एक्सट्रीमोफाइल: विशेषताएं, प्रकार और उदाहरण - जीवविज्ञान - 2025

Extremophiles जीव हैं जो चरम वातावरण में रहते हैं, उन है कि स्थिति जिसमें वे मनुष्यों द्वारा सबसे अधिक ज्ञात जीवों रहते से विचलित हैं अर्थात्।

शब्द "चरम" और "एक्सट्रोफाइल" अपेक्षाकृत मानवजनित हैं, क्योंकि हम मनुष्य अपने स्वयं के अस्तित्व के लिए चरम माना जाता है, इस पर आधारित आवास और उनके निवासियों का मूल्यांकन करते हैं।

चित्र 1. टार्डिग्रेड्स, एक Phylum जो बहुत कठिन वातावरण में जीवित रहने की क्षमता के लिए जाना जाता है। स्रोत: विलो मल्टीमीडिया के माध्यम से विलो गेब्रियल, गोल्डस्टीन लैब

उपर्युक्त के कारण, एक चरम वातावरण की विशेषता यह है कि यह मनुष्य के लिए उसके तापमान, आर्द्रता, लवणता, प्रकाश, पीएच, ऑक्सीजन की उपलब्धता, विषाक्तता के स्तर, आदि के बारे में असहनीय स्थिति प्रस्तुत करता है।

एक गैर-मानवविज्ञान दृष्टिकोण से, मानव का मूल्यांकन करने वाले जीव पर निर्भर करते हुए, एक्सफोलिएंस हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक कड़ाई से अवायवीय जीव के दृष्टिकोण से, जिसके लिए ऑक्सीजन विषाक्त है, एरोबिक जीव (जैसे मनुष्य) चरम सीमा पर होंगे। दूसरी ओर, मनुष्यों के लिए, अवायवीय जीव एक्सट्रोफिल हैं।

"एक्सट्रीमोफाइल्स" शब्द की उत्पत्ति

वर्तमान में हम ग्रह पृथ्वी के अंदर और बाहर "चरम" कई वातावरणों के रूप में परिभाषित करते हैं और हम लगातार जीवों को सक्षम करते हैं, न केवल जीवित रहने के लिए, बल्कि उनमें से कई में व्यापक रूप से संपन्न।

आरडी मैकलेरॉय

1974 में, आरडी मैकेलरॉय ने इन जीवों को परिभाषित करने के लिए "एक्सट्रीमोफाइल्स" शब्द का प्रस्ताव किया, जो कि चरम स्थितियों के तहत इष्टतम विकास और विकास को प्रदर्शित करता है, जैसा कि मेसोफिलिक जीवों के विपरीत है, जो मध्यवर्ती परिस्थितियों के साथ वातावरण में बढ़ता है।

Macelroy के अनुसार:

"एक्सट्रीमोफाइल जीवों के लिए एक वर्णनात्मक है, जो वातावरण के वातावरण को मेसोफाइल, या उन जीवों के लिए सक्षम बनाता है जो केवल मध्यवर्ती वातावरण में विकसित होते हैं।"

जीवों में अतिवाद की दो बुनियादी डिग्री हैं: वे जो एक चरम पर्यावरणीय स्थिति को सहन कर सकते हैं और दूसरों पर हावी हो सकते हैं; और जो चरम परिस्थितियों में आशावादी रूप से विकसित और विकसित होते हैं।

चरम वातावरण की विशेषताएँ

"चरम" के रूप में एक पर्यावरण का संप्रदाय एक मानवविज्ञानी निर्माण के प्रति प्रतिक्रिया करता है, जो एक निश्चित पर्यावरणीय स्थिति (तापमान, लवणता, विकिरण, दूसरों के बीच) की आधारभूत दूरियों के विचार पर आधारित है, जो मानव अस्तित्व की अनुमति देता है।

