Термофил это: Пломбирование зубных каналов Термофилом (Thermafil): особенности

Пломбирование зубных каналов Термофилом (Thermafil): особенности


Методика пломбирования корневых каналов Термофил широко применяется в нашей стоматологии на м речной вокзал. Ее использование позволило нам работать без осложнений и успешно лечить зубы с гнойно-воспалительными очагами инфекции. Благодаря данной технологии можно избавить многих пациентов от травматической операции резекции верхушки корня, что ранее часто применялось в стоматологической практике.

Внутри зуба располагается полость с кровеносными сосудами и нервами. Если процесс кариозного поражения запущен и затрагивает нерв зуба, полость эту приходится механически и медикаментозно очищать и пломбировать, иначе инфекция проникнет из пораженного зуба в костную ткань челюсти. Сложность пломбирования канала зуба заключается в том, что в нем имеется много маленьких боковых ответвлений, которые не всегда удается заполнить пломбировочным материалом.

Стоматологической Ассоциация России рекомендует следующие методы пломбирования корневых каналов:

• пломбирование пастой с использованием центрального гуттаперчевого штифта после его предварительной припасовки;

• метод разогретой гуттаперчи;

• метод разогретой гуттаперчи на носителе;

• латеральная конденсация гуттаперчи;

• метод депофореза (при повторном эндодонтическом лечении в случаях неэффективности других методов и только при согласии пациента).

Не рекомендуется пломбировать каналы одной только пастой, так как данная технология не гарантирует долгосрочный эффект. Нельзя применять и резорцин-формалиновый метод, так как он оказывает неблагоприятное влияние на здоровье пациентов и ткани ротовой полости.

В нашей стоматологической клинике мы используем и традиционные, хорошо зарекомендовавшие себя методики пломбировки каналов, и новые современные технологии, в частности, пломбирование системой Термофил.

Расскажем подробнее, что представляет собой данная система. Термофил – это способ пломбирования корневых каналов зуба разогретой гуттаперчей на пластиковом носителе, который носит название обтуратор. Процедура следующая: пластиковый штифт с разогретой гуттаперчей медленно вводится в корневой канал, и гуттаперча под давлением заполняет все боковые канальцы и ответвления. Кстати отсюда и произошло второе название данной методики – объемное пломбирование, так как при этом пломбируется сразу вся корневая система зуба.

Разогретая гуттаперча очень пластична и потому отлично запечатывает не только основной канал зуба, но и небольшие боковые канальцы, неровности на внутренней поверхности канала зуба. Результат – одновременное качественное пломбирование основного и всех дополнительных каналов зуба. Это позволяет добиться высокой герметичности пломбирования, что значительно снижает риск развития в корневом канале болезнетворных микроорганизмов. К тому же, система Термофил предполагает использование менее токсичных пломбировочных паст и в меньшем количестве, а это позволяет значительно снизить интенсивность боли в зубе после проведения процедуры пломбирования каналов. Кроме того, при использовании системы Термофил значительно сокращается время лечения, что создает дополнительный комфорт для пациента.

Конечно, методика требует больших материальных затрат: необходима бормашина с эндодонтическим наконечником, специальные печи для разогрева гуттаперчи, высококачественные дорогостоящие эндодонтические инструменты (многие из которых могут использоваться лишь несколько раз).

Несмотря на это система Термофил приобрела широкую популярность в стоматологии и успешно применяется сегодня в нашей стране. Основные преимущества системы Термофил:

• обеспечение более высокой по сравнению с другими методами герметичности пломбирования;

• меньший риск возникновения воспалительный процессов после пломбирования;

• меньшая токсичность для организма пациента;

• отсутствие болезненных реакций после процедуры пломбирования корневого канала зуба;

• быстрота лечения.

Ни один из методов пломбировки каналов не является идеальным, имеет и достоинства, и недостатки. Нельзя сказать, что один из них лучше или хуже остальных. Для достижения наилучших результатов лечения решение о том, какой метод стоит применять, принимается на основании анализа клинической ситуации. Такой подход является наиболее оптимальным, и именно им руководствуются наши врачи стоматологи при проведении лечения.

