Halofilní

Životní styl

Většina halofilních a slanomilných živočichů využívá energii k odstraňování soli ze své cytoplazmy. Za normálních okolností by organismy žijící v blízkosti velkého množství soli ztrácely vodu a umíraly v důsledku osmózy. Voda uvnitř organismu by se přesouvala z vnitřku buňky do jejího vnějšího prostředí. Je to proto, že vždy dochází k pohybu vody, aby bylo dosaženo stavu, kdy jsou koncentrace soli na obou stranách buněčné membrány stejné.

Cytoplazma halofilů musí být izotonická vůči prostředí, aby přežila.

K dosažení tohoto stavu používají halofilové dvě různé metody. Při prvním způsobu (který používají hlavně bakterie, některá archea, kvasinky, řasy a houby) se organické sloučeniny ukládají do cytoplazmy. Tyto sloučeniny pomáhají organismu přežít stres způsobený osmózou. Nejčastěji používané rozpuštěné látky pro tento proces jsou neutrální a zahrnují aminokyseliny a cukry. Výhodou této metody je, že organismy mohou žít v širším rozmezí koncentrací solí. Také pokud nejsou bílkoviny vystaveny vysokým hladinám soli, nemusí se na vysoké hladiny soli adaptovat. To vyžaduje, aby organismus spotřeboval mnohem více energie než níže uvedená adaptace.

Druhou, méně častou adaptací je selektivní příjem draselných iontů (K⁺ ) do cytoplazmy. Na oplátku organismus odčerpává sodíkové (Na⁺ ) ionty pomocí sodíko-draselné pumpy. Místo draslíku mohou být použity ionty sodíku, ale nejčastěji se používá draslík. Tuto adaptaci využívá pouze jeden řád bakterií a jedna čeleď Archaea. Výhodou této metody je, že spotřebovává mnohem méně energie než výše uvedená adaptace. Hlavní nevýhodou této adaptace je to, že veškerá technika uvnitř buňky (enzymy, strukturní proteiny atd.) musí být přizpůsobena vysokým hladinám neorganických iontů a vysokým hladinám soli. To je mnohem náročnější než výše popsaná adaptace.

Většina halofilních organismů používá pouze jednu z těchto dvou metod, ale několik halofilů může používat obě.

 
Sodíko-draslíková pumpa, kterou někteří halofilové používají k příjmu draselných iontů a odstraňování sodíkových iontů.  

Kategorizace

Halofily se dělí do kategorií podle obsahu soli, při kterém nejlépe rostou. Halofily lze rozdělit buď na mírné halofily, střední halofily, nebo extrémní halofily. Mírní halofilové rostou nejlépe v koncentracích soli kolem 2 % až 5 %. Příkladem mírného halofila je Erythrobacter flavus. Mírní halofilové žijí v bahně na dně oceánu, v mořské vodě a v zahradní půdě.

Středně silní halofilové rostou nejlépe v koncentracích soli kolem 5 % až 20 %. Příkladem mírných halofilů jsou organismy z rodů Desulfovibrio, Desulfocella, Desulfohalobium a Desulfotomaculum. Středně silní halofilové žijí v mořských slaniscích, slaných jezerech, ve hmotě na mořském dně a v ropných solných polích.

Extrémní halofilové rostou nejlépe v koncentracích soli od 20 do 30 %. Příkladem extrémních halofilů je Salinibacter ruber a organismy ze třídy Halobacteria. Extrémní halofily žijí v Mrtvém moři na Blízkém východě a v člověkem vytvořených solných lázních (jezera používaná k výrobě mořské soli).

 

Význam a použití

V přírodě

Halofilové hrají v ekosystémech důležitou roli. Halofilové například často podporují celé populace volně žijících ptáků.

Halofilové jsou užiteční při čištění znečištěného prostředí. Odpadní voda s koncentrací soli vyšší než 2 % je pro halofily ideální k odstraňování organických znečišťujících látek. Bylo například prokázáno, že halofilové odstraňují ze svého prostředí fenol (jedovatou chemickou látku). To by mohlo vést k budoucímu využití při čištění ropných skvrn.

Při kvašení

Halofily hrají důležitou roli při kvašení některých potravin. Halofilové například fermentují sójové a rybí omáčky. Halofily také fermentují solené ryby.

V biotechnologiích

Halofilní mikroorganismy jsou užitečné v biotechnologiích. Sloučeniny, které některé halofily vytvářejí, jsou cenné. Některé z těchto sloučenin se nikde jinde v živém světě nevyskytují. Enzymy odolné vůči soli, které halofilové produkují, lze využít různými způsoby. Tyto enzymy by se například mohly používat v hrubých průmyslových procesech, jako je zpracování potravin.

Někteří mírní halofilové produkují cukry mimo buňku. Tyto cukry se mohou používat jako zahušťovadla a emulgátory v ropném průmyslu a v medicíně.

 
Halofilní jednobuněčné organismy zbarvují pánve těchto solných odpařovacích jezírek. V závislosti na úrovni zasolení převládají různé druhy, což vede k různým barvám.  

Související stránky

• Extremophile
• Haloarchaea
• Povodí L'Atalante
• Loricifera