हालाँकि, यह नाम किसी वातावरण की कुछ विशेषताओं पर आधारित होना चाहिए, जीव के दृष्टिकोण से जो इसे निवास करता है (मानव दृष्टिकोण के बजाय)।

इन विशेषताओं में शामिल हैं: बायोमास, उत्पादकता, जैव विविधता (प्रजातियों की संख्या और उच्च कर का प्रतिनिधित्व), पारिस्थितिक तंत्र में प्रक्रियाओं की विविधता और प्रश्न में जीव के पर्यावरण के लिए विशिष्ट अनुकूलन।

इन सभी विशेषताओं का कुल योग एक पर्यावरण की चरम स्थिति को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, एक चरम वातावरण वह है जिसे आम तौर पर प्रस्तुत किया जाता है:

• कम बायोमास और उत्पादकता
• पुरातन जीवन रूपों की प्रधानता
• उच्च जीवन रूपों की अनुपस्थिति
• प्रकाश संश्लेषण और नाइट्रोजन निर्धारण की अनुपस्थिति लेकिन अन्य चयापचय मार्गों और विशिष्ट शारीरिक, चयापचय, रूपात्मक और / या जीवन चक्र अनुकूलन पर निर्भरता।

जूलॉजिकल स्केल पर एक्सट्रीमोफिल्स के प्रकार

एककोशिकीय जीव

एक्सट्रीमोफिलिक शब्द अक्सर प्रोकैरियोट्स को संदर्भित करता है, जैसे बैक्टीरिया, और कभी-कभी अरचिया के साथ परस्पर उपयोग किया जाता है।

हालाँकि, एक्सट्रीमोफिलिक जीवों की एक विस्तृत विविधता है और चरम निवासों में फ़ाइलोगेनेटिक विविधता का हमारा ज्ञान लगभग दैनिक बढ़ रहा है।

हम जानते हैं, उदाहरण के लिए, कि सभी अतिताप (गर्मी प्रेमी) आर्किया और बैक्टीरिया के सदस्य हैं। यूकेरियोट्स साइक्रोफाइल्स (ठंड के प्रेमी), एसिडोफिल्स (कम पीएच के प्रेमी), एल्कलोफाइल (उच्च पीएच के प्रेमी), जेरोफाइल (शुष्क वातावरण के प्रेमी) और हेलोफाइल (नमक के प्रेमी) के बीच आम हैं।

चित्र 2. अमेरिका में येलोस्टोन नेशनल पार्क में गर्म पानी के झरने, जो चमकीले रंग प्राप्त करते हैं, वे थर्मोफिलिक बैक्टीरिया के प्रसार से संबंधित हैं। स्रोत: जिम पीको, नेशनल पार्क सर्विस, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से

बहुकोशिकीय जीव

बहुकोशिकीय जीव, जैसे कि अकशेरुकी और कशेरुक जानवर, भी एक्सोफिल्स हो सकते हैं।

उदाहरण के लिए, कुछ मनोचिकित्सा में बहुत कम संख्या में मेंढक, कछुए और एक सांप शामिल होते हैं, जो सर्दियों के दौरान अपने ऊतकों में इंट्रासेल्युलर ठंड से बचते हैं, सेल साइटोप्लाज्म में ओस्मोलाइट्स जमा करते हैं और केवल बाह्य पानी (कोशिकाओं के लिए बाहरी) को ठंड की अनुमति देते हैं ।

एक अन्य उदाहरण अंटार्कटिक नेमाटोड पैनाग्रोलिमस डेविडी का मामला है, जो थ्रेशिंग के बाद बढ़ने और पुन: उत्पन्न करने में सक्षम होने के कारण इंट्रासेल्युलर फ्रीजिंग (इसकी कोशिकाओं के भीतर पानी का जमना) से बच सकता है।

