남극 미생물

Antarctic microorganism

남극대륙은 생명체가 사는 가장 물리적으로나 화학적으로 극단적인 지상 환경 중 하나이다.[1] 가장 큰 식물은 이끼며, 대륙을 떠나지 않는 가장 큰 동물은 몇 종의 곤충이다.

기후 및 서식지

비록 대륙의 대부분이 빙하로 덮여 있지만, 대륙 대륙 질량의 약 0.4%로 구성된 빙하가 없는 지역은 해안 여백을 중심으로 불연속적으로 분포한다.[1] 남극의 맥머도 드라이 밸리 지역은 극히 낮은 연간 강수량(<100mm(3.9인치))과 혈관 식물과 척추동물의 부재로, 미생물 활동이 생물학적 기능을 지배한다는 특징이 있는 극지 사막이다.[2] 건조한 계곡의 평균 여름 고온 및 겨울 저온도는 -5°C(23°F) 및 -30°C(-22°F)이다.[2] 강수량은 간헐적이고 낮기 때문에 수문학적으로 연결된 토양의 계절별 물 가용성은 건조한 대지의 토양에 비해 수역과 인접한 지역을 더 쾌적하게 만든다.[2] 극지 생태계는 기후 변화에 특히 민감하며, 온도 변화가 작으면 지역 수문학에 더 큰 변화가 일어나 생태계 과정에 극적으로 영향을 미친다.[3]

남극 대륙의 토양들은 거의 2차원 서식지로 대부분의 생물학적 활동이 아래 영구적으로 얼어붙은 땅으로 4~5인치로 제한된다.[4] 환경은 불리한 광물학, 질감, 구조, 염분, pH 또는 수분 관계와 같은 토양 특성 때문에 제한될 수 있다.[5] 유기물질의 가시적인 공급원은 남극대륙의 대부분에서 찾아볼 수 없다.[3] 드라이밸리 토양생태계는 온도와 빛체계의 큰 변화, 가파른 화학적 구배, 높아진 자외선B(UVB) 빛 성분의 일사량 발생률이 높은 것이 특징이다.[1] 드라이 밸리 토양은 곡물, 사암, 기저암, 변성암으로 구성된 암반과 빙하의 풍화에서 유래한다.[1] 이러한 바위들 내의 공간은 미생물을 (전부는 아니지만) 이러한 조건들 중 일부(전부는 아님), 즉 풍향과 표면 이동성으로부터 보호, 자외선 노출의 감소, 건조화 감소 및 수분 가용성 향상, 열 완충 등으로부터 보호해 준다.[6] 드라이 밸리 토양의 절반은 매장된 거대한 얼음이나 얼음으로 오염된 토양(영토층)으로 표면 아래 얼음을 가지고 있다.[1] 영구 동토층은 일반적으로 토양 표면에서 30 cm(12 in) 이내에 있다.[1]

미생물 개요

가혹한 환경과 탄소 및 물의 낮은 가용성은 호수와 후천 근처에 있는 적색, 주황색, 흑색 시아노박테리아와 녹조의 이끼, 이끼, 이끼, 매트의 단순화된 공동체를 지원한다.[4] 돗자리 사이에 사는 것은 박테리아, 효모, 곰팡이, 그리고 미생물, 해조류, 디트리투스를 먹고 사는 일련의 미세한 무척추동물들, 즉 네마토드, 원생동물, 로티퍼, 지각생식, 그리고 때때로 진드기, 스프링테일 등이 있다.[4] 심지어 더 단순한 공동체는 경관의 대부분을 차지하는 건조한 토양에 존재한다.[3]

남극의 미생물들은 뜨거운 사막의 미생물들처럼 건조함에 적응한다: 물이 부족해지면, 미생물들은 단지 말라붙고, 신진대사 활동을 중단하며, 물이 다시 이용 가능하게 될 때까지 암호화된 생물학적 상태에서 기다린다.[4] 미생물들은 또한 낮은 수분 가용성으로 인해 탈수 상태가 되었을 때 무수체 생물증이라고 알려진 암호 생물학적 상태로 갈 수 있다.[4] 더 극단적인 생존 방법은 장기간의 자연 극저온 보존일 것이다. 5만~300만년 된 영구 동토층 퇴적물 샘플에서 생존 가능한 마이크로미테와 박테리아 세포가 검출됐다.[7]

