Varētu būt jauki iedomāties, ka anaerobā vide ir vieta, kur neviens neveic vingrinājumus. Bet nē, tas nav tas, kas tas ir!
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Anaerobā vidē trūkst skābekļa.
Anaerobais nozīmē “bez skābekļa”, un tas ir pretējs aerobajam. Tātad vide ar anaerobiem apstākļiem ir tieši tāda - vietā, kur trūkst skābekļa, lai izdzīvotu cilvēkiem, žirafēm, zivīm un daudzām citām dzīvībām uz Zemes.
Šie organismi izmanto skābekli kā svarīgu molekulu, lai pieņemtu elektronus šūnu elpošanā - ķīmisko reakciju sērijā, ar kuru pārtika tiek pārveidota enerģijā. Ja nav skābekļa, šūnu elpošanā tiek izmantotas alternatīvas molekulas, piemēram, nitrāts, sulfāts, sērs un fumarāts. Vai arī organisms var izmantot pilnīgi atšķirīgu enerģijas radīšanas procesu: fermentācija. Fermentācija tomēr ir daudz mazāk efektīva nekā šūnu elpošana.
Anaerobās vides piemēri ir augsne un dubļi, atsevišķu dzīvnieku iekšējās zarnas un hidrotermālās atveres dziļi zem jūras. Šajās vietās faktiski nav dzīvības. Bet dzīve, kas tur parasti pastāv, ir maza, bieži vienšūna un izturīga.
Anaerobo baktēriju veidi
Daži baktērijas ir daudzpusīgi; viņi var izmantot skābekli enerģijas ražošanai, kad tā ir pieejama, bet anaerobos apstākļos var pāriet uz citu šūnu elpošanas metodi. Tos sauc fakultatīvs baktērijas. Dažām no šīm baktērijām augšana ievērojami palēninās, kad vide nosaka, ka tām jāpārslēdzas, lai paļautos uz mazāk efektīvu anaerobo šūnu elpošanu.
Turpretī slīpi anaerobs baktērijas nevar izdzīvot, ja skābeklis vispār ir apkārt. Obligātie anaerobi parasti atrodas cilvēka ķermenī, tostarp mutē un GI traktā, un tie var izraisīt slimību vai infekciju. Piemēram, Porphyromonas var izraisīt pneimonijas vai periodontīta veidu (smaganu iekaisumu). Tikmēr Clostridium suga, stingri anaerobos apstākļos, var izraisīt gangrēnu (muskuļu audu infekcija, kas saistīta ar atklātām brūcēm).
Citas anaerobās baktērijas atrodas kaut kur pa vidu - tās var panest kādu skābekli, bet tikai noteiktā koncentrācijā. Dažreiz sauc aerotolerants baktērijas, šīs baktērijas nekavējoties nenomirst skābekļa klātbūtnē, bet arī to nevar izmantot šūnu elpošanā. Tā vietā viņi izmanto fermentāciju enerģijas ražošanai.
Tardigrades
Ne visa dzīve anaerobos apstākļos ir baktērija. Tardigrade, kas pazīstams arī kā ūdens lācis, ir viena milimetra lieluma organisms, kas spēj izturēt ne tikai skābekļa, bet arī skābekļa trūkumu. ūdens, ārkārtējas temperatūras (simtiem grādu virs vai zem nulles), iegremdēšana verdošā alkoholā, radiācijas iedarbība un pat atvaļinājums telpa. Daļa no tā, kā tā var paveikt šos varoņdarbus, ir uz laiku izslēgt savas vitālās funkcijas, lai atpūstos apturētas animācijas stāvoklī, līdzīgi kā citi dzīvnieki var ziemot ziemā. Tardigrade tomēr var palikt šādā veidā gadu desmitiem, līdz apstākļi kļūs labvēlīgāki.
Anaerobā kompostēšana
Anaerobās baktērijas bieži sastopamas augsnē un var būt īpaši noderīgas anaerobās kompostēšanas vietās pārtikas atliekas un citus organiskos materiālus atstāj noslēgtā vidē, lai sadalītos barības vielām bagātā veidā mēslojums. Kāds, kurš vēlas izvairīties no sagruvušām svaiga komposta smaržām savā pagalmā, var izmantot šo metodi, ļaujot anaerobām baktērijām noārdīt pārtikas atkritumus. Anaerobā kompostēšana rada ļoti skābu vidi, līdzīgi kā cilvēka kuņģis, neatkarīgi no tvertnes vai maisa, kurā atrodas komposts.
Anaerobā nitrifikācija
Vēl viens svarīgs darbs, ko anaerobā vidē veic specializētas baktērijas, ir nitrifikācija. Šis ir process, kurā slāpekļa gāze tiek iekļauta cietajā vielā. Tā kā augiem augšanai nepieciešams piekļūt slāpeklim no saknēm, augsnē darbojas anaerobās baktērijas svarīga loma efektīvu mēslošanas līdzekļu ražošanā un slāpekļa cirkulācijas nodrošināšanā visā ES vide.