इसके अलावा चन्नचिथिदेई परिवार की मछलियां, अंटार्कटिका के ठंडे पानी के निवासी और अमेरिकी महाद्वीप के दक्षिण में, अपने पूर्ण ठंड के खिलाफ अपनी कोशिकाओं की रक्षा के लिए एंटीफ् proteinsीज़र प्रोटीन का उपयोग करते हैं।

पॉली-extremophiles

पॉली-एक्स्ट्रीमोफिल्स ऐसे जीव हैं जो एक ही समय में एक से अधिक चरम स्थिति से बच सकते हैं, इस प्रकार सभी चरम वातावरण में आम हो सकते हैं।

उदाहरण के लिए, रेगिस्तानी पौधे जो अत्यधिक गर्मी के साथ-साथ सीमित जल की उपलब्धता और अक्सर उच्च लवणता से बचे रहते हैं।

एक और उदाहरण उन जानवरों का होगा जो समुद्र के किनारे रहते हैं, जो अत्यधिक उच्च दबाव को समझने में सक्षम हैं, जैसे कि प्रकाश की कमी और पोषक तत्वों की कमी, अन्य।

अधिकांश सामान्य प्रकार के चरम वातावरण

पर्यावरणीय चरम को पारंपरिक रूप से अजैविक कारकों के आधार पर परिभाषित किया गया है, जैसे:

• तापमान।
• पानी की उपलब्धता।
• दबाव।
• पीएच।
• लवणता।
• ऑक्सीजन एकाग्रता।
• विकिरण का स्तर।

एक्स्ट्रीमोफिल्स को समान रूप से उन चरम स्थितियों के आधार पर वर्णित किया जाता है जो वे सहन करते हैं।

सबसे महत्वपूर्ण चरम वातावरण जिसे हम उनकी अजैविक स्थितियों के अनुसार पहचान सकते हैं:

अत्यधिक ठंडा वातावरण

अत्यधिक ठंडे वातावरण वे होते हैं जो 5 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान (कम या लंबे) के लिए लगातार बने रहते हैं या गिर जाते हैं। इनमें पृथ्वी के ध्रुव, पर्वतीय क्षेत्र और कुछ गहरे महासागर के निवास स्थान शामिल हैं। यहां तक ​​कि दिन के दौरान कुछ बहुत गर्म रेगिस्तानों में रात में बहुत कम तापमान होता है।

अन्य जीव हैं जो क्रायोस्फीयर में रहते हैं (जहां पानी एक ठोस अवस्था में है)। उदाहरण के लिए, स्थायी या समय-समय पर बर्फ के आवरण में बर्फ के टुकड़ों, पर्माफ्रॉस्ट में रहने वाले जीवों को ठंड, निर्जलीकरण और विकिरण के उच्च स्तर सहित कई चरम सीमाओं को सहन करना चाहिए।

अत्यधिक गर्मी का वातावरण

अत्यधिक गर्म निवास स्थान वे हैं जो समय-समय पर 40 ° C से ऊपर तापमान पर बने रहते हैं। उदाहरण के लिए, गर्म रेगिस्तान, भूतापीय स्थल, और गहरे समुद्र में जलतापीय झरोखे।

वे अक्सर अत्यधिक उच्च तापमान से जुड़े होते हैं, ऐसे वातावरण जहां उपलब्ध पानी बहुत सीमित होता है (लगातार या नियमित समय के लिए), जैसे कि गर्म और ठंडे रेगिस्तान, और कुछ एंडोलिथिक निवास स्थान (जो चट्टानों के भीतर स्थित होते हैं)।

अत्यधिक दबाव का वातावरण

अन्य वातावरण उच्च हाइड्रोस्टेटिक दबाव के अधीन होते हैं, जैसे महासागरों के बेंटिक ज़ोन और गहरी झीलें। इन गहराई पर, इसके निवासियों को 1000 से अधिक वायुमंडलों पर दबाव का सामना करना होगा।

वैकल्पिक रूप से, पहाड़ों और दुनिया के अन्य ऊंचे क्षेत्रों में हाइपोबैरिक चरम (कम वायुमंडलीय दबाव) होते हैं।

