محب للضغط

الكائن البيزوفيلي (من اليونانية "piezo-" بمعنى ضغط و"-phile" بمعنى محب) هو كائن حي ينمو بشكل مثالي تحت ضغط هيدروستاتيكي عالٍ ، أي أن معدل نموه الأقصى يكون عند ضغط هيدروستاتيكي يساوي أو يزيد عن 10 ميجاباسكال (99 ضغط جوي؛ 1500 رطل لكل بوصة مربعة ) ، عند اختباره في جميع درجات الحرارة المسموح بها . ^{[ 1 ]} في الأصل، كان يُستخدم مصطلح باروفيلي لهذه الكائنات، ولكن نظرًا لأن البادئة "baro-" تعني الوزن ، فقد تم تفضيل مصطلح بيزوفيلي. ^{[ 2 ] [ 3 ]} وكما هو الحال في جميع تعريفات الكائنات المتطرفة ، فإن تعريف البيزوفيلي يتمحور حول الإنسان ، حيث يعتبر البشر أن القيم المعتدلة للضغط الهيدروستاتيكي هي تلك التي تقارب 1 ضغط جوي (0.1 ميجاباسكال = 14.7 رطل لكل بوصة مربعة )، بينما تُعتبر هذه الضغوط "القصوى" هي ظروف المعيشة الطبيعية لهذه الكائنات. الكائنات المحبة للضغط العالي هي كائنات حية يكون معدل نموها الأقصى أعلى من 50 ميجا باسكال (= 493 ضغط جوي = 7252 رطل لكل بوصة مربعة). ^{[ 4 ]}  

على الرغم من أن الضغط الهيدروستاتيكي المرتفع له آثار ضارة على الكائنات الحية التي تنمو تحت الضغط الجوي، فإن هذه الكائنات، التي لا توجد إلا في بيئات الضغط العالي في أعماق البحار، تحتاج في الواقع إلى ضغوط عالية لنموها الأمثل. وغالبًا ما يستمر نموها عند ضغوط أعلى بكثير (مثل 100 ميجا باسكال) مقارنةً بالكائنات التي تنمو عادةً عند ضغوط منخفضة. ^{[ 5 ]}

أول كائن حيّ مُتطلّب للضغط العالي تم اكتشافه هو بكتيريا مُحِبّة للبرودة تُدعى Colwellia marinimaniae سلالة M-41. ^{[ 6 ] [ 7 ]} وقد عُزلت من جُثّة برمائية مُتحلّلة من نوع Hirondellea gigas من قاع خندق ماريانا . أما أول كائن حيّ مُتطلّب للضغط العالي من العتائق، Pyrococcus yayanosii سلالة CH1، فقد عُزل من موقع أشادزي، وهو فتحة حرارية مائية في أعماق البحار . ^{[ 8 ]} تتميّز سلالة MT-41 بضغط نموّ مثالي يبلغ 70 ميجا باسكال عند درجة حرارة 2  درجة مئوية، بينما تتميّز سلالة CH1 بضغط نموّ مثالي يبلغ 52 ميجا باسكال عند درجة حرارة 98  درجة مئوية. لا تستطيع هاتان السلالتان النموّ عند ضغوط أقل من أو تساوي 20 ميجا باسكال، ويمكنهما النموّ عند ضغوط أعلى من 100 ميجا باسكال. الرقم القياسي الحالي لأعلى ضغط هيدروستاتيكي لوحظ عنده النمو هو 140 ميجا باسكال، وقد سُجّل بواسطة Colwellia marinimaniae MTCD1 . ^{[ 9 ]} يشير مصطلح "الكائنات المحبة للضغط العالي" إلى الكائنات الحية التي لا تستطيع النمو تحت ضغوط هيدروستاتيكية منخفضة، مثل 0.1 ميجا باسكال. في المقابل، الكائنات المتحملة للضغط العالي هي تلك التي يبلغ معدل نموها الأقصى عند ضغط هيدروستاتيكي أقل من 10 ميجا باسكال، ولكنها مع ذلك قادرة على النمو بمعدلات أقل تحت ضغوط هيدروستاتيكية أعلى.

تخضع معظم مساحة الغلاف الحيوي للأرض (من حيث الحجم) لضغط هيدروستاتيكي عالٍ، ويشمل الغلاف البيزوفيري أعماق البحار (على عمق 1000 متر فأكثر) بالإضافة إلى الطبقات الجوفية العميقة (التي قد تمتد حتى 5000 متر تحت قاع البحر أو سطح القارات). ^{[ 4 ] [ 10 ]} يبلغ متوسط ​​درجة حرارة أعماق البحار حوالي 1 إلى 3  درجات مئوية، وتهيمن عليها الكائنات المحبة للبرودة والضغط. في المقابل، تهيمن الكائنات المحبة للحرارة العالية على الطبقات الجوفية العميقة والفتحات الحرارية المائية في قاع البحر، والتي تزدهر في درجات حرارة أعلى من 45  درجة مئوية (113  درجة فهرنهايت).

على الرغم من أن دراسة اكتساب العناصر الغذائية واستقلابها داخل منطقة الضغط العالي لا تزال في بداياتها، فمن المعلوم أن معظم المواد العضوية الموجودة هي بوليمرات معقدة مقاومة للتحلل من المنطقة الغنية بالمغذيات . وتوجد في منطقة الضغط العالي كل من عملية الاستقلاب غيرية التغذية والتثبيت الذاتي للتغذية ، وتشير أبحاث إضافية إلى استقلاب ملحوظ للمعادن الحاملة للحديد وأول أكسيد الكربون. ولا يزال هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لفهم استقلاب منطقة الضغط العالي وتوصيفه بشكل كامل. ^{[ 11 ]}

للضغط العالي تأثيرات عديدة على الأنظمة البيولوجية. يؤدي تطبيق الضغط إلى تحول التوازن نحو حالة تشغل حجمًا صغيرًا، كما يُغير المسافات بين الجزيئات ويؤثر على بنيتها. ويؤثر ذلك أيضًا على وظائف الخلايا. تستخدم الكائنات المحبة للضغط آليات متعددة للتكيف مع هذه الضغوط الهيدروستاتيكية العالية. فهي تنظم التعبير الجيني وفقًا للضغط، وتُكيف جزيئاتها الحيوية مع اختلافات الضغط. ^{[ 12 ]}

• كائنات محبة للظروف القاسية
• محب للحرارة
• محب للبرودة
• العتائق
• البكتيريا
• غشاء الخلية