Oligotrofy zajmują środowiska, w których dostępne składniki odżywcze oferują niewiele do podtrzymania życia. Termin „oligotroficzny” jest powszechnie używany do opisania środowisk lądowych i wodnych o bardzo niskim stężeniu azotanów, żelaza, fosforanów i źródeł węgla.
Oligotrofy nabyły mechanizmy przetrwania, które obejmują ekspresję genów w okresach niskiego stężenia składników odżywczych, co pozwoliło im odnieść sukces w różnych środowiskach. Pomimo zdolności do życia w niskich stężeniach składników odżywczych, oligotrofy mogą mieć trudności z przeżyciem w środowiskach bogatych w składniki odżywcze.
AntarktydaEdit
Środowiska antarktyczne oferują bardzo niewiele do podtrzymania życia, ponieważ większość organizmów nie jest dobrze przystosowana do życia w warunkach ograniczających składniki odżywcze i w niskich temperaturach (niższych niż 5°C). Jako takie, środowiska te wykazują dużą obfitość psychrofilów, które są dobrze przystosowane do życia w biosferze antarktycznej. Większość oligotrofów żyje w jeziorach, gdzie woda wspomaga procesy biochemiczne potrzebne do wzrostu i przetrwania. Poniżej kilka udokumentowanych przykładów środowisk oligotroficznych na Antarktydzie:
Lake Vostok, słodkowodne jezioro, które zostało odizolowane od świata pod 4 km (2.5 mi) antarktycznego lodu, jest często uważane za podstawowy przykład środowiska oligotroficznego. Analiza próbek lodu wykazała ekologicznie oddzielone mikrośrodowiska. Izolacja mikroorganizmów z każdego mikrośrodowiska doprowadziła do odkrycia szerokiej gamy różnych mikroorganizmów obecnych w pokrywie lodowej. Zaobserwowano również ślady grzybów, co sugeruje możliwość unikalnych interakcji symbiotycznych. Rozległa oligotrofia jeziora doprowadziła niektórych do przekonania, że niektóre jego części są całkowicie sterylne. Jezioro to jest pomocnym narzędziem do symulacji badań dotyczących życia pozaziemskiego na zamarzniętych planetach i innych ciałach niebieskich.
Crooked Lake jest ultra-oligotroficznym jeziorem polodowcowym z cienką dystrybucją heterotroficznych i autotroficznych mikroorganizmów. Pętla mikrobiologiczna odgrywa dużą rolę w obiegu składników odżywczych i energii w tym jeziorze, pomimo szczególnie niskiej liczebności i produktywności bakterii w tym środowisku. Mała różnorodność ekologiczna może być przypisana niskim rocznym temperaturom jeziora. Gatunki odkryte w tym jeziorze to Ochromonas, Chlamydomonas, Scourfeldia, Cryptomonas, Akistrodesmus falcatus i Daphniopsis studeri (mikroskorupiak). Proponuje się, że niska konkurencyjna selekcja przeciwko Daphniopsis studeri pozwoliła temu gatunkowi przetrwać wystarczająco długo, by rozmnażać się w środowiskach ograniczających składniki odżywcze.
AustraliaEdit
Piaszczyste równiny i gleby laterytowe południowej Australii Zachodniej, gdzie wyjątkowo gruby krater wykluczył jakąkolwiek aktywność geologiczną od kambru i nie było zlodowacenia, które odnowiłoby gleby od karbonu. Tak więc, gleby są bardzo ubogie w składniki odżywcze i większość roślinności musi korzystać ze strategii, takich jak korzenie klastra, aby uzyskać nawet najmniejsze ilości takich składników odżywczych, jak fosfor i siarka.
Wegetacja w tych regionach, jednak jest godne uwagi dla jego różnorodności biologicznej, która w miejscach jest tak wielka, jak w tropikalnym lesie deszczowym i produkuje niektóre z najbardziej spektakularnych kwiatów dzikich na świecie. Jest ona jednak poważnie zagrożona przez zmiany klimatyczne, które spowodowały przesunięcie zimowego pasa deszczowego na południe, a także przez wyręby dla rolnictwa i stosowanie nawozów, co jest napędzane przede wszystkim niskimi kosztami gruntów, które czynią rolnictwo ekonomicznym nawet przy plonach będących ułamkiem tych w Europie czy Ameryce Północnej.