녹조류

녹조는 거의 모든 얼음이 없는 지역에 존재하며 토양에서 발생하는데, 이끼의 표피처럼, 시아노박테리아 매트, 호수와 연못의 플랑크톤에서 발생한다.[8] 또한 눈밭에서 바위와 관련된 조류나 녹은 물의 얇은 막 속에서 사는 것도 가능하다.[8] 현재 남극에는 300마리 이상의 녹조세가 확인되고 있으며, 남극에는 바킬라리엽서와 엽록소(녹조류)가 가장 널리 분포하고 있다.[8] 규조류는 육지 서식지에서 감소하는 수생 환경에 풍부하다.[8] 엽록소는 호수와 연못의 돗자리에서도 중요하지만, 지구 환경, 특히 가장 밀도가 높은 해조류 집단인 토양에서 상대적 중요도를 높이는 경향이 있다.[8] 황록색조류는 남극 대륙 토양에 있는 동식물의 중요한 성분이다.[8] 다른 조류 집단(Dinophyta, Cryptophyta, Euglenophyta)은 주로 드라이 밸리의 담수 공동체에 한정된다.[8]

최근 연구에서 확인된 조류 종:[8][9]

동물

절지동물

절지동물의 분포는 하천이나 눈 녹는 물과 같은 토양 수분 및/또는 접근성이 높은 지역으로 제한된다.[8]

네마토드

탄소는 습기보다 남극의 드라이 밸리(Dry Valley)에 있는 네마토드의 좋은 서식지를 규정하는 데 더 중요한 것으로 보인다.[4] 미생물 먹이인 스콧네마 린자야에(Scotnema Lindsayae)는 가장 풍부하고 널리 분포된 메타조안 무척추동물로서 맥머도 드라이 밸리에서 유일한 메타조아 종으로 자주 발생한다.[3] 그것은 계곡을 지배하는 건조하고 짠 토양에서 박테리아와 누룩을 먹으며 살아간다.[4] 다른 무척추동물 종은 모두 녹조와 이끼가 더 풍부한 습기 있는 토양이나 포화 토양에 더 풍부하다.[3] 대부분의 종들의 분포는 (온도와 강수량 때문에) 고도 및 염도와 부정적으로 상관되며, 토양 수분, 토양 유기 물질, 영양소 이용 가능성과 긍정적으로 상관된다.[3] 에우도리아마이무스 spp.는 두 번째로 풍부한 네마토드로, 그 다음으로 가장 적은 네마토드를 가진 플렉투스 머레이가 그 뒤를 잇는다.[3] 폴렉투스 남극은 박테리아를 잡아먹고 삽시간에 흐르는 개울에서 사는 것을 더 좋아한다.[4] 건조한 계곡 토양의 평균 2파운드 자루에는 약 700개의 네마토드가 들어 있는 반면, 대륙의 높은 위도에서 발견되는 더 비옥한 토양에는 약 4,000개의 네마토드가 들어 있을 수 있다.[4]

최근 연구에서 확인된 네마토드 종:[3][4][8]

로티퍼스

아래에 열거된 세 종은 이끼가 우세한 습윤 토양에서 발견되었다.[8]

최근 연구에서 확인된 로티퍼 종:[8]

타디그라데스

최근 연구에서 확인된 타디그라드 종:[8]

박테리아

전형적으로 가장 많은 배양균은 건조한 내륙 토양의 작은 박테리아 집단과 비교했을 때 상대적으로 습기가 많은 해안 토양에서 추출된다.[8] 시아노박테리아는 모든 종류의 수생 서식지에서 발견되며 하천과 호수 퇴적물의 미생물 바이오매스를 지배하는 경우가 많다.[8] 렙톨링비야 프리깃은 벤트닉 매트에서 우세하며, 토양에서 자주 발견되며 이끼에 착상체로 사용된다.[8] 노스토크 코뮌은 얇은 물막이 공급되면 육안으로 볼 수 있는 크기로 발전할 수 있다.[8] 글로이캅사 속은 드라이 밸리 암반의 극한 환경 조건에 높은 적응력을 가진 몇 안 되는 암호화된 세자의 하나이다.[8] 아지트로박터 spp, 브레비박테리아 spp, 코리네박테리아 spp 등 악티노박테리아가 드라이밸리에서 두각을 나타내고 있다.[1] 열성 박테리아는 북부 빅토리아 랜드의 멜버른 산과 리트만 산 근처의 열 가열 토양으로부터 격리되었다.[8] 공기 샘플과 남극 모두에서 발견되는 박테리아 생성물은 포도상구균, 바실러스, 코리네박테리움, 마이크로코커스, 스트렙토코쿠스, 네이세리아, 녹농균 등이다.[7] 남극 대륙의 얼음 밑에 0.5마일(0.80km) 깊이 묻혀 있는 호수에서 춥고 어두운 곳에서 사는 박테리아도 발견되었다.[10][11][12]

최근 연구에서 확인된 박테리아 종:[8]

곰팡이

채토미움 그라실레는 빅토리아랜드 북부 멜버른산의 지리적으로 가열된 토양에서 자주 격리된다.[8] 공기 샘플과 남극 모두에서 발견되는 곰팡이 생성물은 페니실륨, 아스페르길루스, 클래도스포륨, 알터타리아, 아우레오바시디움, 보트리히움, 보트리치스, 게오트리쿰, 스테이필로트리히움, 파실로미세스, 리조푸스 등이다.[7]