चित्रा 3. समुद्री fumaroles या हाइड्रोथर्मल vents। जीवों के एक पूरे समुदाय द्वारा बसे हुए अत्यधिक वातावरण का उदाहरण, जिसमें उच्च दबाव और तापमान होता है, साथ ही साथ सल्फर निर्वहन भी होता है। स्रोत: NOAA, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से

अत्यधिक एसिड और क्षारीय वातावरण

सामान्य तौर पर, अत्यंत अम्लीय वातावरण वे होते हैं जो पीएच 5 से नीचे के मूल्यों को बनाए रखते हैं या नियमित रूप से पहुंचते हैं।

कम पीएच, विशेष रूप से, एक वातावरण की "चरम" स्थिति को बढ़ाता है, क्योंकि यह मौजूद धातुओं की घुलनशीलता को बढ़ाता है और उनमें रहने वाले जीवों को कई अजैविक चरम का सामना करने के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए।

इसके विपरीत, अत्यंत क्षारीय वातावरण वे हैं जो 9 से ऊपर पीएच मान दर्ज करते हैं या नियमित रूप से दर्ज करते हैं।

चरम पीएच वातावरण के उदाहरणों में झीलों, भूजल और अत्यधिक अम्लीय या क्षारीय मिट्टी शामिल हैं।

चित्र 4. बौना झींगा मछली (मुनीडोप्सिस पॉलीमोरफा), एक गुफा में रहने वाला और लैंजारोट, कैनरी द्वीप के द्वीप के लिए स्थानिक। इस प्रकार के चरम गुहा के वातावरण के लिए विशिष्ट अनुकूलन हैं: आकार, ताल और अंधापन में कमी। स्रोत: flickr.com/photos//5582888539

हाइपरसैलिन और एनॉक्सिक वातावरण

हाइपरसैलिन वातावरण को समुद्री जल की तुलना में नमक सांद्रता वाले लोगों के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसमें प्रति हजार 35 भाग हैं। इन वातावरणों में हाइपरसैलीन और खारा झीलें शामिल हैं।

"खारा" के साथ हम केवल सोडियम क्लोराइड के कारण लवणता का उल्लेख नहीं करते हैं, क्योंकि खारा वातावरण हो सकता है जहां प्रमुख नमक कुछ और है।

चित्र 5. वेनेजुएला में सलीना लास कुमारागुआस, फाल्कॉन राज्य में पानी का गुलाबी रंग। गुलाबी रंगकरण, डलाएला सलीना नामक एक शैवाल का उत्पाद है, जो खारे में मौजूद सोडियम क्लोराइड की उच्च सांद्रता का सामना करने में सक्षम है। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स से हम्बिरिओस

सीमित मुक्त ऑक्सीजन (हाइपोक्सिक) या कोई ऑक्सीजन मौजूद (एनोक्सिक) या तो लगातार या नियमित अंतराल पर रहने वाली आदतें भी अतिवादी मानी जाती हैं। उदाहरण के लिए, इन विशेषताओं वाले वातावरण महासागरों और झीलों में अनॉक्सी बेसिन और गहरे तलछट वाले वातावरण होंगे।

चित्रा 6. आर्टीमिया मोनिका, एक क्रस्टेशियन जो कैलिफोर्निया (यूएसए), एक खारा वातावरण (सोडियम बाइकार्बोनेट) और उच्च पीएच में मोनो झील में रहता है। स्रोत: photolib.noaa.gov

उच्च विकिरण वातावरण

पराबैंगनी (यूवी) या अवरक्त (आईआर) विकिरण भी जीवों पर चरम स्थितियों को लगा सकते हैं। अत्यधिक विकिरण वातावरण सामान्य सीमा के बाहर असामान्य रूप से उच्च विकिरण या विकिरण के संपर्क में हैं। उदाहरण के लिए, ध्रुवीय और उच्च ऊंचाई वाले वातावरण (स्थलीय और जलीय)।