Пломбирование системой Термофил — Стоматология Здоровая Улыбка в Москве

Пульпит и периодонтит – это серьезные осложнения кариозного процесса, успех лечения которых напрямую зависит от качества пломбировки корневых каналов. В нашей клинике «Здоровая Улыбка» этим вопросом занимаются высококвалифицированные специалисты-эндодонтологи, умело использующие в своей работе самые передовые технологии, в том числе уникальную систему «Термофил»(«Thermafil»), позволяющую производить эффективную обтурацию и основного, и боковых каналов зуба.

Система «Термофил» состоит из жестких штифтов различных размеров, верификаторов и печи, предназначенной для размягчения пломбировочного материала. Штифты, или эндообтураторы, имеют конусообразную форму и представляют собой пластиковые либо металлические стержни, покрытые слоем гуттаперчи, изготовленной специальным, запатентованным способом.

Благодаря применению «Термофила» удается обеспечить трехмерное пломбирование абсолютно всей системы корневого канала и избежать формирования пустот с такими крайне нежелательными последствиями, как рецидив инфекционного процесса и образование кист и гранулем.

Специалисты нашей клиники «Здоровая Улыбка» имеют большой опыт применения этого метода. Проходит процедура под анестезией. Прежде, чем приступить непосредственно к пломбировке канала, доктор подвергает его соответствующей механической и медикаментозной обработке, полностью удаляя инфицированный дентин. Чтобы максимально качественно выполнить все манипуляции, наши врачи используют апекслокатор, прибор, дающий возможность буквально с ювелирной точностью определить так называемую «рабочую» длину канала зуба. Штифт подбирают, задействуя калибровочный инструмент – верифер. Далее на стенки канала зуба в районе средней его трети и устьевой части бумажным штифтом наносят небольшой объем силера, играющего роль герметика и лубриканта.

laquo;Термофил» нагревают в специальной печи. Размягченную гуттаперчу на жестком носителе вводят в канал зуба под давлением, таким образом добиваясь полного заполнения не только основного корневого канала, но и всех его ответвлений, и верхушечной дельты. Глубина проникновения стержня при этом очень четко контролируется, и канал надежно пломбируется вплоть до апикального отверстия, даже в тех случаях, когда он сильно искривлен.

Как показывает практика, пломбирование каналов «Термофилом» гарантирует поистине превосходную герметизацию, уровень которой приблизительно раз в двадцать выше, чем при обтурации каналов зуба рядовым гуттаперчевым штифтом.

Иногда пациента на протяжении одного–двух дней после пломбирования каналов «Термофилом» может беспокоить некий дискомфорт и/или болезненность в процессе накусывания на пролеченный зуб. Подобные симптомы, обусловленные баротравмой периодонта вследствие выдавливания воздуха, который находится в просвете корневого канала, в периапикальные ткани, как правило, исчезают сами собой и не требуют дополнительного назначения медикаментов.

Если в будущем после пломбировки корневого канала по данной методике возникает необходимость удалить «Термофил» (например, чтобы подготовить зуб под штифтовую конструкцию) никаких особых трудностей не возникает, так как материал может быть извлечен без проблем.

Термофил – определение и примеры

Термофил

сущ. , множественное число: термофилы

[ˈθɜːməʊˌfaɪl]

Определение: организм, «любящий высокую температуру»

Содержание

Термофилы Определение

Что такое термофилы? Давайте сначала поймем буквальное значение слова « термофил ». Термальный — это термин, относящийся к теплу, тогда как « philes» относится к привязанности к определенной вещи. Таким образом, как следует из названия, 9 0014 термофилов — это организмы, имеющие сродство или склонность к высокой температуре, или, проще говоря, любящие высокую температуру организмы известны как термофилы .

Что такое термофил в биологии? Термофилы – это теплолюбивые организмы, которые демонстрируют оптимальный рост при температуре выше 60ºC или 140ºF . Таким образом, организмы, которые растут вблизи глубоководных вулканических жерл, вероятно, являются термофилами. Термофилы населяют множество экстремальных экологических мест, таких как горячие источники, гидротермальные жерла, обнаруженные под морскими глубинами, тектонически активные линии разломов земли, вулканические участки и места разложения (такие как компостные кучи и органические свалки).

Организмы, обладающие способностью выживать и процветать в очень сложных условиях окружающей среды, таких как температура, pH, соль и радиация, известны как экстремофилы . Clostridium paradoxum , Bacillus, Sulfurovum, Epsilonproteobacteria, и т. д. являются некоторыми из примеров экстремофильных бактерий. Экстремофилы, которые выживают в условиях экстремально высоких температур, например, в горячих источниках или геотермальных жерлах, известны как экстремальных термофилов .

