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嗜極生物
生活在黃石國家公園裏的嗜熱生物
嗜極生物（英文：Extremophile），或者稱作嗜極端菌，是可以（或者需要）在極端環境中生長繁殖的生物，通常爲單細胞生物。[1][2]与此相对的，在较为温和的环境中生活的生物，可称为中温生物（Mesophile）和中性生物（Neutrophile）。“極端”環境的定義是人類中心論的，而對這些生物本身而言，這些環境卻是很普通的。也就是說，嚴格來講，這些“極端環境”是一些生物可以生存的地方，不論人類認爲這些地方是普通的還是極端的。舉例來説，人可以被分類爲嗜溫好氧生物。
當我們描述這些從人類看來極端的環境中生存的生物時，多數嗜極生物屬於古菌，儘管有時候這個詞包含一些細菌和真核生物。並非所有的嗜極生物都是單細胞的。比如嗜冷的蛩蠊（昆蟲）和南極磷蝦（甲殼類），以及能在任何環境都能存活的熊蟲（緩步動物門）就屬於嗜極後生動物。
目录
1 嗜極生物的種類
2 参看
3 参考资料
4 扩展阅读
5 外部链接
嗜極生物的種類
對於嗜極生物有很多種分類方法，都是根據其選擇與其它生物“正常”環境不同的特性分類的。這些分類並不互相排斥。比如，在地下深處高溫巖石中生活的生物既是嗜熱生物，也是嗜壓生物。
- 氧氣含量（最终电子受容体）
好氧生物（Aerobic organism）：在有氧存在的环境下生长的生物。
专性需氧生物（Obligate aerobe）：在10～20％有氧环境下生长的生物。
兼性需氧生物（Facultative aerobe）：在无氧到20％有氧环境下生长的生物。
微需氧微生物（Microaerophile）：需要在2～10％有氧环境下生长的生物。
纳需氧微生物（Nanaerobe）：需要在2％以下有氧环境下生长的生物。
厭氧生物（Anaerobe organism）：不需要氧氣生長的生物。
专性厌氧生物（Obligate anaerobe）：需要完全缺氧環境維持生活。
兼性厌氧生物（Facultative anaerobie）：在有氧的環境中進行有氧呼吸，在缺氧的環境下，部份會進行發酵，部份則進行無氧呼吸。
耐氧厌氧生物（Aerotolerant）：可以在有氧氣的環境下生存，但牠們不會使用氧氣作為最终电子受容体。
- 營養類型
无机自养生物（lithoautotroph）：使用無機物作爲電子來源利用无机碳源製造生物量。
化能自养生物（Chemolithotrophs）：利用化學能量固定无机碳源而製造生物量
光能自养生物（Photolithotrophs）：使用光作爲能量來源，以無機物（水）作爲電子供体且利用有機物碳源。
无机异养生物（lithoheterotroph）：使用無機物作爲電子來源利用有機物碳源製造生物量。
化能异养生物（Chemoorganotrophs）：利用化學能量，利用有機物碳源。
光能异养生物（Photoorganotrophs）：使用光作爲能量來源，利用有機物碳源。
混合营养生物（Mixotroph）：同时进行無機营养与有機营养的生物。
- 温度
- 高温生物（Thermophilc organisms）：可以在60℃以上生活的生物。
超嗜熱生物（Hyperthermophile）：可以在更高的溫度下（約85～130℃）生活的生物，最低55℃以上。
极端嗜热生物（Extremely Thermophile）：可以在比较高的溫度下（約80～85℃）生活的生物，最低40℃以上。
专性嗜熱生物（Obligetely Thermophile）：可以在相對高的溫度下（約60～80℃）生活的生物，最适65～70℃，最低40℃以上。
兼性嗜热生物（Thermotroph，Facultative Thermophile)：最適生長溫度介於45℃～60℃之間，最高在50～65℃之间，最低30℃以下。
耐热生物（Thermotrophs，Thermotolerant)：最适生长温度仍在中温范围内，最高在45～55℃，最低30℃以下。
中温生物（Mesophile）：可以在15-60℃生活的生物。- 低温生物（Psychrophilic organisms）：可以在15℃以下生活的生物。
耐冷生物（Psychrotrophs，Psychrotolerant)：最高生长温度20℃以上，最适15℃以上，在0～5℃可生长繁殖。
兼性嗜冷生物（Psychrotroph，Facultative Psychrophil)：能在0～7℃下生長，最适为20～40℃，最高高於35℃。
专性嗜冷生物（Obligetely Psychrophile）：最适生长温度15℃或更低，最高生长温度20℃或更低，最低生长温度0℃或以上。
极端嗜冷生物（Extremely Psychrophile）：能在-15～10℃下生長，最适生长温度-2℃以上，10℃则不能生长。
嗜冰生物（Cryophiles）：生长温度-10℃以下，有些适应温度低于-20℃～-200℃。
- 高温生物（Thermophilc organisms）：可以在60℃以上生活的生物。
- pH值
- 嗜酸生物（Acidophilc organisms）：
嗜硫酸生物（Sulphophiles）：代谢产物是硫酸，具有高度酸性pH值接近0。
极端嗜酸生物（Extreme Acidophiles）：生活在火山地区的酸性热水中，能生活在pH值1以下的环境中。
专性嗜酸生物（Obligate Acidophiles）：生長上限pH值小於等於3，最適宜生长pH值在1.0～2.5的环境中。
嗜酸生物（Acidophiles）：在pH3～5之间最适或生长良好。
兼性嗜酸生物（Facultive Acidophiles）：最适生长pH小於3并且在中性环境中也能生长。
耐酸生物（Acidtolerant）：生长在pH3～5，pH3以下不能生长，但在中性pH下也能生活的生物。
中性生物（Neutrophile）：最適生長pH值5～9。- 嗜碱生物（Alkaliphilc organisms）：