फेयोसिस्टिस पौचेती

कुछ प्रजातियां उच्च यूवी या आईआर विकिरण के उद्दीपक तंत्र को दिखाती हैं। उदाहरण के लिए, अंटार्कटिक समुद्री शैवाल Phaeocystis pouchetii पानी में घुलनशील "सनस्क्रीन" का उत्पादन करता है जो UV-B तरंग दैर्ध्य (280-320nm) को अवशोषित करता है और 10 मीटर के भीतर UV-B के अत्यंत उच्च स्तर से इसकी कोशिकाओं की रक्षा करता है। ऊपरी पानी का स्तंभ (समुद्री बर्फ तोड़ने के बाद)।

डाइनोकोकस रेडियोड्यूरंस

अन्य जीवों में आयनीकरण विकिरण बहुत सहनशील होता है। उदाहरण के लिए, बैक्टीरियम डीइनोकोकस रेडियोड्यूरान आयनकारी विकिरण के संपर्क में आने के बाद व्यापक डीएनए क्षति की भरपाई करके अपनी आनुवंशिक अखंडता को संरक्षित कर सकते हैं।

यह जीवाणु क्षरण को सीमित करने और डीएनए के टुकड़ों के प्रसार को प्रतिबंधित करने के लिए अंतरकोशिकीय तंत्र का उपयोग करता है। इसके अलावा, इसमें अत्यधिक कुशल डीएनए मरम्मत प्रोटीन है।

अस्त्यानक्स हबसी

जाहिरा तौर पर कम या बिना विकिरण वाले वातावरण में भी, एक्सट्रीमोफिलिक जीव विकिरण के स्तर में परिवर्तन का जवाब देने के लिए अनुकूलित हैं।

उदाहरण के लिए, मैक्सिकन गुफा में रहने वाले नेत्रहीन एस्टेनक्स हबसेबी के पास सतही रूप से पहचाने जाने योग्य नेत्र संरचनाएं नहीं हैं, फिर भी परिवेशी प्रकाश में छोटे अंतर को भेद सकते हैं। वे दृश्य उत्तेजनाओं का पता लगाने और प्रतिक्रिया करने के लिए अतिरिक्त फोटोरिसेप्टर का उपयोग करते हैं।

चित्र 7. जीनस अस्त्यानक्स की गुफा मछली, गुफा वासी। स्रोत: Shizhao, विकिमीडिया कॉमन्स से

एंथ्रोपोजेनिक चरम

वर्तमान में हम एक ऐसे वातावरण में रहते हैं, जहां अत्यधिक पर्यावरणीय परिस्थितियां लागू होती हैं, कृत्रिम रूप से मानव गतिविधियों के प्रभाव के रूप में उत्पन्न होती हैं।

तथाकथित एंथ्रोपोजेनिक प्रभाव वातावरण बहुत विविध हैं, गुंजाइश में वैश्विक हैं, और कुछ चरम वातावरण को परिभाषित करते समय इसे अनदेखा नहीं किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, प्रदूषण (वायुमंडलीय, जल और मिट्टी) से प्रभावित वातावरण जो जलवायु परिवर्तन और अम्ल वर्षा-, प्राकृतिक संसाधनों की निकासी, शारीरिक अशांति और अतिवृद्धि के रूप में होते हैं।

संक्रमण और इकोटोन

ऊपर उल्लिखित चरम वातावरण के अलावा, स्थलीय पारिस्थितिकीविज्ञानी हमेशा दो या अधिक विविध समुदायों या वातावरणों के बीच संक्रमण क्षेत्रों की विशेष प्रकृति के बारे में जानते हैं, जैसे कि पहाड़ों में पेड़ की रेखा या जंगलों और घास के मैदानों के बीच की सीमा। । इन्हें टेंशन बेल्ट या इकोटोन कहा जाता है।

