Termofiilisissä

Termofiilisissä viittaa sekä korkeissa lämpötiloissa viihtyviin eliöihin että niihin olosuhteisiin, joissa tällainen elämänmuoto on mahdollinen. Termofiilinen eliölaji on sopeutunut käyttämään lämpötiloja, joita useimmat organismit eivät kestä. Sanaa käytetään sekä biologisissa että geotieteellisissä yhteyksissä kuvaamaan ympäristöjä, joissa lämpötila on huomattavasti korkeampi kuin ihmisten säätämä normilämpötila.

Termofiilit voidaan jakaa lämpötilan mukaan useisiin ryhmiin. Yleisesti termofiilit viihtyvät noin 45–80 °C:n lämpötiloissa. Äärimmäiset termofiilit, joita kutsutaan myös hypertermofiileiksi, sietävät ja usein suosivat yli 80 °C:n lämpötiloja, ja joidenkin mukaan jopa veden kiehumiskynnyksen yläpuolella olevia oloja. Termofiilisiä eliöitä tavataan kuumissa lähteissä, tuliperäisissä geotermisissä ympäristöissä sekä teollisissa prosesseissa, joissa lämpö on hallitseva tekijä.

Esimerkkejä termofiilisistä organismeista ovat bakteereja, kuten Thermus-suvun lajit, sekä arkeita, kuten Pyrococcus- ja Sulfolobus-lahkoja. Näillä organismeilla on lämpötilan mukaan optimoituneet metaboliset reaktiot ja termostabiilit entsyymit, jotka mahdollistavat elämän korkeissa lämpötiloissa.

Osoittautuu, että termofiilisiin sopeutuminen koostuu useista mekanismeista: proteiinien ja entsyymien rakenteiden vakaudesta korkeissa lämpötiloissa, DNA:n rakenteen ja replikaation kestävyyden optimoinnista sekä arkeiden solukalvon erityisestä lipidi- koostumuksesta, jossa eterisiä sidoksia ja isoprenoideja on runsaasti. Näiden ominaisuuksien vuoksi termofiilit ovat keskeisiä tutkimuskohteita sekä ekologiassa että bioteknologiassa.

Merkitys laajemmin näkyy teollisuudessa ja bioteknologiassa: termofiilisiä entsyymejä käytetään esimerkiksi PCR-reaktioissa ja hSL- prosesseissa, joissa korkea lämpötila nopeuttaa reaktioita ja parantaa tuottavuutta. Termofiiliset eliöt auttavat myös ymmärtämään elämän sopeutumista äärimmäisiin ympäristöihin ja ekosysteemien lämpötilavaihteluiden vaikutuksia.