耐碱生物（Aalkalotolerant）：在pH7～9生长，pH9.5以上不能生长，而生长的最适pH为中性或接近中性的生物。
兼性嗜碱生物（Facultive Alkaliphiles）：最适生长pH大於等於10并且在中性环境中也能生长。
嗜碱生物（Alkaliphiles）：在pH9～10之间最适或生长良好，在pH6.5左右不能或仅能缓慢生长。
专性嗜鹼生物（Obligate Alkaliphiles）：最適生長pH值大於等於10，在pH低于8～9时不生长。
极端嗜碱生物（Extreme Alkaliphiles）：多数生活在盐碱湖或碱湖、碱池中，生活环境pH值可达11.5以上。
- 嗜酸生物（Acidophilc organisms）：
- 盐度
非嗜盐生物（Non-Halophile）：最适生长盐度即氯化钠浓度小於2%。
耐盐生物（Halotolerant）：既能在低盐度下正常生活4，又能在2～12%（0.2～2.5mol/L）氯化钠浓度高盐度环境下生活。
极端耐盐生物（Extreme Halotolerant）：既能在低盐度下正常生活，又能耐受12%（2.5mol/L）以上氯化钠浓度。
嗜鹽生物（Halophile）：需要最少0.2M鹽濃度生活的生物。
兼性嗜盐生物（Facultative Halophiles）：既能在0.1mol/L氯化钠浓度低盐度下正常生活，又能在（0.5～2.5mol/L）高盐度环境下生活。
低度嗜盐生物（Slight Halophiles）：耐受2%～3%（0.2～0.5mol/L）氯化钠浓度。
中度嗜盐生物（Moderate Halophiles，Mesohalophilic)：耐受3%～12%（0.5～2.5mol/L）氯化钠浓度。
边缘极端嗜盐生物（Borderline Extreme Halophiles）：最适合（1.5～4mol/L）氯化钠浓度中生长。
极端嗜盐生物（Extreme Halophiles）：耐受12%～30%（2.5～5.2mol/L）氯化钠浓度。
- 渗透压（水分活度Aw，也称水活性）
耐高渗生物（Osmotolerant）：在普通环境下生长，也能耐受高渗透压的环境。水活性很低。
嗜高渗生物（Osmophile）：适应高渗透压的环境下，如高糖浓度的环境下生长。水活性很低。
- 營養物濃度
富营养生物（Copiotroph）：在營養物濃度很高（10gC/L）的環境中生活的生物。
兼性贫营养生物（Facultative Oligotroph）：一些在富营养培养基中经反复培养后也能适应并生长的贫营养生物。
专性贫营养生物（Obligate Oligotroph）：在營養物濃度很低（1~15mgC/L）的環境中生活的生物。
岩内生物（Endolith）：生活在岩石内部的生物。
裂隙岩内生物（Chasmoendolith）：生活在岩石的裂隙和裂缝的生物。
隐藏岩内生物（Cryptoendolith）：生活在多孔岩石腔体空洞结构的生物。
真岩内生物（Euendolith）：凿岩生物，进入到岩石内部，形成符合的身体形状的隧道。
石下生物（Hypolith）：生活在沙漠地區或極地岩石之下的生物。- 压力（静水压）
常压生物：最适生长压力为1个大气压的正常压力。
耐壓生物（Piezophilerant）：最适压力为正常大气压，但也能耐受500个大气压以下的高压力。
嗜壓生物（Piezophile）：最適生長於高壓環境的生物。
兼性嗜壓生物（Facultative Piezophiles）：正常大气压下能生活，500个大气压上也能生活。
专性嗜壓生物（Obligate Piezophiles）：最适生长压力为500个大气压以上，最高可达1000个大气压以上，低于40个大气压不能生活。
- 嗜重生物（Barophile）
- 重力
耐超重生物（Hypergravity organisms，Hyperaccelerations)：在超过1.5万倍至40万倍地球重力的超重环境下可以生存。
耐低重力生物（Hypogravity organisms）：在低重力的环境下正常生存。
- 辐射
耐輻射生物（Radioresistant）：可以忍受5000戈瑞以上高強度輻射的生物，对紫外线、电离辐射等都具有极强抗性的。
- 真空
- 耐真空生物
- 脱水
- 耐脱水生物
- 干燥
耐旱生物（Xerophile）：只需要少量水分就能生活的生物。
- 极端化学环境
耐毒性生物（Toxitolerante）：在有毒物质存在时仍能生长的生物。有毒物质的耐受值（Toxitoleranz）1（非常敏感）到9（高耐受性）。
耐二氧化碳生物（Capnophile）：在纯二氧化碳环境仍能生长的生物。
耐甲烷生物（Methanophile）：适合于高浓度的甲烷环境的生物。
耐金屬生物（Metallotolerant）：可以忍受高濃度重金屬，如銅、鎘、砷、鋅的生物。例子如：Ferroplasma sp., Cupriavidus metallidurans和GFAJ-1.[3][4][5]
耐有机溶剂生物（Organic-solvent-tolerant,OST）：可适应各种亲脂性溶剂如烷烃、烷醇、芳香烃的毒性。
- 多种极端环境
兼性嗜极生物（Facultatire extremophilie）：生命体能在两种或两种以上的极端环境条件下生存。
- 嗜热嗜酸生物（Thermoacidophile）
- 嗜热嗜碱生物（Thermoalkaliphile）
- 嗜冷嗜碱生物（Psychroalkaliphile）
- 嗜盐嗜碱生物（Haloalkaliphile）
多重嗜极生物（Polyextremophile）：生命体能在多种的极端环境条件下生存。
新确定的嗜（-philes）极端生物类型总是在不断增加。化妆品产品的污染是罕见的，但是在发胶中发现的Microbacterium hatanonis是一种特别的极端生物。[6]在沥青湖彼奇湖（Pitch Lake）中就有微生物生活，研究表明沥青湖中的极端微生物在106到107细胞/克。[7][8]最近一个具有硼耐受性的强嗜硼生物（Borophiles）细菌Bacillus boroniphilus被发现。[9]研究这些嗜硼生物可能有助于阐明硼中毒和缺硼机制。