Ecotones समुद्री वातावरण में भी मौजूद हैं, उदाहरण के लिए, बर्फ और पानी के बीच का संक्रमण समुद्री बर्फ के किनारे से दर्शाया गया है। ये संक्रमण क्षेत्र आम तौर पर बड़े पैमाने पर प्रजातियों और फ़्लॉमिंग समुदायों की तुलना में बायोमास घनत्व का प्रदर्शन करते हैं, बड़े पैमाने पर क्योंकि उनमें रहने वाले जीव आसन्न वातावरण से संसाधनों का लाभ उठा सकते हैं, जिससे उन्हें लाभ मिल सकता है।

हालांकि, इकोटोन लगातार बदलते और गतिशील क्षेत्र हैं, जो अक्सर आसन्न वातावरण की तुलना में वार्षिक अवधि में एबोटिक और बायोटिक स्थितियों में भिन्नता की एक विस्तृत श्रृंखला दिखाते हैं।

इसे यथोचित रूप से "चरम" माना जा सकता है क्योंकि इसके लिए जीवों को लगातार अपने व्यवहार, फेनोलॉजी (मौसमी मौसम), और अन्य प्रजातियों के साथ बातचीत की आवश्यकता होती है।

प्रजातियां जो इकोटोन के दोनों किनारों पर रहती हैं, अक्सर गतिशीलता के प्रति अधिक सहिष्णु होती हैं, जबकि ऐसी प्रजातियां जिनकी सीमा एक तरफ तक सीमित है, दूसरी तरफ चरम के रूप में अनुभव करती हैं।

सामान्य तौर पर, ये संक्रमण क्षेत्र जलवायु और / या गड़बड़ी, प्राकृतिक और मानवजनित दोनों में परिवर्तन से अक्सर प्रभावित होते हैं।

विभिन्न चरणों या चरणों वाले पशु और पौधे

न केवल वातावरण गतिशील हैं, और हो सकता है और न ही चरम हो सकता है, लेकिन जीव भी गतिशील हैं और विभिन्न चरणों के साथ जीवन चक्र हैं, जो विशेष पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल हैं।

ऐसा हो सकता है कि एक जीव के जीवन चक्र के चरणों में से एक का समर्थन करने वाला वातावरण दूसरे चरणों के लिए चरम है।

पौधे

उदाहरण के लिए, नारियल (कोकोस न्यूसीफेरा) में समुद्र द्वारा परिवहन के लिए अनुकूलित बीज होता है, लेकिन परिपक्व पेड़ जमीन पर उगता है।

बीजाणु-असर वाले संवहनी पौधों, जैसे फ़र्न और विभिन्न प्रकार के काई में, गैमेटोफ़ाइट प्रकाश संश्लेषक वर्णक से रहित हो सकते हैं, कोई जड़ नहीं होती है, और पर्यावरणीय आर्द्रता पर निर्भर करती है।

जबकि स्पोरोफाइट्स में प्रकंद, जड़ें और अंकुर होते हैं जो पूर्ण सूर्य के प्रकाश में गर्म और शुष्क परिस्थितियों का सामना करते हैं। स्पोरोफाइट्स और गैमेटोफाइट्स के बीच का अंतर उसी क्रम में है जैसा कि टैक्स के बीच अंतर है।

जानवरों

एक बहुत करीबी उदाहरण कई प्रजातियों के किशोर चरण हैं, जो आम तौर पर पर्यावरण के असहिष्णु हैं जो आमतौर पर वयस्क को घेरते हैं, इसलिए उन्हें आमतौर पर उस अवधि के दौरान सुरक्षा और देखभाल की आवश्यकता होती है जिसके दौरान वे कौशल और ताकत हासिल करते हैं जिनकी उन्हें आवश्यकता होती है। इन वातावरणों से निपटने की अनुमति दें।

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