Термин термофилы в основном используется для обозначения бактерий и архей (термофильных прокариот), которые могут процветать в местах обитания с высокими температурами. Таким образом, если мы должны рассмотреть схему классификации с пятью царствами, царство, в котором есть термофильные организмы, — это царство Monera , царство, состоящее из архей и эубактерий. Однако здесь должно быть ясно, что не все монеры или прокариоты являются термофилами, а только те из них, которые являются термоустойчивыми бактериями или теплолюбивыми бактериями . Примеры научных названий бактериальных термофилов: Thermotoga maritima (тип Thermotogae), Thermus aquaticus ,  и Thermus thermophilus –The erumocbacteria (последние два принадлежат к типу Derumocbacteria). Предполагается, что термофильные бактерии относятся к числу самых ранних форм эубактерий. Тем не менее, наиболее известными термофилами являются археобактерии. Например, Methanopyrus kandleri — это термофильный археон, который хорошо себя чувствует при температуре 250ºF и считается « самый горячий» термофил .

Рисунок 1: Thermus aquaticus – термофильный прокариот – является источником термостойкого фермента Taq ДНК-полимеразы , используемого в полимеразной цепной реакции (ПЦР) амплификации ДНК. Источник изображения: Мария Виктория Гонзага из Biology Online ( Thermus aquaticus , фото предоставлено Центром пищевых исследований и разработок, Министерство сельского хозяйства и агропродовольствия Канады)

прокариоты термофилы? Является ли термофил эукариотом? Существуют ли термофильные эукариоты? Ответ на этот вопрос состоит в том, что термофилы – это прежде всего прокариоты, а единственными репрезентативными эукариотическими термофилами являются термофильные грибы , например, Myceliophthora thermophila , способные расти при температуре выше 20ºC до 60-62 ºC. По сравнению с термофильными прокариотами, нет других эукариот, которые могли бы так же выдерживать такие высокие температуры. В отличие от термофильных прокариот, другие организмы погибнут в течение заданного периода воздействия высокой температуры. Все термофилы — организмы, любящие высокую температуру; однако немногим термофилам могут потребоваться другие физические или химические условия, такие как присутствие серы, кислой воды, карбоната кальция или кислые условия и т. Д., Для их оптимального выживания и роста. Итак, термофилы обладают способностью выживать и процветать в одних из самых суровых условий окружающей среды, которые существуют на Земле.

Рисунок 2: Myceliophthora thermophila – термофильный эукариот, способный жить в среде с температурой выше 45ºC. Источник изображения: Мария Виктория Гонзага из Biology Online; Myceliophthora thermophila Фото предоставлено Адрианом Цангом, Университет Конкордия, Канада.

Биологическое определение:
A термофил – это организм, приспособленный к жизни при относительно высоких температурах, примерно от 60 до 140 °C (от 113 до 252 °F). Они являются примером экстремофилов. Термофилы — это в основном прокариоты из домена Archaea. Они встречаются в местах с высокой температурой или в регионах с геотермальным подогревом, таких как горячие источники, глубоководные гидротермальные источники, торфяные болота и компост. Они способны процветать при таких экстремальных температурах, потому что содержат ферменты, способные функционировать при высоких температурах. Пример термофила Бациллы стеаротермофильные. Этимология: «термос»-, что означает «теплый», «горячий» и «филе», что означает «любовь». Вариант: термофил (реже) . Связанный термин: гипертермофил

Как термофилы могут жить в жаркой среде?

Теперь ясно, что термофильные организмы обладают способностью выживать при очень высоких температурах, при которых погибают другие микроорганизмы. Знаете ли вы, при какой температуре погибают бактерии? Большинство бактерий, кроме термофильных, не выживают при температуре выше 65ºC или 149ºF.

