Dünyamız üzerindeki mikro düzeydeki yaşam yüksek yapılı yaşamlar gelmeden 3–3,7 milyon yıl öncesine dayanmaktadır. Besin üreten ve hastalık yapanlarının yanı sıra diğer mikroorganizmalar da biyosferin önemli bir kısmını kaplamalarına rağmen büyük bir çoğunluğu henüz tanımlanamamıştır. Mikrobiyal hayat yalnızca bizim bildiğimiz ekosistemlerin yanı sıra kutuplardaki buzulların ve göllerin arasında,kanayan yanardağ, yeryüzünün 3 km altında, yüksek ağır metal içeren bölgelerde, yüksek basınçda, anaerobik ortamlarda, tuz göllerinde, sodalı sularda ve yüksek asit ortamlarında yaşayan ekstremofiller bulunmaktadır.[1-3]. Ekstremofiller genellikle tek hücreli prokaryotlardır fakat ökaryot olanları da tanımlanmıştır. Tek hücreli olarak bakteriler ve arkelerin içinde yer alırlar. Metan, oksijen ve sülfürü enerji kaynağı olarak kullanabilirler.[5] Ekstremofiller adından da anlaşılacağı üzere ekstrem koşullara uyum sağlayabilen canlılardır(aşırılık sever). Bu türlerin incelenmesi bazı hastalıklara tedavi yöntemi bulmada, türlerin eksiklik olarak görülen özelliklerini daha iyi seviyeye getirmede ya da canlıların yaşam kalitelerini etkileyecek olan dayanıklılık gibi çoğu konu hakkında bize bilgi vermektedirler. Fakat yaşadıkları ortamlara göre isimlendirilen ekstremofillerin olmasına karşın ekstromofillerin hepsi henüz tanımlanamıştır. Bunun sebebi ise bu canlılar ekstrem koşullarda yaşam sürdürdükleri için gerekli kültür ortamlarınının şartları henüz tanımlanamamıştır.[2] Hatta ve hatta henüz nereye bakılacağı bilinmediği için bulunamayan binlerce ekstremofil olabilir.

Yaşadıkları ortamlara göre ekstremofiller;

  • – Yüksek pH’daki Alkalin ortamlar: Alkalifil
  • – Düşük pH’daki asidik ortamlar: Asidofi
  • – Aşırı derecede soğuk ortamlar: Psikrofiller
  • – Aşırı derecede sıcak ortamlar: Hipertermofil
  • – Tuz oranı yüksek Hipersalin ortamlar: Halofil
  • – Yüksek basıç altındaki ortamlar: Barofil (Piezofil)
  • – Anormal derecede yüksek radyasyonlu(yaygın olarak u.v.) ortamlar: Radiorezistant
  • – Düşük oranda su içeren ortamlar: Kserofil
  • – Sınırlı besin bulunan ortamlar: Oligotrof
  • – Kimyasal maddelerin yoğun olarak bulunduğu toksik ortamlar: Toksitolerant [3-4]

Tüm hipertermofiller (sıcağı seven) prokaryotlar arasında bulunurken; psikrofiller (soğuk severler), asidofiller (düşük pH severler), alkalofiller (yüksek pH severler), kserofiller (kuru ortam severler) ve halofiller (tuz severler) gibi ekstremofiller genellikle ökaryotlar arasındadır.[6]

Omurgalı ya da omurgasız hayvanlar da ekstremofil olabilirler. Mesela psikrofiller içlerinde kurbağa ve yılan içerir. Bu psikrofiller dokularında hücre içinin donmasını engelleyen bir mekanizmaya sahiptir. Başka örnekler vermek gerekirse birincisi; Antarktika nematodudur (Panagrolaimus davidi). Nematodlarda hücrelerinin içinde donan su çözüldükten sonra büyüyebilir ve çoğalabilir.[6]

Panagrolaimus davidi

İkincisi ise Antarktika’nın soğuk sularında ve Amerika’nın güneyinde yaşayan Channichthyidae familyasına ait olan balıklardır. Hücrelerini donmaya karşı korumak için antifriz proteinlerini kullanırlar.[6]

Poly-Ekstremofiller, aynı anda birden fazla aşırı rahatsızlıktan kurtulabildikleri için, bütün aşırı ortamlarda yaygın olan organizmalardır. Bu organizmalara örnek olarak çöl bitkilerini verebiliriz. Çöl bitkileri; aşırı sıcak, yüksek tuz oranı ve düşük su oranına karşın yaşamını devam ettirebilir ya da derin denizlerde yaşayan balıklar örnek verilebilir. Çünkü çok yüksek basınçlara, ışık yetersizliğine ve besin yetersizliğine dirençlidirler.[6]

Bazı türler (Radiorezistant), yüksek UV veya IR radyasyonundan kaçınan mekanizmalar sergiler. Örneğin, Antartika deniz yosunu olan Phaeocystis pouchetii UV-B dalga boylarını (280-320nm) güçlü bir şekilde emen ve hücrelerini su sütununun ilk 10 m’sinde son derece yüksek UV-B seviyelerinden koruyan suda çözünebilen “güneşten koruyucular” üretir.[6]

Bir bakteri olan Deinococcus radiodurans radyasyona maruz kaldıktan sonra DNA hasarını sahip oldduğu yüksek verimli DNA proteinleriyle onarabilir.[6]

Deinococcus radiodurans

Mağaralarda yaşayan kör bir balık olan Astyanax hubbsi, ortam ışığındaki küçük farklılıkları algılayabilir. Görsel uyaranları tespit etmek ve cevap oluşturmak için ekstraoküler fotoreseptörler kullanırlar.[6]

Astyanax hubbsi