Co to jest środowisko beztlenowe?

Miło byłoby wyobrazić sobie, że środowisko beztlenowe to miejsce, w którym nikt nie ćwiczy. Ale nie, to nie to!

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

W środowisku beztlenowym brakuje tlenu.

Anaerob oznacza „bez tlenu” i jest przeciwieństwem aerobiku. Tak więc środowisko z warunkami beztlenowymi jest właśnie tym miejscem, w którym brakuje tlenu, którego potrzebują do przeżycia ludzie, żyrafy, ryby i wiele innych form życia na Ziemi.

Organizmy te wykorzystują tlen jako ważną cząsteczkę do przyjmowania elektronów w oddychaniu komórkowym, serii reakcji chemicznych, w których żywność jest przekształcana w energię. W przypadku braku tlenu oddychanie komórkowe wykorzystuje alternatywne cząsteczki, takie jak azotan, siarczan, siarka i fumaran. Albo organizm może wykorzystać zupełnie inny proces generowania energii: fermentacja. Fermentacja jest jednak znacznie mniej wydajna niż oddychanie komórkowe.

Przykładami środowisk beztlenowych są gleba i błoto, wewnętrzne wnętrzności niektórych zwierząt oraz kominy hydrotermalne głęboko pod wodą. W rzeczywistości miejsca te nie są pozbawione życia. Ale życie, które tam zwykle istnieje, jest małe, często jednokomórkowe i odporne.

Trochę bakteria są wszechstronne; mogą używać tlenu do wytwarzania energii, gdy jest ona dostępna, ale mogą przełączyć się na inną metodę oddychania komórkowego w warunkach beztlenowych. Są to tak zwane fakultatywny bakteria. W przypadku niektórych z tych bakterii wzrost znacznie spowalnia, gdy środowisko dyktuje, że muszą one polegać na mniej wydajnym oddychaniu komórkowym beztlenowym.

W przeciwieństwie, ukośnie beztlenowy bakterie nie mogą przetrwać, jeśli w ogóle w pobliżu jest tlen. Beztlenowe beztlenowce są powszechnie spotykane w ludzkim ciele, w tym w jamie ustnej i przewodzie pokarmowym, i mogą powodować choroby lub infekcje. Na przykład, Porfiromonas może prowadzić do zapalenia płuc lub przyzębia (zapalenie dziąseł). Tymczasem gatunki Clostridium, w ściśle beztlenowych warunkach, mogą powodować gangrenę (infekcję tkanek mięśniowych związaną z otwartymi ranami).

Inne bakterie beztlenowe znajdują się gdzieś pośrodku – mogą tolerować trochę tlenu, ale tylko w określonych stężeniach. Czasem nazywany tolerancyjny w powietrzu bakterie, te bakterie nie giną natychmiast w obecności tlenu, ale nie mogą też używać go w oddychaniu komórkowym. Zamiast tego wykorzystują fermentację do wytwarzania energii.

Nie całe życie w warunkach beztlenowych to bakteria. Niesporczak, znany również jako niedźwiedź wodny, to organizm wielkości jednego milimetra, który może wytrzymać nie tylko brak tlenu, ale także brak woda, ekstremalne temperatury (setki stopni powyżej lub poniżej zera), zanurzenie we wrzącym alkoholu, ekspozycja na promieniowanie, a nawet wakacje w przestrzeń. Częścią tego, w jaki sposób może dokonać tych wyczynów, jest tymczasowe wyłączenie swoich funkcji życiowych, aby odpocząć w stanie zawieszonej animacji, podobnie jak inne zwierzęta mogą hibernować na zimę. Niesporczak może jednak pozostawać w tym stanie przez dziesięciolecia, dopóki warunki nie staną się korzystniejsze.

Bakterie beztlenowe często występują w glebie i mogą być szczególnie pomocne w kompostowaniu beztlenowym – gdzie resztki jedzenia i inne materiały organiczne pozostają w zamkniętym środowisku, aby rozpadły się na bogate w składniki odżywcze nawóz. Ktoś, kto chce uniknąć gnijącego zapachu świeżego kompostu na swoim podwórku, może użyć tej metody, która pozwoli bakteriom beztlenowym rozłożyć odpady żywnościowe. Kompostowanie beztlenowe tworzy wysoce kwaśne środowisko, podobnie jak ludzki żołądek wewnątrz pojemnika lub torby, w której znajduje się kompost.

Inną ważną pracą wykonywaną przez wyspecjalizowane bakterie w środowiskach beztlenowych jest nitryfikacja. Jest to proces, w którym gazowy azot jest wbudowywany w materię stałą. Ponieważ rośliny potrzebują dostępu do azotu z korzeni, aby rosnąć, bakterie beztlenowe w glebie działają ważną rolę w tworzeniu skutecznych nawozów i umożliwianiu cyrkulacji azotu w całym środowisko.