Замечательная способность этих организмов выживать в таких экстремальных тепловых условиях окружающей среды обусловлена ​​рядом факторов, в том числе:

  • Проницаемость клеточной мембраны. Клеточная мембрана термофильных бактерий состоит из липидов жирных ациловых эфиров . Липидные мембраны из жирных ациловых эфиров сильно зависят от температуры и демонстрируют фазовый переход при изменении температурного режима. Следовательно, проницаемость клеточной мембраны и, следовательно, микробный рост контролируются изменением температуры окружающей среды. Архебактерии, которых гипертермофилы , в их мембране отсутствуют жирные кислоты; вместо этого термофильные археи содержат изопреновых единиц, которые связаны друг с другом посредством эфирных связей. Эти эфирные связи и разветвленная структура изопреновых звеньев повышают термостабильность, но снижают текучесть мембраны, что позволяет архебактериям выживать даже в условиях экстремально высоких температур. Таким образом, химическая стабильность липидной мембраны термофилов позволяет им выживать в суровых температурных условиях окружающей среды.
  • Термостабильные ферменты и белки. Термофильные организмы обладают особыми ферментами и белками, термостабильными. Эти термостабильные ферменты и белки различаются аминокислотной последовательностью в критических областях, что позволяет этим ферментам или белкам складываться таким образом, что они остаются защищенными даже при высоких температурах. Вот почему некоторые бактерии метаболически активны в горячих источниках, потому что они обладают термостабильными ферментами и белками, которые позволяют им выживать даже в условиях чрезвычайно высокой температуры.
  • Температура.  В клеточной мембране термофилов есть термофильные липиды. Характерно, что компоненты или состав термофильных липидов меняются в зависимости от изменения температуры.
  • Содержание G+C. Более высокое содержание G (гуанина) и C (цитозина), по-видимому, обеспечивает большую термостойкость. Это связано с тем, что G и C могут образовывать больше водородных связей, чем, например, A (аденин) и T (тимин) в ДНК. Большее количество водородных связей обеспечивает структурную стабильность нуклеиновой кислоты. Таким образом, более высокое содержание GC может объяснять способность термофилов выдерживать высокие температуры.
  • Белки.  У термофилов большее количество заряженных аминокислот в поверхностных белках, чем у незаряженных аминокислот. Заряженные аминокислоты образуют межмолекулярных мостиков , обеспечивающих стабильность.

Типы термофилов

Термофилы можно разделить на такие группы, как облигатные термофилы , факультативные термофилы и гипертермофилы . Облигатные термофилы — это те, которым необходимы высокие температуры для роста и развития в окружающей среде. Факультативные термофилы — это те, которые могут процветать как при высоких температурах, так и при относительно более низких температурах, т.е. ниже 50 °C . Гипертермофилы — это термофилы, предпочитающие температуру выше 80 °C для оптимального роста. Поскольку гипертермофилы могут выдерживать чрезвычайно высокие температуры, которые могут нанести ущерб выживанию многих организмов, они относятся к типу экстремофилов.

Термофилы отличаются от мезофилов. Последние лучше всего растут при умеренных температурах, т.е. 20 и 45 °C , которые не слишком горячие и не слишком холодные.

Почему важны термофилы?

Термофилы играют важную биотехнологическую, а также экологическую роль.

  • Термофилы являются важным источником биотехнологических инструментов. Кроме того, они считаются священным Граалем биотехнологии, поскольку являются источником экстремозимов и молекулярных шаперонов .
    • Экстремоферменты — это ферменты, способные функционировать в экстремальных условиях окружающей среды при высокой температуре и кислотно-щелочном рН. Экстремозимы широко используются в промышленности, а также в биомедицинских исследованиях. Одними из наиболее распространенных экстремозимов являются ДНК-полимеразы. Thermococcus litoralis и Thermus aquaticus , которые являются гипертермофильными бактериями, широко используются для их ДНК-полимераз. Другими экстремозимами являются протеазы , ксиланазы , амилазы 9.0017 , глюкоамилазы , глюкозоизомеразы пуллуланазы , аминотрансферазы, глутаматсинтетазы (GS). См. Таблицу 1.
    • Молекулярные шапероны представляют собой белки, которые экспрессируются в условиях экстремального температурного стресса. В качестве источника молекулярных шаперонов используются Sulfolobus shibate и S. solfataricus .
  • Термофильные ферменты из Bacillus stearothermophilus используются для производства биологических стиральных порошков.
  • Термофилы участвуют в разложении загрязняющих веществ.
  • Термофилы проводят биоремедиацию загрязненной нефтью почвы пустыни.
  • Термофилы способствуют иммобилизации тяжелых металлов в почве.
  • Термофилы также используются для преобразования биомассы в биотопливо.
  • Термофилы также способствуют разложению реактивных текстильных красителей.
  • Было обнаружено, что термофилы потенциально разрушают кератин, содержащийся в перьях, что приводит к образованию редких аминокислот, таких как пролин, цистеин, серин и т. д.

