Microbial communities and their adaptations for life in Permanently frozen lakes.

Abstract

This bachelor's thesis discusses the adaptations of microbial communities to extreme environmental conditions in perennially ice-covered lakes. Perennially ice-covered lakes, which occur mainly in polar regions and high mountain regions, represent exceptional, isolated and ecologically stable freshwater ecosystems. Due to their permanent ice cover, limited access to light, low temperatures, and relatively small amounts of nutrients, they provide an ideal environment for studying the limits of life on Earth. The thesis first focuses on the geographical and ecological characteristics of these lakes, describing their thermal stratification, water circulation, sedimentation, and the influence of solar radiation. Then, it describes the composition of microbial communities across theArchaea, Bacteria, and Eukarya domains of life. Finally the physiological, metabolic and structural adaptations that enable microorganisms to survive in extreme conditions are discussed, including psychrophily and psychrotrophy, pigments and anti-freezing substances (cryoprotectants and ice-binding proteins), various metabolic strategies (phototrophy, chemolithotrophy, heterotrophy, anaerobic respiration), and dormancy mechanisms (endospores, cysts, VBNC state). The study of these lakes and the microorganisms living in them...

Tato bakalářská práce se zabývá adaptacemi mikrobiálních společenstev na extrémní podmínky prostředí v trvale zaledněných jezer. Trvale zaledněná jezera, která se vyskytují především v polárních oblastech a vysokohorských regionech, představují výjimečné, izolované a ekologicky stabilní sladkovodní ekosystémy. Vzhledem ke své permanentní ledové pokrývce, omezenému přístupu světla, nízkým teplotám a poměrně malému množství živin, poskytují ideální prostředí pro studium hranic života na Zemi. Práce se zaměřuje na geografické a ekologické charakteristiky těchto jezer, popisuje například jejich teplotní stratifikaci, vodní cirkulaci, sedimentaci a vliv solárního záření. Zabývá se složením mikrobiálních komunit napříč doménami Archaea, Bacteria a Eukarya. Dále jsou rozebrány fyziologické, metabolické a strukturální adaptace, které mikroorganismům umožňují přežití v extrémních podmínkách - včetně psychrofilie a psychrotrofie, využívaných pigmentů a látek proti zamrzání (kryoprotektanty a ice-binding proteiny), různých forem metabolismu (fototrofie, chemolitotrofie, heterotrofie, anaerobní respirace) a mechanismů dormance (endospory, cysty, VBNC stav). Studium těchto jezer a mikroorganismů v nich žijících přináší cenné poznatky nejen pro ekologii a evoluční biologii, ale umožňuje také například zkoumání...