Введение

Олиготроф - это организм, который может жить в среде, которая предлагает очень низкий уровень питательных веществ. Их можно сравнить с копиотрофами, которые предпочитают питательную среду. Олиготрофы характеризуются медленным ростом, низкими темпами метаболизма и, как правило, низкой плотностью населения. Олиготрофные среды - это те, которые мало что предлагают для поддержания жизни. Эти среды включают глубокие океанические осадочные отложения, пещеры, ледниковые и полярные льды, глубокие подземные почвы, водоносные горизонты, океанские воды и выщелачиваемые почвы. Примерами олиготрофных организмов являются пещерный ольм; бактерия "Candidatus Pelagibacter communis", которая является наиболее распространенным организмом в океане (по оценкам, в общей сложности 2 × 1028 особей); и лишайники с их чрезвычайно низкой скоростью метаболизма. Этимологически слово "олиготроф" является комбинацией греческого прилагательного олигос (λίγος), означающего "несколько", и прилагательного трофикос (τροφικός), означающего "кормление".

Адаптация растений

Приспособления растений к олиготрофным почвам обеспечивают более высокий и более эффективный прием питательных веществ, снижение потребления питательных веществ и эффективное хранение питательных веществ. Улучшению усвоения питательных веществ способствуют корневые адаптации, такие как азотфиксирующие корневые узелки, микоризы и корни кластера. Потребление сокращается за счет очень медленных темпов роста и эффективного использования питательных веществ с низкой доступностью; например, использование высокодоступных ионов для поддержания тургора, при этом питательные вещества с низкой доступностью используются для создания тканей. Несмотря на эти адаптации, потребность в питательных веществах обычно превышает потребление в течение вегетационного периода, поэтому многие олиготрофные растения имеют возможность хранить питательные вещества, например, в тканях ствола, когда спрос низкий, и ремобилизовать их, когда спрос увеличивается.

Олиготрофные среды

Олиготрофы обитают в среде, где имеющиеся питательные вещества мало способствуют поддержанию жизни. Термин "олиготрофный" обычно используется для описания наземной и водной среды с очень низкой концентрацией нитратов, железа, фосфатов и источников углерода. Олиготрофы приобрели механизмы выживания, которые включают экспрессию генов в периоды низких питательных условий, что позволило им добиться успеха в различных средах. Несмотря на способность жить в низких концентрациях питательных веществ, олиготрофы могут испытывать трудности с выживанием в среде, богатой питательными веществами. Ниже приведены некоторые документированные примеры олиготрофных сред в Антарктиде: озеро Восток, пресноводное озеро, которое было изолировано от мира под 4 км (2,5 миль) антарктического льда, часто считается основным примером олиготрофной среды. Анализ образцов льда показал экологически разделенные микросреды. Изоляция микроорганизмов из каждой микросреды привела к открытию широкого спектра различных микроорганизмов, присутствующих в ледяном покрове. Также были обнаружены следы грибов, что предполагает возможность уникальных симбиотических взаимодействий. Кривое озеро - это ультраолиготрофное ледниковое озеро с тонким распределением гетеротрофных и автотрофных микроорганизмов. Микробная петля играет большую роль в циклическом цикле питательных веществ и энергии в этом озере, несмотря на особенно низкое количество бактерий и производительность в этих средах. В это озеро обнаружены такие виды, как Охромонас, Хламидомонас, Скурфельдия, Криптомонас, Акистродесмус фалькатус и Дафниопсис студери (микрокрестачей). Предполагается, что низкий конкурентный отбор против Daphniopsis studeri позволил видам выжить достаточно долго, чтобы размножаться в средах с ограниченным количеством питательных веществ. Подобные леса встречаются в олиготрофных водах дельты реки Патия на тихоокеанской стороне Анд.

Океан

В океане субтропические повороты к северу и югу от экватора - это регионы, в которых питательные вещества, необходимые для роста фитопланктона (например, нитраты, фосфаты и кремниевая кислота), сильно истощаются круглый год. Эти области описываются как олиготрофные и имеют низкий уровень поверхностного хлорофилла. Их иногда называют "океанскими пустынями".

Олиготрофные почвенные среды

Олиготрофные почвенные среды включают сельскохозяйственные почвы, замороженные почвы и т. д. Некоторые факторы, такие как совокупности почвы, поры и внеклеточные ферменты, могут помочь воде, кислороду и другим питательным веществам диффундировать в почву. Колимонас - один из видов, способных жить в олиготрофной почве. В полярных районах, таких как Антарктика и Арктика, почвенная среда считается олиготрофной, потому что почва замерзла с низкой биологической активностью.