Table 1: Source of extremozymes

Extremozyme Source thermophile organism The optimum temperature of extremozyme
Proteases Pyrococcus, Sulfolobus, Thermococcus, Desulfurococcus, Staphylothermus ~100ºC
Амилазы Pyrococcus furiosus, Pyrococcus woessei ~100ºC
Glucose isomerase Streptomyces thermonitrificans ~100ºC
Pullulanase II or amylopullulonase Pyrococcus woessei, Pyrococcus furiosus, Thermococcus lithoralis, Thermococcus celer, Fervidobacterium pennavorans, Desulfurococcus mucosus 105ºC
Glutamase синтетаза Bacillus subtilis 100ºC
Аминотрансферазы Thermococcus lithoralis 100ºC

 

Места обитания термофилов

Где обитают термофилы? Или где водятся термофилы? Термофилы — удивительные организмы. Давайте узнаем о них больше!

Термофилы распространены повсеместно, их можно найти практически везде. Термофилов можно найти на суше, море, снегу, вулканических участках, пустынях, горячих источниках, компостных кучах, резервуарах углеводородов, резервуарах нефти, глубоководных морских отложениях, океанской коре, континентальных глубинах, реакторах анаэробного сбраживания, биогазовых установках. Термофилы чаще всего встречаются в горячих источниках и термальных источниках; например, Йеллоустонский национальный парк в США является одним из крупнейших мест обитания термофилов. Другой значительный ареал термофилов включает Исландию, гору Лассен, Новую Зеландию, Италию и Камчатку.

Классификация

На основе оптимальной температуры для роста и выживаемости микроорганизмы классифицируются следующим образом:

  • Психофилы : Организма, которые процветают при низких температурах (0-15 ° С. К.
  • Мезофилы : Организмы, которые развиваются при умеренной температуре (15-45 ºC)
  • Термофилы : Организмы, которые растут в диапазоне температур от 45 до 122 ºC. Существует три типа термофилов:
    (1) Умеренно термофильный — хорошо себя чувствует при температуре 45°C
    (2) Экстремальный термофил — хорошо себя чувствует при температуре от 70°C до 80°C
    (3) Гипертермофил — хорошо себя чувствует при 80°C C и 113ºC

Как отмечалось в предыдущем разделе, термофилы также могут быть классифицированы как облигатные и факультативные. Разница между ними в том, что облигатным термофилам нужны высокие температуры для выживания и роста. Напротив, факультативные термофилы процветают при высоких температурах, но могут выживать даже при более низких температурах.

Термофилы в сравнении с мезофилами

В широком смысле термофилы — это микроорганизмы, которые растут и размножаются при относительно более высоких температурах окружающей среды (45°C или 60°C и выше). Напротив, мезофилы растут при умеренной экологической температуре (20-45 ºC). Разница между термофилом и мезофилом указана ниже.

Таблица 2: Разница между термофилами и мезофилами

Термофилы Мезофилы
Дайте определение термофилам: термофильные организмы растут и размножаются при более высокой температуре Дайте определение мезофилам: эти организмы растут и размножаются при умеренной температуре интервал температур 20-45 ºC
Генетически термофилы имеют более высокое содержание ГЦ в РНК по сравнению с мезофилами По сравнению с термофилами, мезофилы имеют более низкое содержание ГЦ в РНК
. обладают термофильными ферментами, которые остаются функциональными при более высоких температурах Не обладают термофильными ферментами
. Оптимальная температура, как правило, около 50 ° С . патогенны, поскольку не могут выжить при температуре тела Мезофилы могут быть как патогенными, так и непатогенными
Коммерчески используются в биотехнологической промышленности для получения термостабильной ДНК-полимеразы Used widely in the dairy and wine industry
Examples of thermophiles: Thermococcus kodakarensis, Bacillus stearothermophilus, Thermus aquaticus Examples of mesophiles: Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes

 

Similarities между термофилом и мезофилом

  • Оба микроорганизма чувствительны к температурным условиям и не могут выжить в субоптимальных температурных условиях
  • Оба микроорганизма обладают уникальными преимуществами и незаменимы для жизни на Земле.