参看
嗜食极端生物（Extremotroph）
参考资料
^ Rampelotto, P. H.（2010）. Resistance of microorganisms to extreme environmental conditions and its contribution to Astrobiology. Sustainability, 2, 1602-1623.
^ Rothschild, L.J.; Mancinelli, R.L. Life in extreme environments. Nature 2001, 409, 1092-1101
^ Studies refute arsenic bug claim. BBC News. 9 July 2012 [10 July 2012].
^ GFAJ-1 Is an Arsenate-Resistant, Phosphate-Dependent Organism. Science. 8 July 2012 [10 July 2012]. doi: 10.1126/science.1218455. 引文使用过时参数coauthors (帮助); 参数|id=值左起第53位存在删除符 (帮助); Authors list列表中的|first1=缺少|last1=(帮助); 使用|coauthors=需要含有|author=(帮助)
^ Absence of Detectable Arsenate in DNA from Arsenate-Grown GFAJ-1 Cells. Science. 8 July 2012 [10 July 2012]. doi: 10.1126/science.1219861 . 引文使用过时参数coauthors (帮助); 参数|id=值左起第53位存在删除符 (帮助); Authors list列表中的|first1=缺少|last1=(帮助); 使用|coauthors=需要含有|author=(帮助)
^ Mohammad Abdul Bakir, Takuji Kudo and Yoshimi Benno. Microbacterium hatanonis sp. nov., isolated as a contaminant of hairspray. International Journal of Systemic and Evolutionary Microbiology. 2008, 58 (Pt 3): 654–658. PMID 18319473. doi:10.1099/ijs.0.65160-0.
^ Microbial Life Found in Hydrocarbon Lake. the physics arXiv blog 15 April 2010.
^ Schulze-Makuch, Haque, Antonio, Ali, Hosein, Song, Yang, Zaikova, Beckles, Guinan, Lehto, Hallam. Microbial Life in a Liquid Asphalt Desert.
^ A novel highly boron tolerant bacterium, Bacillus boroniphilus sp. nov., isolated from soil, that requires boron for its growth. Extremophiles Vol. 11, p. 217-224.
扩展阅读
Wilson, Z. E. and Brimble, M. A. Molecules derived from the extremes of life. Nat. Prod. Rep. January 2009, 26 (1): 44–71. PMID 19374122. doi:10.1039/b800164m.
Rossi M; 等. Extremophiles 2002. J Bacteriol. July 2003, 185 (13): 3683–9. PMC 161588. PMID 12813059. doi:10.1128/JB.185.13.3683-3689.2003. 引文格式1维护：显式使用等标签 (link)
Satyanarayana, T.; Raghukumar, C.; Shivaji, S. Extremophilic microbes: Diversity and perspectives. Current Science. July 2005, 89 (1): 78–90. 引文使用过时参数coauthors (帮助)
C.Michael Hogan. Extremophile. Encyclopedia of Earth, National Council of Science & the Environment, eds. E,Monosson & C.Cleveland. 2010.
外部链接
- Extreme Environments - Science Education Resource Center
- Extremophile Research
- Eukaryotes in extreme environments
- The Research Center of Extremophiles
- DaveDarling's Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight
- The International Society for Extremophiles
- Idaho National Laboratory
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