Microben in de kou

Sommige dieren migreren weg van de kou. Andere zijn juist aangepast aan lage temperaturen. Ook microben komen voor in sneeuw en ijs. Er zijn allerlei soorten die zich speciaal hebben aangepast om te overleven in de kou.

Sneeuwvlok architecten

Net als regendruppels ontstaan sneeuwvlokken door samenklonterende watermoleculen rond een zogenaamde nucleus. Een nucleus kan een roet- of stofdeeltje zijn, maar nog veel vaker is het de bacterie Pseudomonas syringae. Ze komen in de lucht terecht tijdens het verdampingsproces van het vocht van bladeren van planten. Watermoleculen komen vervolgens samen rond speciale eiwitten op de bacterie en vormen zo, bij lage temperaturen, enorme ijskristallen. P. syringae worden tegenwoordig ook gebruikt om kunstmatige sneeuw te maken op skipistes.

De bacterie Pseudomonas syringae komt in de lucht terecht tijdens het verdampingsproces van het vocht van bladeren.

Antivries

Water dat bevriest is vaak dodelijk voor een cel. Tijdens dit proces zet water uit en deze druk doet de cel barsten. Zelfs als de cel heel blijft tijdens het bevriezen van het water, kunnen microscopische ijskristallen bij het ontdooien het celmembraan alsnog doorboren. Om zichzelf te beschermen, maken veel microben antivrieseiwitten aan. Deze binden met de microscopische ijskristallen en voorkomen dat ze  samenklonteren tot grotere kristallen. Zo verlagen ze het vriespunt, waardoor het water zelfs bij -18°C nog vloeibaar blijft.

Om zichzelf te beschermen tegen water dat bevriest maken veel microben antivrieseiwitten aan.

-80°C overleven

De nematode Panagrolaimus davidi komt vooral voor langs de kust van Antarctica en kan daar temperaturen van -80°C weerstaan. Het is een van de weinige organismen die interne bevriezing kan overleven. Meer dan 80% van het vocht in zijn cellen kan bevriezen zonder dat hij sterft. Hij voorkomt scheuren in de celmembranen met het suikermolecuul trehalose. Met antivrieseiwitten voorkomt deze nematode daarnaast dat het water tijdens het ontdooien rekristalliseert.

De nematode Panagrolaimus davidi kan temperaturen van -80°C weerstaan. Foto: David Wharton.

Watermeloensneeuw

Hoog in de bergen en langs kusten waar sneeuw het hele jaar door blijft liggen, vind je soms watermeloensneeuw. Het is rozerode sneeuw dat zelfs een beetje ruikt naar watermeloen. De kleur en geur komen van de alg Chlamydomonas nivalis. Deze groene algen hebben een tweede pigment; het rode astaxanthine. Dat pigment maken ze aan als bescherming tegen sterke uv-straling. In tegenstelling tot andere zoetwateralgen leeft C. nivalis juist erg goed in extreem koude omgevingen.

De kleur en geur van watermeloen sneeuw komen van de alg Chlamydomonas nivalis.

Organismen van uitersten

Een extremofiel is een organisme dat goed onder extreme omstandigheden kan leven. Omstandigheden waarin een mens nog geen microseconde zou overleven. De meeste extremofielen zijn micro-organismen. Zoals schimmels, algen, bacteriën en vooral archaea. Het woord extremofiel komt van het Latijnse ‘extremus’ (uiterst) en het Griekse ‘philia’ (beminnend). Extremofielen die leven bij extreem lage temperaturen worden psychrofielen genoemd. Zo zijn er microben die in het koudste gebied op Aarde kunnen overleven. Bij de extremofielen opstelling in Micropia ontdek je welke dat zijn.

Thermotoga maritima is een bacterie die extreme hitte kan overleven. Bezoek Micropia en ontdek ook welke microbe er in het koudste gebied op Aarde leeft.