Перенос генов и генетический обмен

Горизонтальный перенос генов — важный способ эволюции среди микробов. Горизонтальный перенос генов относится к обмену или переносу генетического материала от одного организма к другому, кроме потомства. Эти организмы, участвующие в совместном использовании генетического материала, могут принадлежать или не принадлежат одному и тому же виду. Термофильные микроорганизмы, а именно археи и бактерии, имеют большое количество общих генов за счет горизонтального переноса генов между ними. Горизонтальный обмен генами помогает термофилам лучше адаптироваться к экстремальным условиям окружающей среды. Трансформация, трансдукция, и конъюгация — это три основных этапа горизонтального переноса генов. Недавние исследовательские отчеты предполагают участие нанотрубок и мембранных везикул (или экзосом ) в горизонтальном переносе генов.

Интересно, что горизонтальный перенос генов чаще встречается у термофилов, чем у микробов, которые процветают в сильно соленых условиях. Горизонтальный перенос генов способствует селективному переносу устойчивых генов, который предлагает способ эволюции генома микробов, делая их способными выживать в устойчивых или экстремальных условиях окружающей среды.

 

 

 

Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы уже узнали о термофилах.

Викторина

Выберите лучший ответ.

1. Что такое термофил?

Организм, предпочитающий места обитания с высокими температурами

Организм, не выживающий в местах обитания с высокими температурами

Организм, избегающий мест обитания с высокими температурами

2. Термофилы оптимально растут при температуре …

ниже 0°С

37°С

выше 60°С

3. Пример обитания термофилов

Лужа

Почва

Горячий источник

4. Термофилы, способные жить при температуре ниже 50 °C

Экстремофилы

Облигатные термофилы

Факультативные термофилы

5. Оптимальная температура для роста гипертермофилов

от 70°С до 80°С

от 80°C до 113°C

от 15°C до 45°C

Отправьте результаты (необязательно)

Ваше имя

На электронную почту

Следующий

Термофилы национального парка Хот-Спрингс

На этой странице навигации

 

Сине-зеленые водоросли (цианобактерии) являются одним из четырех термофилов, которые приспособились к экстремальным температурам наших горячих источников (в среднем 143 ° F, 62 ° C). На изображении выше показан каскад горячей воды возле лужайки Арлингтона в конце Банного ряда.

NPS Фото: Mitch Smith

 

Тихоходки (иногда называемые «водяными медведями») известны как одни из САМЫХ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ экстремофилов. Они могут выдерживать как экстремальные температуры, обезвоживание, экстремальные давления, экстремальную радиацию и даже космический вакуум.

CC Фотография тихоходки Hypsibiusdujardini с использованием СЭМ, сделанная Уиллоу Габриэль из Goldstein Labs

Extremophiles

Научные знания об экологических пределах микробной жизни на Земле резко расширились в начале 19 века.90-х годов, когда микробиологи применяли новые методы молекулярной биологии в широком диапазоне экстремальных условий окружающей среды. Новые открытия произвели революцию в научном понимании биосферы Земли, открыли новые взгляды на историю наземной жизни и увеличили вероятность того, что жизнь может существовать где-то еще в космосе. Ученые обнаружили крошечные виды, живущие в местах, которые ранее были невообразимы.

Экстремофилы (буквально «любящие крайности») определяются как организмы, населяющие среду, которая по человеческим меркам считается суровой. Они охватывают как физические, так и химические крайности. Различные классы экстремофилов были определены на основе характера среды, в которой они находятся.

Термофилы

Хотя многие думают, что очень высокая температура наших термальных источников неблагоприятна для жизни. На самом деле это очень сложные экосистемы. Виды, способные выдерживать экстремальную жару, называются термофилами.

Большинство термофилов живут при температуре от 60 до 80°C (от 140 до 176°F). Термофилы способны расти, осуществлять метаболические процессы и размножаться при этих экстремальных температурах. Один термофил, Pyrolobus fumarii, был обнаружен при температуре 113 ° C / 235 ° F, что выше температуры кипения воды!

Термофилы адаптировали ферменты и белковые молекулы, которые могут выполнять такие функции, как фотосинтез и пищеварение внутри клетки при экстремальных температурах. У большинства организмов ферменты обычно распадаются при температуре выше 47 ° C/116 ° F, но ферменты термофилов более устойчивы, поскольку они очень плотно упакованы и удерживаются особенно прочными связями. ДНК термофилов приспособлена к жизни при высоких температурах. температуры тоже. Этот атрибут используется инновационными способами для развития пищевой, швейной, бумажной и биотехнологической промышленности.

