Що таке анаеробне середовище?

Було б приємно уявити, що анаеробне середовище - це місце, де ніхто не вправляється. Але ні, це не те, що це!

TL; ДР (занадто довгий; Не читав)

В анаеробному середовищі не вистачає кисню.

Анаеробне означає «без кисню», і це протилежність аеробному. Отже, середовище з анаеробними умовами - саме це - місце, де бракує кисню, необхідного людям, жирафам, рибам та багатьом іншим життям на Землі.

Ці організми використовують кисень як важливу молекулу для прийняття електронів у клітинному диханні - ряду хімічних реакцій, за допомогою яких їжа перетворюється на енергію. За відсутності кисню для клітинного дихання використовуються альтернативні молекули, такі як нітрат, сульфат, сірка та фумарат. Або організм може використовувати зовсім інший процес генерування енергії: бродіння. Однак ферментація набагато менш ефективна, ніж клітинне дихання.

Приклади анаеробного середовища включають ґрунт і грязь, внутрішні кишки певних тварин та гідротермальні отвори, глибоко під водою. Насправді ці місця не позбавлені життя. Але життя, яке зазвичай існує там, є невеликим, часто одноклітинним і витривалим.

Деякі бактерії є універсальними; вони можуть використовувати кисень для отримання енергії, коли вона доступна, але вони можуть перейти на інший метод клітинного дихання в анаеробних умовах. Вони називаються факультативний бактерії. Для деяких з цих бактерій ріст значно сповільнюється, коли навколишнє середовище диктує, що вони повинні переходити на менш ефективне анаеробне клітинне дихання.

У контрасті, косо анаеробні бактерії не можуть вижити, якщо кисень взагалі навколо. Облігатні анаероби зазвичай зустрічаються в організмі людини, в тому числі в роті та шлунково-кишковому тракті, і вони можуть спричинити захворювання або інфекцію. Наприклад, Порфиромонас може призвести до типу пневмонії або пародонтиту (запалення ясен). Тим часом види Clostridium в суворо анаеробних умовах можуть спричинити гангрену (інфекція м’язових тканин, пов’язана з відкритими ранами).

Інші анаеробні бактерії коливаються десь посередині - вони можуть переносити деяку кількість кисню, але лише в певних концентраціях. Іноді телефонують аеротолерантний бактерії, ці бактерії не відразу гинуть у присутності кисню, але вони також не можуть використовувати його в клітинному диханні. Натомість вони використовують ферментацію для отримання енергії.

Не все життя в анаеробних умовах є бактерією. Тардіград, також відомий як водний ведмідь, - це організм розміром в один міліметр, який може протистояти не тільки нестачі кисню, але й нестачі води, екстремальні температури (сотні градусів вище або нижче нуля), занурення у киплячий спирт, радіаційне опромінення і навіть відпустка у простору. Частина того, як він може зробити ці подвиги, - це тимчасове вимкнення своїх життєво важливих функцій для відпочинку у стані призупиненої анімації, подібно до того, як інші тварини можуть зимувати на зиму. Тардіград, однак, може залишатися таким протягом десятиліть, поки умови не стануть сприятливішими.

Анаеробні бактерії часто зустрічаються в грунтах і можуть бути особливо корисними для анаеробного компостування - де залишки їжі та інші органічні матеріали залишають у закритому середовищі, щоб розкластись на багаті поживними речовинами добриво. Хтось, хто хоче уникнути гнильних запахів свіжого компосту у своєму дворі, може скористатися цим методом, дозволяючи анаеробним бактеріям розщеплювати свої харчові відходи. Анаеробне компостування створює висококисле середовище, подібне до людського шлунку, всередині будь-якої корзини або мішка, в якому міститься компост.

Ще однією важливою роботою, яку виконують спеціалізовані бактерії в анаеробному середовищі, є нітрифікація. Це процес, за допомогою якого газ азоту вводиться у тверду речовину. Оскільки рослини повинні отримувати доступ до азоту з коренів, щоб рости, анаеробні бактерії в ґрунті працюють важливу роль у внесенні ефективних добрив та забезпеченні циркуляції азоту по всій території середовище.