Dagli estremi agli estremofili

Dall’uomo al DNA gli estremofili segnano un passaggio di sala e una storia evolutiva antica, eppure straordinariamente attuale.

Questa è una rappresentazione grafica dell’albero della vita, generato da analisi filogenetiche molecolari che permettono di determinare la discendenza dei viventi e descrivere la loro storia evolutiva.

La maggior parte degli estremofili appartiene al dominio degli Archea. Alcuni membri, infatti, sono tra i microorganismi più ipertermofili, acidofili, alcaloidi e alofili conosciuti, come il ceppo Methanopyrus kandleri 116 che cresce a 122°C, o il genere Picrophilus che include gli organismi più acidofili attualmente conosciuti.

Tra i Batteri, uno degli estremofili più famosi è Thermus acquaticus, grazie al quale è stato possibile inventare la tecnica della reazione a catena della polimera (PCR).

Tra gli Eucarioti, i funghi tollerano bene diverse condizioni estremi, ad eccezione delle alte temperature. Tuttavia, uno degli eucarioti più impressionanti è il Tardigrado, un minuscolo invertebrato capace di ibernarsi e tollerare numerose condizioni estreme.

In generale, la diversità filogenetica degli estremofili e degli estremotolleranti è molto elevata, ed infatti si trovano ampiamente distribuiti nell’albero filogenetico della vita.

Gli estremofili

Acidolobus

Dimensione: 1mm (lunghezza della colonia)

Temperatura: 60-92°C (circa)

pH: 2-6

Habitat: Solfatare, sorgenti calde

Alvinella Pompeiana

Dimensione: –

Temperatura: 80°C 

pH: –

Habitat: Profondità marine

Archaeoglobus fulgidus

Dimensione: 1μm

Temperatura: 80°C (circa)

pH: 6.9

Habitat: Sorgenti calde e idrotermali

Amphiprora kuferathii

Dimensione:40 – 60μm (asse apicale); 40 – 50μm (asse transapicale)

Temperatura: -2°C 

Salinità: 28-34

Habitat: Artide e Antartide – Ghiaccio marino

Asteromphalus hyalinus

Dimensione: 15 – 32μm (diametro)

Temperatura: da -1,8°C a 4°C

Salinità: 34

Habitat: Artide e Antartide – Acqua di mare

Chaetoceros bulbosus

Dimensione: 40 – 50μm (lunghezza); 10 – 25μm (altezza)

Temperatura: -2°C

Salinità: 28-34

Habitat: Artide e Antartide – Ghiaccio marino

Cyanobacteria synechococcus

Dimensione: 0,8 – 1,5μm

Temperatura: 50-75°C 

pH: 6.1-8.8

Habitat: Ambienti geotermali

Deinococcus radiodurans

Dimensione:

Temperatura: –

pH: –

Habitat: –

Euglena mutabilis

Dimensione: 150μm (lunghezza); 15μm (larghezza)

Temperatura: minore 43°C

pH: 1-2

Habitat: Ambienti geotermali

Fragilariopsis cylindrus

Dimensione: 3 – 20 μm (lunghezza);  2-4 μm (larghezza)

Temperatura: da -2°C a 4°C

Salinità: 28-34

Habitat: Artide e Antartide – Ghiaccio marino, acqua di mare libera

Fungi Curvularia protuberata

Dimensione: 5μm

Temperatura: minore/uguale a 65°C 

pH: alcalino

Habitat: Suolo geotermale

Nanoarchaeum equitans

Dimensione: 0,4μm

Temperatura: 90°C (circa)

pH: 6.0

Habitat: Sfiati idrotermali

Navicula glaciei

Dimensione: 15 – 25μm (lunghezza); 5 – 7μm (larghezza)

Temperatura: -2°C (circa)

Salinità: 28-34

Habitat: Artide e Antartide – Ghiaccio marino

Planococcus halocryophilus

Dimensione:

Temperatura: -15°C

pH: –

Habitat: Permafrost canadese

Protoperidinium smithii

Dimensione: 40μm (circa)

Temperatura: da -1,8°C a 4°C

Salinità: 34

Habitat: Artide e Antartide – Acqua di mare

Protozoa vorticella

Dimensione: 40 – 120μm; lunghezza peduncolo 200 – 500μm

Temperatura:25-35°C

pH: alcalino

Habitat: Fondali stagnanti

Pyrobaculum arsenaticum

Dimensione: 4μm (lunghezza); 0,7μm (larghezza)

Temperatura: 90°C (circa)

pH: 6.0

Habitat: Sorgenti calde

Pyrococcus furiosus

Dimensione: –

Temperatura: 100°C

pH: –

Habitat: Sorgenti termali

Saccharolobus Solfataricus

Dimensione: 1.5μm

Temperatura: 80°C

pH: 2.5-4

Habitat: Solfatare, sorgenti calde

Tardigrade

Dimensione: 0,1 – 1,5μm

Temperatura: da -200°C a 151°C

pH: 7-8

Habitat: Acqua

Thermotoga neapolitana

Dimensione: 5μm (lunghezza); 0,6μm (larghezza)

Temperatura: 80°C (circa)

pH: 5-9

Habitat: Sorgenti calde sottomarine

Microalghe e ambienti estremi

Arthrospira platensis (Spirulina)

Dimensione: 3-12μm (forma cilindrica)

Temperatura: 35°C

pH: 9 – 10

Habitat: Laghi ipersalini

Chroococcidiopsis

Dimensione: 2-6μm (forma sferica)

Temperatura: 40-80°C 

pH: 7.5 – 9

Habitat: Laghi ipersalini, siti nucleari

Cyanidioschyzon merolae

Dimensione: 1.4μm (lunghezza); 3-4μm (larghezza) (forma calciata)

Temperatura: 55-56°C

pH: 0.5 – 3

Habitat: Sorgenti calde acide, solfatare

Cyanidium caldarium

Dimensione: 3-6μm (forma sferica)

Temperatura: 55-56°C 

pH: 0.5 – 5

Habitat: Sorgenti calde acide, solfatare

Dunaliella salina

Dimensione: 20μm

Temperatura: 20-25°C

pH: 6 – 8

Habitat: Laghi ipersalini

Haematococcus lacustris (H. pluviali)

Dimensione: 25μm (forma sferica)

Temperatura: 20-27°C

pH: 7

Habitat: Ambienti serpentinizzanti

Galdieria phlegrea

Dimensione: 2-6μm (forma sferica)

Temperatura: 35-55°C 

pH: 0.5 – 1.5

Habitat: Solfatara (Psciarelli – Napoli)

Galdieria sulphuraria

Dimensione: 4-10μm (forma sferica)

Temperatura: 55-56°C

pH: 0 – 4

Habitat: Sorgenti calde acide, solfatare

Zygogonium ericetorum

Dimensione: 20μm

Temperatura: 32-55°C

pH: 0 – 4

Habitat: Ambienti acidi e serpentinizzanti