 

Жизнь в экстремальной жаре

Левое изображение

Admin Фонтан, покрытый сине-зелеными водорослями (цианобактериями)

Фото: NPS Photo/Mitch Smith

Правое изображение

Тот же фонтан администратора, сфотографированный термографической камерой FLIR.

Кредит: Фото NPS

На этом фото-сравнении показана обычная фотография фонтана административных термальных источников, покрытого цианобактериями (сине-зелеными водорослями), рядом с аналогичной фотографией, сделанной термографической камерой FLIR, чтобы вы могли наблюдать различные градиенты температуры.

 

Графическое изображение четырех термофильных организмов, обитающих в экосистеме термальных источников в Национальном парке Хот-Спрингс. Дизайн Томаса Уэймута

Теплолюбивые жители национального парка Хот-Спрингс

В нашем парке до сих пор текут 47 родников со средней температурой 143°F (62°C). Из этих 47 источников 35 активно тестируются нашим гидрологом еженедельно.

Есть 4 основных типа термофилов, которые живут в термальных источниках в Национальном парке Хот-Спрингс. Это цианобактерии (сине-зеленые водоросли), термофильные бактерии, остракоды и нанобактерии.

 

Сине-зеленые водоросли — цианобактерии и водоросли

Левое изображение

Фотография цианобактерий (сине-зеленых водорослей) вне воды возле каскада горячей воды

Фото: NPS Photo/Lissa Allen

Правое изображение

Фотография сделана с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ)

Предоставлено: «сине-зеленые водоросли рода Synechocystis» компании BASF по лицензии CC BY-NC-ND 2. 0.

Сообщества водорослей

Исследование 2013 года выявило 45 видов водорослей, обитающих в термальных источниках нашего парка с разным температурным градиентом. 29из них были цианобактерии (сине-зеленые водоросли), а 16 из них были диатомовые (водоросли). Диатомовые водоросли были обнаружены только вблизи источников с более низкой температурой.

Диатомовые водоросли — это одноклеточные водоросли, которые производят 20-50% воздуха, которым мы дышим! Это единственные организмы на планете, клеточные стенки которых состоят из прозрачного кремнезема с витиеватым узором. Диатомовые водоросли удаляют углекислый газ (CO2) из ​​атмосферы и превращают его в органический углерод в форме сахара, а затем выделяют кислород. Это единственные растения, которые могут выжить в наших термальных источниках.

Сине-зеленые водоросли или цианобактерии иногда считают наполовину растениями и наполовину животными. Это потому, что они не являются настоящими водорослями. У них нет ни ядра, ни хлоропластов, ни структур, присущих настоящим фотосинтезирующим водорослям. На самом деле сине-зеленые водоросли больше похожи на бактерии, которые имеют схожие биохимические и структурные характеристики. Сине-зеленые широко распространены на суше и в воде, часто в среде, где не может существовать никакой другой растительности. Они могут переносить температуры в диапазоне от 158 до 163 градусов по Фаренгейту (от 70 до 73 градусов по Цельсию). Один из видов цианобактерий, найденных в нашем парке, Phormidium treleasei, настолько редок, что зарегистрирован только в пяти других местах в мире.

Сине-зеленые — это микроскопические формы жизни, которые демонстрируют несколько различных типов организации. Некоторые растут как отдельные клетки, заключенные в оболочку из слизеподобного материала. Клетки других цианобактерий, в том числе Phormidium treleasei, собираются в колонии или слизистые маты из спутанных нитей, прикрепленных глубоко под водой, которые могут отделяться и всплывать на поверхность.

 

CC Rosser1954 — Цианобактерии покрыли воду и береговую линию, озеро Святой Маргарет, парк Холируд, Эдинбург.

Мы нашли окаменелости цианобактерий, которым более 3 миллиардов лет!

Хотя эти странные виды могут показаться некоторым странными или отвратительными, мы можем быть в долгу перед ними. Многие ученые подозревают, что когда первобытная Земля была намного горячее, фотосинтетическая эволюция сине-зеленых водорослей сделала их инструментом создания атмосферы. Это сделало возможным крупное эволюционное преобразование, приведшее к развитию аэробного метаболизма и последующему возникновению высших форм растений и животных.

