Kjennetegn på anaerobe arter

"Anaerob" betyr "uten oksygenmetabolisme." De fleste flercellede organismer har noen celler, for eksempel muskelceller, i stand til midlertidig anaerob metabolisme. Andre organismer, de fakultative anaerober, kan overleve midlertidig i et anaerobt miljø under spesielle omstendigheter. Det er sant at obligatoriske anaerobe arter må forbli i et oksygenfritt miljø for å overleve.

Obligatoriske anaerober er definert av to hovedegenskaper: De metaboliserer uten oksygen og oksygen er giftig for dem. Oksygenmetabolisme er en komplisert, flerfaseprosess som genererer en serie potensielt giftige biprodukter, inkludert hydrogenperoksid. Aerobe celler har utviklet mange beskyttende tilpasninger for å bryte disse giftstoffene ned i ufarlige sluttprodukter. Anaerobe arter har ikke gjort det. I nærvær av oksygen blir de snart dødelig forgiftet av disse intracellulære toksinene.

Anaerobe arter er avhengige av gjæringsmetabolismen. I aerobe celler transformeres glukose til det primære cellulære drivstoffet, adenosintrifosfat eller ATP, ved hjelp av oksygenmolekyler. Ikke så i anaerobe arter. I anaerobe celler stopper glukosemetabolismen ved dannelsen av sekundære forbindelser, eller gjæringsprodukter - avfallsprodukter, vanligvis alkoholer, som cellene må skille ut. Sammenlignet med aerob metabolisme er gjæring ikke veldig effektiv - anaerobe celler produserer bare to molekyler ATP-drivstoff for hvert molekyl inntatt glukose, mens aerobe celler produserer 38.

Til tross for sin tilsynelatende ineffektivitet, gir fermenteringsmetabolisme anaerobe arter til å leve i noen av de mest ekstreme miljøene på jorden. Hver og en opptar normalt et høyt spesialisert, oksygenfritt miljø, som dypt havvann, ueksponert jord eller tarm fra dyr. Siden deres overlevelse og vekst avhenger av fravær av oksygen, kan de replikere raskt når de blir introdusert i et stabilt, oksygenfritt miljø. Mange anaerobe arter som er uskadelige i deres naturlige habitat, blir farlige patogener når de blir introdusert for en unaturlig, for eksempel menneskelig vev.

Anaerobe arter inkluderer metanproduserende archaea - encellede organismer uten kjerner som dateres tilbake til opprinnelsen til livet på jorden. Mange bakterier er også anaerobe, inkludert Bacilli-gruppens bakterier, fusobacterium, clostridium og actinomyces, og Cocci-gruppens veillonella og noen streptokokker. Mens noen normalt eksisterer fredelig i jord eller dyr, trives de i områder med innsnevret blod og vevsnekrose, hvor de kan gi dødelige infeksjoner. Anaerobe protozoer inkluderer mange gastrointestinale parasitter og symbiotiske gastrointestinale organismer, inkludert de som lar termitter og storfe fordøye cellulose. Det er til og med noen få anaerobe flercellede dyr, medlemmer av stammen Loricifera. Først oppdaget i en dyp havgrøft, lever disse små vesener i havsediment, hvor de fører hele livet i fravær av oksygen.