Typer bakterier som lever i sur pH

Organismer som lever i miljøer som vil skade eller drepe det meste kalles ekstremofiler. Når det ekstreme miljøet har en veldig lav pH, vanligvis under tre, er de kjent som acidofiler. Acidofile bakterier lever på et mangfold av steder, fra åpninger på havbunnen til termiske trekk i Yellowstone i menneskets mage, og alle har tilpasninger for å hjelpe dem å overleve under tøffe, sure forhold.

Helicobacter pylori er en art av bakterier som finnes i menneskets mage og er ansvarlig for 80 til 90 prosent av magesår (se referanse 3). Den er formet som en skrue med flere flageller som hjelper den å bevege seg. Den menneskelige magen kan ha en pH så lav som to, sur nok til å denaturere proteiner, begynne å fordøye maten din og drepe de fleste bakterier. Helicobacter pylori er acidofil, men foretrekker ikke å bruke energi på å holde seg trygg mot de skadelige effektene av syre, så den bruker mye av tiden sin gravd dypt i mageslim. Når det trenger å bevege seg fra sted til sted, isolerer det seg selv med en beskyttende boble av bufferløsning som nøytraliserer syren.

Thiobacillus acidophilus er et eksempel på en termo-acidophile, som betyr en bakterie som liker både ekstremt varme og ekstremt sure miljøer. Den finnes i sure geysirbassenger i Yellowstone nasjonalpark, så vel som andre steder. Det er også interessant fordi det er i stand til fotosyntese, eller får sin energi fra solen. Som de fleste acidofile bakterier, overlever den ved å bruke en veldig effektiv protonpumpe for å forhindre at for mange hydrogenatomer kommer inn og endrer sin indre pH.

De fleste acidofile bakterier bruker tilpasninger for å holde deres indre pH nøytrale slik at syre ikke denaturerer proteinene deres, men Acetobacter aceti har modifisert proteinene slik at de ikke blir skadet av sure miljøer. En studie i anvendt miljømikrobiologi fant mer enn 50 spesialiserte proteiner som hadde utviklet seg for å hjelpe bakterien med å håndtere sure forhold. All denne tilpasningen er bra for mennesker, siden vi har brukt denne arten til å lage eddiksyre, eller eddik, i tusenvis av år.

I dypvannet der ingen lys trenger inn, spiser termiske ventilasjoner på havbunnen syre og andre giftige materialer. Disse ventilasjonene danner grunnlaget for et utrolig økosystem. En blåskjell som lever blant de termiske ventilasjonene har et symbiotisk forhold med Oligotropha corboxydovorans. Blåskjellet gir et hjem og bakteriene bruker hydrogen for å lage energi til begge deler. Hydrogenatomer gjør systemene sure, og disse bakteriene har funnet en måte å bruke hydrogen og gjøre seg om til miniatyrbrenselceller.