 

Остракоды

Следующими обитателями наших термальных источников стали остракоды. Членистоногие класса Ostracoda — одна из самых успешных групп ракообразных, насчитывающая более 8000 живых видов. Они приспособились ко всем видам влажной среды, включая морскую, пресноводную, термальную и даже некоторые наземные среды обитания, такие как мох.

 

Фотографии организмов, сделанные с помощью фотомикроскопа во время исследования остракод в 2017 году.

Фотография стажеров отдела геофизики в парке (GIP) Мег О’Коннор и Пола Солис под руководством Шелли Тодд, менеджера по природным ресурсам национального парка Хот-Спрингс.

 

Остракоды были замечены в нашей экосистеме термальных источников еще в 1804 году, когда президент Томас Джефферсон послал ученых Уильяма Данбара и доктора Джорджа Хантера исследовать «горячие источники на воде» сразу после покупки Луизианы. Они упомянули в своем журнале, что видели маленькую «животную» в бассейнах с горячими источниками.

 

Остракод больше не называют «анималькулами», но их иногда называют «креветками с семенами», и большинство из них размером с маковое зернышко. Их размер может варьироваться от 0,1 до 32 мм. Хотя остракоды не так устойчивы к высокой температуре, как некоторые другие обитатели наших вод, они могут выдерживать температуры до 120 градусов по Фаренгейту (49 градусов по Фаренгейту). градусов С).

Эти ракообразные имеют от 5 до 7 пар придатков, которые специализируются на различных задачах, и они живут внутри раковины, состоящей из двух створок, которые они сбрасывают несколько раз в течение своей жизни, каждый раз отращивая новую, более крупную. Остракоды имеют половой диморфизм, что означает, что самцы и самки имеют разную форму. Эти крошечные теплолюбивые животные имеют широкий спектр диет, и в группу входят плотоядные, травоядные, падальщики и фильтраторы.

 

Термофильные бактерии

Термофильные бактерии – это бактерии, которые процветают при высоких температурах, обычно от 45 до 80°C (от 113 до 176°F), и встречаются в таких средах, как горячие источники, торфяные болота и вблизи глубоководных гидротермальных жерл. Один тип «гипертермофилов», Methanopyrus kandleri, , может даже выдерживать температуры до 122°C. (251,6°F)’, что намного выше точки кипения воды. Геотермальные горячие источники Национального парка Хот-Спрингс являются идеальной средой для некоторых видов этих теплолюбивых бактерий.

 

Палочки и сферы термофильных бактерий, взятые с помощью электронной микроскопии.

USDA

 

Мы все еще так много узнаем об этих удивительных организмах. Они «съедают» такие химические элементы, как сера и водород, и могут выделять собственный углерод из углекислого газа.

Ученые, изучающие термальные воды национального парка Хот-Спрингс, в настоящее время идентифицировали два разных вида термофильных бактерий, населяющих источники, Thermoanaerobaculum aquaticum и Fontimonas thermophile. Мир наполнен множеством различных типов бактерий, и хотя они традиционно считаются возбудителями болезней, количество бактерий, которые вредят людям, очень мало по сравнению с тысячами видов бактерий, которые нас окружают. Термофильные бактерии, обнаруженные в Национальном парке Хот-Спрингс, принадлежат ко второй группе и не представляют опасности для здоровья человека .

 

Нанобактерии

Левое изображение

Этот камень возрастом 4,5 миллиарда лет, обозначенный как метеорит ALH84001, с Марса. Исследователи обнаружили на его поверхности окаменелые органические соединения углерода. В 1997 году ученые НАСА приехали в национальный парк Хот-Спрингс, чтобы обыскать термальные источники в поисках подобных находок.

Авторы и права: НАСА

Правое изображение

Крупный план так называемых «нанобактерий», обнаруженных в наших термальных источниках.

г. Авторы и права: НАСА, 1997 г.

 

Нанобактерии

Нанобактерии (правый слайд) — мельчайшие организмы с клеточной стенкой на Земле, существование которых вызывает большие споры. Нанобактерии имеют диаметр около одной миллиардной доли метра (1/10 размера бактерий), что заставляет некоторых задаться вопросом, достаточно ли они велики, чтобы содержать все необходимые компоненты клетки, такие как ДНК, РНК и плазмиды.

Камень, изображенный выше, представляет собой часть метеорита ALH84001, который был выбит с Марса в результате сильного удара около 16 миллионов лет назад и упал на землю около 13 000 лет назад.

Ваш комментарий будет первым

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *