Acidofile bakterier:Overlever i miljøer med ekstremt lav pH

Jupiterimages/Stockbyte/Getty Images

Organismer, der trives under fjendtlige forhold, er kendt som ekstremofiler. Dem, der blomstrer i meget sure omgivelser - typisk med en pH under 3 - kaldes acidofiler. Acidofile bakterier kan findes i forskellige levesteder, fra dybhavshydrotermiske åbninger til geotermiske kilder i Yellowstone og endda inde i menneskets mave. Deres bemærkelsesværdige tilpasninger giver dem mulighed for ikke kun at overleve, men ofte at dominere i disse barske miljøer.

Helicobacter pylori

Helicobacter pylori er en spiralformet bakterie udstyret med flere flageller, der gør den i stand til at navigere i maveslimhinden. Det er ansvarligt for 80-90% af mavesår. Mens mavens pH kan falde til så lavt som 2 - tilstande, der denaturerer proteiner og er dødelige for de fleste mikrober - H. pylori har udviklet strategier for at reducere sit energiforbrug på syrebeskyttelse. Det opholder sig overvejende i slimlaget, hvor det forbliver afskærmet. Når bevægelse er nødvendig, udskiller den et lokaliseret, bufferende mikromiljø, der neutraliserer den omgivende surhedsgrad, så den kan krydse maveslimhinden sikkert.

Thiobacillus acidophilus

Thiobacillus acidophilus er et eksempel på en termo-acidofil, der trives i både høje temperaturer og lav pH. Denne bakterie er ofte isoleret fra sure gejserbassiner i Yellowstone National Park. Det er også fotosyntetisk, og høster solenergi for at brænde dets stofskifte. Dens overlevelse afhænger af en højeffektiv protonpumpe, der aktivt udstøder overskydende brintioner og opretholder en intern pH, der beskytter dets cellulære maskineri mod syre-induceret skade.

Acetobacter aceti

I modsætning til mange acidofiler, der er afhængige af buffersystemer, har Acetobacter aceti modificeret sine proteiner til at modstå sure forhold direkte. En undersøgelse offentliggjort i Applied Environmental Microbiology identificeret over 50 specialiserede proteiner, der har udviklet sig til at give syretolerance. Denne unikke tilpasning har praktiske fordele; arten er blevet udnyttet i årtusinder til at producere eddikesyre, nøglekomponenten i eddike.

Oligotropha corboxydovorans

Hydrotermiske dybhavsventiler, fri for sollys, udsender syre og andre giftige stoffer. Alligevel understøtter de komplekse økosystemer. Et bemærkelsesværdigt eksempel er symbiosen mellem muslinger og Oligotropha corboxydovorans. Muslingen giver ly, mens bakterien forbruger brint frigivet af udluftningsvæsker og genererer energi, der opretholder begge partnere. Ved at omdanne brint til brugbar energi fungerer O. corboxydovorans i det væsentlige som en mikroskopisk brændselscelle, der gør syreproduktion til en livsopretholdende proces.