Термофилы

Вид сверху на типичное местообитание термофилов — Большой призматический источник (США): геотермальный источник диаметром около 100 м с водой температурой около 70 °C. Штат Вайоминг, США

Термофи́лы, или Термофильные организмы (от др.-греч. θέρμη — тепло и φιλέω — люблю), — живые организмы, способные существовать при постоянно высоких температурах. Термофилы нередко рассматриваются как частный случай экстремофилов.

Термофильными считаются микроорганизмы, которые живут при температуре выше 45 °C. Термофилы были найдены в различных геотермальных регионах Земли: например, в горячих источниках, похожих на источники Йеллоустонского национального парка (США), в морских гидротермальных источниках. Другие места обитания термофильных микроорганизмов — верхние слои почвы, сильно нагреваемой солнцем, а также саморазогревающиеся под действием термогенных бактерий органические материалы типа навоза, торфа, сена или зерна.

Биоплёнка из термофильных бактерий в ручье, вытекающем из системы горячих источников Мики-Хот-Спрингс, штат Орегон, США

Одной из причин выживания термофилов является наличие у них ферментов, способных функционировать при высоких температурах. В молекулярной биологии и в производстве моющих средств используются некоторые из этих ферментов (например, теплостойкая ДНК-полимераза в полимеразной цепной реакции). Термофилы делятся на облигатных и факультативных: облигатные термофилы (также известные как крайние термофилы) постоянно требуют таких высоких температур для роста, но факультативные термофилы (умеренные термофилы) могут расти как при высоких температурах, так и при низких (ниже 50 °C). Гипертермофилы — некоторые экстремальные термофилы, для которых оптимальные температуры выше 80 °C. Многие термофильные микроорганизмы относятся к домену архей.

Известны бактерии и археи, которые продолжают развиваться при температурах от 70 до 110 °C; для микроскопических грибов и водорослей максимальные температуры нормального развития составляют от 55 до 60 °C, у простейших — от 45 до 50 °C.

Иногда термин «термофилы» используют в более широком смысле, включая в это понятие те организмы, которые обитают как паразиты либо сапрофиты в теле теплокровных животных при температуре от 35 до 40 °C, а также обитающих в тропиках животных и растения (при таком подходе теплолюбивые растения рассматриваются как частный случай термофилов).

Для животных-термофилов характерно наличие достаточно высокой температурной границы, ниже которой они не могут существовать. К примеру, рачок Thermosbaena mirabilis, живущий в источниках с температурой от 40 до 45 °C, погибает, если температура опускается ниже 30 °C.

Литература

• Термофилы // Телевизионная башня — Улан-Батор. — М. : Большая российская энциклопедия, 2016. — С. 79. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 32). — ISBN 978-5-85270-369-9.
• Термофильные организмы // Струнино — Тихорецк. — М. : Советская энциклопедия, 1976. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 25).
• Билай Т. И., Захарченко В. А. Определитель термофильных грибов. — К., 1987.
• Brock Th. D. Thermophilic Microorganisms and Life at High Temperatures — New York: Springer-Verlag, 1978.
• Hamilton S. C., Farchaus J. W., Davis M. C. DNA polymerases as engines for biotechnology // Biotechniques, 31: 370—376, 378—380, 382—383. — 2001.
• Mattila P., Korpela J., Tenkanen T., Pitkanen K. Fidelity of DNA synthesis by the Thermococcus litoralis DNA polymerase--an extremely heat stable enzyme with proofreading activity // Nucleic Acids Res. Sep 25; 19 (18): 4967—4973. — 1991.
• Zierenberg R. A., Adams M. W. W., Arp A. J. Life in extreme environments: Hydrothermal vents // Proc Natl Acad Sci U S A. 2000, November; 97(24): 1296112962.