- عنوان کتاب: Polar Microbes and Climate Change -A Molecular Understanding for Sustainable Future
- نویسنده: Alysson Wagner Fernandes Duarte
- حوزه: میکروب
- سال انتشار: 2026
- تعداد صفحه: 518
- زبان اصلی: انگلیسی
- نوع فایل: pdf
- حجم فایل: 10.2 مگابایت
اقیانوسها حدود ۷۰٪ از سطح زمین را پوشاندهاند و دمای متوسط آنها حدود ۵ درجه سانتیگراد است. بنابراین، زمین را میتوان مکانی نسبتاً سرد در نظر گرفت. سردترین اکوسیستمهای روی زمین توسط مناطق قطبی قطب جنوب و قطب شمال نشان داده میشوند که تقریباً ۲۰٪ از مساحت سطح زمین را تشکیل میدهند و از طریق جذب کربن توسط فرآیند فتوسنتز، سالانه حدود ۳۲٪ از CO2 تولید شده توسط انسان را ذخیره میکنند. میکروارگانیسمهای فتوسنتزی که بر این زیستگاههای آبی سرد و قطبی تسلط دارند شامل سیانوباکتریها و جلبکهای سبز هستند که خدمات اکوسیستمی ضروری برای سیاره زمین ارائه میدهند. بسیاری از این میکروارگانیسمهای قطبی، سرمادوست هستند و بنابراین با دماهای پایین سازگار شدهاند. با این حال، از آنجایی که سیانوباکتریها و جلبکها فتوسنتزکننده هستند، به عنوان فتوسایکروفیل در نظر گرفته میشوند که برخی از ارگانیسمهای کمتر مطالعه شده روی زمین را نشان میدهند. ما سازگاریهای فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی، مولکولی و ژنومی را بررسی میکنیم که به فتوسایکروفیلهای قطبی و آبزی اجازه میدهد تا در زیستگاههای سخت خود با توجه به دمای سرد مداوم، دسترسی به نور کم و دوره نوری شدید زنده بمانند. این سازگاریها ابتدا با توجه به تنوع زیستی مشاهدهشده در فتوسایکروفیلیهای قطبی مورد بحث قرار میگیرند؛ سپس، میزان و نقش تکثیر ژن در تکامل فتوسایکروفیلی قطبی، و در نهایت، مکانیسمهایی که جذب و استفاده از انرژی فتوسنتزی را از طریق متابولیسم کربن، رشد و نمو کنترل میکنند، مورد بحث قرار میگیرند. اگرچه به نظر میرسد حفظ تعادل انرژی (فتوستاز) یک ویژگی حیاتی در سازگاری فتوسایکروفیلیها با محیطهای قطبی است، اما معما این است که به نظر نمیرسد یک مکانیسم مولکولی یا سلولی واحد و آشکار وجود داشته باشد که برای توضیح فتوسایکروفیلی کافی باشد. در عوض، نتیجه میگیریم که تکامل در محیطهای قطبی به نظر میرسد “فضای امکان” را برای تولید مکانیسمهای سازگاری به تنوع و گوناگونی محیطهای افراطی که در آن تکامل یافتهاند، فراهم میکند. این امر “پایداری پویا” را تقویت میکند که محصول انتخاب طبیعی در طول تکامل فتوسایکروفیلیها در یک محیط قطبی خشن و از نظر ترمودینامیکی چالشبرانگیز است.
Oceans cover about 70% of the Earth’s surface and exhibit an average temperature of about 5 °C. Thus, Earth may be considered a rather cold place. The coldest ecosystems on Earth are represented by the Antarctic and Arctic polar regions, which constitute approximately 20% of the Earth’s surface area and account for the annual sequestration of about 32% of the anthropogenic CO2 through carbon capture by the process of photosynthesis. The photosynthetic microorganisms that dominate these cold, polar aquatic habitats include cyanobacteria and green algae that provide an essential ecosystem service for the planet. Many of these polar microorganisms are psychrophiles and thus are adapted to low temperatures. However, since cyanobacteria and algae are photosynthetic, they are considered photopsychrophiles, which represent some of the least studied organisms on Earth. We review the physiological, biochemical, molecular, and genomic adaptations that permit aquatic, polar photopsychrophiles to survive their severe habitats with respect to persistent cold temperatures, low light availability, and extreme photoperiod. These adaptations are discussed first, with respect to the observed biodiversity of polar photopsychrophiles; second, the extent of and the role of gene duplication in the evolution of polar photopsychrophily, and _inally, the mechanisms that govern photosynthetic energy capture and utilization through carbon metabolism, growth, and development. Although the maintenance of energy balance (photostasis) appears to be a critical feature of adaptation of photopsychrophiles to polar environments, the enigma is that there does not appear to be an obvious, single molecular or cellular mechanism that is suf_icient to explain photopsychrophily. Rather, we conclude that evolution in polar environments appears to provide the “possibility space” for the generation of adaptive mechanisms as diverse and varied as the extreme environments in which they have evolved. This fuels a “dynamic persistence” that is the product of natural selection during the evolution of photopsychrophiles in a harsh, thermodynamically challenging polar environment.
این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:
Download: Polar Microbes and Climate Change

نظرات کاربران