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".
An oligotroph is an organism that can live in an environment that offers very low levels of nutrients. They may be contrasted with copiotrophs, which prefer nutritionally rich environments. Oligotrophs are characterized by slow growth, low rates of metabolism, and generally low population density. Oligotrophic environments are those that offer little to sustain life. These environments include deep oceanic sediments, caves, glacial and polar ice, deep subsurface soil, aquifers, ocean waters, and leached soils. Examples of oligotrophic organisms are the cave dwelling olm; the bacterium "Candidatus Pelagibacter communis", which is the most abundant organism in the ocean (with an estimated 2 × 1028 individuals in total); and lichens, with their extremely low metabolic rate. Etymologically, the word "oligotroph" is a combination of the Greek adjective oligos (ὀλίγος) meaning "few" and the adjective trophikos (τροφικός) meaning "feeding".
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.
Lake Vostok, a freshwater lake which has been isolated from the world beneath 4 km (2.5 mi) of Antarctic ice is frequently held to be a primary example of an oligotrophic environment. Analysis of ice samples showed ecologically separated microenvironments. Isolation of microorganisms from each microenvironment led to the discovery of a wide range of different microorganisms present within the ice sheet. Traces of fungi have also been observed which suggests potential for unique symbiotic interactions. Crooked Lake is an ultra oligotrophic glacial lake with a thin distribution of heterotrophic and autotrophic microorganisms. The microbial loop plays a big role in cycling nutrients and energy within this lake, despite particularly low bacterial abundance and productivity in these environments. Species discovered in this lake include Ochromonas, Chlamydomonas, Scourfeldia, Cryptomonas, Akistrodesmus falcatus, and Daphniopsis studeri (a microcrustacean). It is proposed that low competitive selection against Daphniopsis studeri has allowed the species to survive long enough to reproduce in nutrient limiting environments. Similar forests are found in the oligotrophic waters of the Patía River delta on the Pacific side of the Andes.
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.