთი ბაქტერიები მრავალმხრივია; მათ შეუძლიათ ჟანგბადის გამოყენება ენერგიის დასამუშავებლად, როდესაც ის ხელმისაწვდომია, მაგრამ ანაერობულ პირობებში შეუძლიათ გადახვიდნენ უჯრედული სუნთქვის სხვა მეთოდით. ესენი ე.წ. ფაკულტატური ბაქტერიები. ამ ბაქტერიების ზოგიერთი ნაწილისთვის ზრდა მნიშვნელოვნად შენელდება, როდესაც გარემო გვკარნახობს, რომ ისინი უნდა გადახვიდეთ ნაკლებად ეფექტურ ანაერობულ უჯრედულ სუნთქვაზე.

Კონტრასტში, ირიბი ანაერობული ბაქტერიები ვერ გადარჩებიან, თუ ჟანგბადი საერთოდ არსებობს. ობლიგაციური ანაერობები ჩვეულებრივ გვხვდება ადამიანის სხეულში, მათ შორის პირში და სასქესო ტრაქტში და მათ შეიძლება გამოიწვიოს დაავადება ან ინფექცია. Მაგალითად, პორფირომონა შეიძლება გამოიწვიოს პნევმონიის ან პერიოდონტიტის ტიპი (ღრძილების ანთება). ამასობაში კლოსტრიდიუმის სახეობებმა, მკაცრად ანაერობულ პირობებში, შეიძლება გამოიწვიოს განგრენა (კუნთოვანი ქსოვილების ინფექცია, რომელიც ასოცირდება ღია ჭრილობებთან).

სხვა ანაერობული ბაქტერიები სადღაც შუალედშია - მათ შეუძლიათ იტანჯონ გარკვეული ჟანგბადი, მაგრამ მხოლოდ გარკვეულ კონცენტრაციებში. ზოგჯერ უწოდებენ აეროტოლერანტი ბაქტერიები, ეს ბაქტერიები ჟანგბადის თანდასწრებით არ იღუპებიან, მაგრამ არც უჯრედული სუნთქვის დროს შეუძლიათ გამოიყენონ იგი. ამის ნაცვლად ისინი დუღილს იყენებენ ენერგიის შესაქმნელად.

ანაერობულ პირობებში მთელი ცხოვრება არ არის ბაქტერია. Tardigrade, ასევე ცნობილი როგორც წყლის დათვი, არის ერთი მილიმეტრიანი ორგანიზმი, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს არა მხოლოდ ჟანგბადის უკმარისობას, არამედ წყალი, ექსტრემალური ტემპერატურა (ასობით გრადუსი ზემოთ ან ნულის ქვემოთ), ჩაფლული მდუღარე ალკოჰოლში, რადიაციული ზემოქმედება და შვებულებაც კი სივრცე ამის გაკეთების ნაწილია შეჩერებული ანიმაციის მდგომარეობაში დასვენების სასიცოცხლო ფუნქციების დროებით შეჩერება, ისევე, როგორც სხვა ცხოველებმა შეიძლება ზამთარში გამოზამთრება. ტარდიგრადს შეუძლია ასე დარჩეს ათწლეულების განმავლობაში, სანამ პირობები არ გახდება ხელსაყრელი.

ანაერობული ბაქტერიები ხშირად გვხვდება ნიადაგებში და განსაკუთრებით სასარგებლოა ანაერობული კომპოსტირებისთვის - სად საკვების ნარჩენები და სხვა ორგანული მასალები ინახება დალუქულ გარემოში, რათა დაიშვას საკვები ნივთიერებებით მდიდარად სასუქი. ის, ვინც ეზოში თავიდან აიცილებს სუფთა კომპოსტის გაფუჭებულ სუნს, შეიძლება გამოიყენოს ეს მეთოდი, რომლითაც ანაერობული ბაქტერიები ნარჩენებს ნარჩენებს. ანაერობული კომპოსტირება ქმნის ძლიერ მჟავე გარემოს, ისევე როგორც ადამიანის კუჭს შიგნით, სადაც ნაგვის ან ჩანთაშია კომპოსტი.

კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი სამუშაო, რომელსაც ანაერობულ გარემოში სპეციალიზებული ბაქტერიები ასრულებენ, არის ნიტრიფიკაცია. ეს არის პროცესი, რომლის დროსაც აზოტის გაზი მყარი ნივთიერებების შემადგენლობაში შედის. იმის გამო, რომ მცენარეებმა უნდა გაიზარდონ აზოტი ფესვებიდან, რომ გაიზარდონ, ანაერობული ბაქტერიები ასრულებენ ნიადაგში მნიშვნელოვანი როლი ეფექტური სასუქების წარმოებაში და აზოტის მიმოქცევის საშუალება მთელ საქართველოში გარემო