Адаптация микроорганизмов Антарктики к экстремальным условиям существования


Микрофлора Антарктики уникальна, и корни её своеобразия лежат в особенности среды обитания. Антарктида — самый сухой из континентов Земли и самый холодный. Обычно её представляют себе как холодную, ледяную безжизненную пустыню. Из всего ледяного покрова Земли 90% приходится на этот континент. Однако он не весь покрыт льдом. Долины южной части Земли Виктории свободны от льда, возможно, уже свыше 1 млн. лет. Это 500 кв. км обнажённого песчаного, глинистого и каменистого грунта сложного рельефа. Долины отрезаны от ледников внутренних областей Антарктиды Трансантарктической горной цепью. Для них характерны низкие температуры, низкая влажность, попеременное замораживание — отогревание, минимальные осадки, высокая сублимация и испарение, иссушающие ветры, засолённость почв и немногочисленных водоёмов, высокая радиация, слабое магнитное поле и минимальное содержание органических веществ или их отсутствие.

Это далеко не полный список неблагоприятных факторов среды в их экстремальном выражении. Но кроме этой исключительно суровой части Антарктики в ней существуют и другие экологические зоны — океаническая, островная и прибрежная, где климат мягче и возможностей для развития жизни больше.

Антарктика как среда обитания предъявляет к организмам особые требования помимо «жизнеспособности», поэтому кажется несомненным, что основной характеристикой антарктической микрофлоры должна быть её высокая общая толерантность, жизнестойкость и адаптированность к стрессовым ситуациям как климатических (микроклиматических), так и эдафических (почвенных) факторов. Эта адаптированность микроорганизмов должна выражаться не только в способности находить в этой среде всё необходимое для поддержания жизни, но и в защищённости от повреждающих воздействий.

Накопленные к настоящему времени знания о микрофлоре Антарктического континента и примыкающих к нему морей и островов, несмотря на их фрагментарность, дают ценный и во многом уникальный материал для анализа и оценки вариантов приспособлений и форм проявления адаптации микроорганизмов на физиологическом, цитоморфологическом, популяционном и биоценотическом уровнях к таким неблагоприятным факторам, как острый дефицит тепла, резкие колебания температуры от положительных значений к отрицательным и обратно, крайний недостаток доступной влаги, исключительно низкое содержание органических питательных веществ, высокая засолённость многих местообитаний, высокий летний уровень солнечной радиации (с повреждающим УФ компонентом) или почти полная недоступность света для фотосинтезирующих микроорганизмов и т.п., причём эволюционная стратегия адаптации в большинстве случаев шла по пути повышения толерантности, а не полной зависимости от факторов среды, хотя известны и примеры облигатности по отношению к некоторым из них.