تويت
البكتيريا كائنات دقيقة مصنفة على أنها ليست من النباتات أو الحيوانات، وهي وحيدة الخلية وعادة ما يكون طولها ميكرومترات قليلة. يحتوي كوكب الأرض تقريبًا على 5 نونليون من البكتيريا (النونليون هو واحد على يمينه 30 صفرًا)، وهي تمثل نسبة كبيرة من الكتلة الحيوية للكوكب. توجد البكتيريا تقريبًا في أي بيئة باستثناء المعقَّمة بواسطة البشر. الثيرموفاليات أو البكتيريا المحبة للحرارة هي نوع من البكتيريا المتطرفة (أليفة الظروف القاسية Extremophile) تنمو في درجات حرارة أعلى من 131 درجة فهرنهايت (55 درجة مئوية).
تعيش البكتيريا أليفة الحرارة في بعض أشد الأماكن سخونة على الأرض (أعلى من 131 درجة فهرنهايت) كالفتحات الحرارية المائية في المحيط والينابيع الساخنة.
Pyrolobus fumari و Strain 121
Pyrolobus fumari و Strain 121
تعدان الأكثر قوة، اكتشف العلماء Pyrolobus fumari داخل أحد الفتحات الحرارية المائية في المحيط الأطلسي على عمق 3650 مترًا تحت سطح البحر في درجات حرارة تصل إلى 235 درجة فهرنهايت (113 درجة مئوية). وبعد فترة وجيزة، أظهرت فتحة حرارية مائية أخرى تقع في المحيط الهادئ علامات على حياة بكتيرية تتحمل درجات حرارة أعلى. أطلق العلماء عليها اسم Strain 21 لأنها عاشت مدة 10 ساعات في جهاز التعقيم عند درجة حرارة 250 فهرنهايت (121 درجة مئوية).
Chloroflexus aurantiacus
Chloroflexus aurantiacus
في بيئة معملية، تنمو Chloroflexus aurantiacus في درجات حرارة تتراوح ما بين 122 و140 درجة فهرنهايت (50 و60 درجة مئوية). وتعيش هذه البكتيريا أليفة الظروف القاسية في درجات حرارة أعلى من درجات الحرارة التي يتحملها أي كائن حي آخر يستخدم التمثيل الضوئي لكنه لا ينتج الأكسجين (يعتمد على الاغتذاء الضوئي اللاأكسجيني). هذه البكتيريا المحبة للحرارة تتمتع بسمات مماثلة للبكتيريا الكبريتية الخضراء والبكتيريا الأرجوانية. بسبب هذه الخصائص، يأمل الباحثون أن تسلط بكتيريا C. aurantiacus الضوء على تطور عملية التمثيل الضوئي.
Thermus aquaticus
Thermus aquaticus
تنمو بكتيريا Thermus aquaticus عند درجة حرارة مثالية عند 176 درجة فهرنهايت (80 درجة مئوية). اكتشف العلماء بكتيريا T. aquaticus للمرة الأولى في الينابيع الساخنة بمنتزه يلوستون الوطني وكاليفورنيا، لكنهم عثروا عليها لاحقًا في الينابيع الساخنة الأخرى حول العالم وحتى في مياه الصنبور الساخنة.
كان دورها الأبرز أن تُستخدم في البحث الجيني والهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية. في الثمانينيات من القرن العشرين ومع اكتشاف تفاعل البوليمراز المتسلسل (PCR) أنشأ الباحثون نسخًا من أجزاء معينة من الحمض النووي من عينات ضئيلة. نظرًا لأن هذه الطريقة تتضمن إذابة الخيطين وفصلهما لكل جزيء حمض نووي مزدوج عند درجات حرارة عالية، فإنها تتطلب حمضًا نوويًا لا يتلف عند درجات الحرارة المرتفعة مثل الحمض النووي لـ T. aquaticus.