Ameryka PołudniowaEdit
Przykładem gleb oligotroficznych są te na białych piaskach, z pH gleby niższym niż 5,0, w dorzeczu Rio Negro w północnej Amazonii, gdzie znajdują się bardzo mało zróżnicowane, niezwykle delikatne lasy i sawanny odwadniane przez rzeki o czarnej wodzie; ciemna barwa wody wynika z wysokiej koncentracji garbników, kwasów humusowych i innych związków organicznych pochodzących z bardzo powolnego rozkładu materii roślinnej. Podobne lasy występują w oligotroficznych wodach delty rzeki Patía po pacyficznej stronie Andów.
OceanEdit
W oceanie, żyry podzwrotnikowe na północ i południe od równika są regionami, w których składniki odżywcze niezbędne do wzrostu fitoplanktonu (na przykład azotany, fosforany i kwas krzemowy) są silnie wyczerpane przez cały rok. Obszary te są określane jako oligotroficzne i wykazują niski poziom chlorofilu na powierzchni. Są one czasami określane jako „pustynie oceaniczne”.
Oligotroficzne środowiska gleboweEdit
Oligotroficzne środowiska glebowe obejmują gleby rolnicze, gleby zamarznięte, i tak dalej. Różne czynniki, takie jak rozkład, struktura gleby, nawożenie i temperatura, mogą wpływać na dostępność składników odżywczych w środowiskach glebowych.
Generalnie, składnik odżywczy staje się mniej dostępny wzdłuż głębokości środowiska glebowego, ponieważ na powierzchni, związki organiczne rozłożone z resztek roślinnych i zwierzęcych są szybko zużywane przez inne mikroby, co powoduje brak składnika odżywczego w głębszych warstwach gleby. Ponadto, odpady metaboliczne wytwarzane przez mikroorganizmy na powierzchni powodują również gromadzenie się toksycznych związków chemicznych w głębszych partiach gleby. Co więcej, tlen i woda są ważne dla niektórych szlaków metabolicznych, ale wraz ze wzrostem głębokości dyfuzja wody i tlenu jest utrudniona. Niektóre czynniki, takie jak agregaty glebowe, pory i enzymy pozakomórkowe, mogą pomóc w dyfuzji wody, tlenu i innych składników odżywczych w głąb gleby. Ponadto, obecność minerałów pod glebą zapewnia alternatywne źródła dla gatunków żyjących w glebie oligotroficznej. W odniesieniu do gruntów rolnych, stosowanie nawozów ma skomplikowany wpływ na źródło węgla, zwiększając lub zmniejszając zawartość węgla organicznego w glebie.
Collimonas jest jednym z gatunków, które są zdolne do życia w oligotroficznej glebie. Jedną ze wspólnych cech środowisk, w których żyją Collimonas jest obecność grzybów, ponieważ Collimonas mają zdolność nie tylko hydrolizowania chityny produkowanej przez grzyby w celu uzyskania składników odżywczych, ale także wytwarzania materiałów (np. P. fluorescens 2-79) chroniących przed infekcją grzybiczą. Ta wzajemna zależność jest powszechna w środowiskach oligotroficznych. Dodatkowo, Collimonas mogą również pozyskiwać źródła elektronów ze skał i minerałów poprzez wietrzenie.
W odniesieniu do obszarów polarnych, takich jak Antarktyka i Arktyka, środowisko glebowe jest uważane za oligotroficzne, ponieważ gleba jest zamarznięta z niską aktywnością biologiczną. Najliczniej występującymi gatunkami w zamarzniętej glebie są Actinobacteria, Proteobacteria, Acidobacteria i Cyanobacteria, wraz z niewielką ilością Archaea i grzybów. Actinobacteria mogą utrzymywać aktywność swoich enzymów metabolicznych i kontynuować reakcje biochemiczne w szerokim zakresie niskich temperatur. Ponadto mechanizm naprawy DNA u aktynobakterii chroni je przed śmiertelnymi mutacjami DNA w niskiej temperaturze.