최근 연구에서 확인된 곰팡이 종:[8][14]

효모

최근 연구에서 확인된 효모종:[8]

원생동물

작은 아메배는 두 가지 유형이다. 가장 풍부한 것은 아칸타메바와 에치나메바다.[8] 두 번째 그룹은 단극성 아메배, 지렁이 모양의 아메배, 부현하르트만넬라, 사카메노바, 링링 플라타모에바 스테노포디아 페이지로 구성되어 있다.[8]

최근 연구에서 확인된 아메배 종:[8]

최근 연구에서 확인된 플라겔산염 종:[8]

참조

  1. ^ Jump up to: a b c d e f g Cary, S.C.; et al. (2010). "On the rocks: the microbiology of Antarctic Dry Valley soils". Nature Reviews Microbiology. 8 (2): 129–138. doi:10.1038/nrmicro2281. PMID 20075927. S2CID 22166081.
  2. ^ Jump up to: a b c Zeglin, L.H.; et al. (2009). "Landscape distribution of microbial activity in the McMurdo Dry Valleys: linked biotic processes, hydrology, and geochemistry in a cold desert ecosystem". Ecosystems. 12 (4): 562–573. doi:10.1007/s10021-009-9242-8. S2CID 5909269.
  3. ^ Jump up to: a b c d e f g h Simmons, B.L.; et al. (2009). "Long-term experimental warming reduces soil nematode populations in the McMurdo Dry Valleys, Antarctica". Soil Biology & Biochemistry. 41 (10): 2052–2060. doi:10.1016/j.soilbio.2009.07.009.
  4. ^ Jump up to: a b c d e f g h i j 바스킨, 이본 지면 아래: 진흙과 흙의 생물이 어떻게 우리 세상을 형성하는가. 워싱턴 DC: 아일랜드 프레스, 2005. 14-37.
  5. ^ 캐머런, R.E. "추운 사막의 특성과 다른 건조한 땅과 관련된 문제들" Arid Lands In Perspective (1969년): 169-205.
  6. ^ Cowan, D.A. (2009). "Cryptic microbial communities in Antarctic deserts". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (47): 19749–19750. Bibcode:2009PNAS..10619749C. doi:10.1073/pnas.0911628106. PMC 2785236. PMID 19923427.
  7. ^ Jump up to: a b c Pearce, D.A.; et al. (2009). "Microorganims in the atmosphere over Antarctica". FEMS Microbiology Ecology. 69 (2): 143–157. doi:10.1111/j.1574-6941.2009.00706.x. PMID 19527292.
  8. ^ Jump up to: a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa Adams, B.J. (2006). "Diversity and distribution of Victoria Land biota". Soil Biology & Biochemistry. 38 (10): 3003–3018. doi:10.1016/j.soilbio.2006.04.030.
  9. ^ Kopalová, Kateřina; Nedbalová, Linda; de Haan, Myriam; van de Vijver, Bart (19 August 2011). "Description of five new species of the diatom genus Luticola (Bacillariophyta, Diadesmidaceae) found in lakes of James Ross Island (Maritime Antarctic Region)". Phytotaxa. Auckland, New Zealand: Magnolia Press. 27 (1): 44–60. doi:10.11646/phytotaxa.27.1.5. ISSN 1179-3163. OCLC 5966462982. Retrieved 13 November 2018.
  10. ^ Gorman, James (February 6, 2013). "Bacteria Found Deep Under Antarctic Ice, Scientists Say". The New York Times. Retrieved February 6, 2013.
  11. ^ Fox, Douglas (August 20, 2014). "Lakes under the ice: Antarctica's secret garden". Nature. 512 (7514): 244–246. Bibcode:2014Natur.512..244F. doi:10.1038/512244a. PMID 25143097.
  12. ^ Mack, Eric (August 20, 2014). "Life Confirmed Under Antarctic Ice; Is Space Next?". Forbes. Retrieved August 21, 2014.
  13. ^ Bercovich, Andrés; Vazquez, Susana C.; Yankilevich, Patricio; Coria, Silvia H.; Foti, Marcelo; Hernández, Edgardo; Vidal, Alejandro; Ruberto, Lucas; Melo, Carlos (2008). "Bizionia argentinensis sp. nov., isolated from surface marine water in Antarctica". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 58 (10): 2363–2367. doi:10.1099/ijs.0.65599-0. PMID 18842857.
  14. ^ Arenz, B. E.; B. W. Held; J. A. Jurgens & R. A. Blanchette (2011). "Fungal colonization of exotic substrates in Antarctica" (PDF). Fungal Diversity. 49: 13–22. doi:10.1007/s13225-010-0079-4. S2CID 33450280.

외부 링크