Thermus thermophilus
Thermus thermophilus
هي نوع آخر من البكتيريا المحبة لفرط الحرارة والتي تبدو واعدة في مجال التقنية الحيوية. وُجدت في الينابيع الساخنة اليابانية، وتنمو في درجات حرارة تتراوح بين 149 و161 درجة فهرنهايت (65 و72 درجة مئوية) ويمكنها أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 185 درجة فهرنهايت (85 درجة مئوية). تتشارك T. thermophilus الكثير من جيناتها مع بكتيريا أخرى أليفة للظروف القاسية وهي Deinococcus radiodurans التي تتميز بمقاومة عالية للإشعاع، لكنها لا تقدر تمامًا على تحمل الحرارة الشديدة.
تعيش البكتيريا أليفة الحرارة في بعض أشد الأماكن سخونة على الأرض (أعلى من 131 درجة فهرنهايت) كالفتحات الحرارية المائية في المحيط والينابيع الساخنة.
Pyrolobus fumari و Strain 121
Pyrolobus fumari و Strain 121
تعدان الأكثر قوة، اكتشف العلماء Pyrolobus fumari داخل أحد الفتحات الحرارية المائية في المحيط الأطلسي على عمق 3650 مترًا تحت سطح البحر في درجات حرارة تصل إلى 235 درجة فهرنهايت (113 درجة مئوية). وبعد فترة وجيزة، أظهرت فتحة حرارية مائية أخرى تقع في المحيط الهادئ علامات على حياة بكتيرية تتحمل درجات حرارة أعلى. أطلق العلماء عليها اسم Strain 21 لأنها عاشت مدة 10 ساعات في جهاز التعقيم عند درجة حرارة 250 فهرنهايت (121 درجة مئوية).
Chloroflexus aurantiacus
Chloroflexus aurantiacus
في بيئة معملية، تنمو Chloroflexus aurantiacus في درجات حرارة تتراوح ما بين 122 و140 درجة فهرنهايت (50 و60 درجة مئوية). وتعيش هذه البكتيريا أليفة الظروف القاسية في درجات حرارة أعلى من درجات الحرارة التي يتحملها أي كائن حي آخر يستخدم التمثيل الضوئي لكنه لا ينتج الأكسجين (يعتمد على الاغتذاء الضوئي اللاأكسجيني). هذه البكتيريا المحبة للحرارة تتمتع بسمات مماثلة للبكتيريا الكبريتية الخضراء والبكتيريا الأرجوانية. بسبب هذه الخصائص، يأمل الباحثون أن تسلط بكتيريا C. aurantiacus الضوء على تطور عملية التمثيل الضوئي.
Thermus aquaticus
Thermus aquaticus
تنمو بكتيريا Thermus aquaticus عند درجة حرارة مثالية عند 176 درجة فهرنهايت (80 درجة مئوية). اكتشف العلماء بكتيريا T. aquaticus للمرة الأولى في الينابيع الساخنة بمنتزه يلوستون الوطني وكاليفورنيا، لكنهم عثروا عليها لاحقًا في الينابيع الساخنة الأخرى حول العالم وحتى في مياه الصنبور الساخنة.
كان دورها الأبرز أن تُستخدم في البحث الجيني والهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية. في الثمانينيات من القرن العشرين ومع اكتشاف تفاعل البوليمراز المتسلسل (PCR) أنشأ الباحثون نسخًا من أجزاء معينة من الحمض النووي من عينات ضئيلة. نظرًا لأن هذه الطريقة تتضمن إذابة الخيطين وفصلهما لكل جزيء حمض نووي مزدوج عند درجات حرارة عالية، فإنها تتطلب حمضًا نوويًا لا يتلف عند درجات الحرارة المرتفعة مثل الحمض النووي لـ T. aquaticus.
Thermus thermophilus
Thermus thermophilus
هي نوع آخر من البكتيريا المحبة لفرط الحرارة والتي تبدو واعدة في مجال التقنية الحيوية. وُجدت في الينابيع الساخنة اليابانية، وتنمو في درجات حرارة تتراوح بين 149 و161 درجة فهرنهايت (65 و72 درجة مئوية) ويمكنها أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 185 درجة فهرنهايت (85 درجة مئوية). تتشارك T. thermophilus الكثير من جيناتها مع بكتيريا أخرى أليفة للظروف القاسية وهي Deinococcus radiodurans التي تتميز بمقاومة عالية للإشعاع، لكنها لا تقدر تمامًا على تحمل الحرارة الشديدة.