أوليغوت

لا توفر بيئات القطب الجنوبي سوى القليل من مقومات الحياة، إذ أن معظم الكائنات الحية غير متأقلمة جيدًا للعيش في ظل ظروف نقص المغذيات ودرجات الحرارة المنخفضة (أقل من 5  درجات مئوية). ولذلك، تزخر هذه البيئات بالكائنات المحبة للبرودة، المتأقلمة تمامًا للعيش في بيئة القطب الجنوبي. تعيش معظم الكائنات قليلة التغذية في البحيرات حيث يساعد الماء في دعم العمليات الكيميائية الحيوية اللازمة للنمو والبقاء. ^{[ 6 ]} فيما يلي بعض الأمثلة الموثقة للبيئات قليلة التغذية في القطب الجنوبي:

تُعد بحيرة فوستوك ، وهي بحيرة مياه عذبة معزولة عن العالم تحت طبقة من جليد القطب الجنوبي يبلغ سمكها 4 كيلومترات (2.5 ميل)، مثالًا رئيسيًا على البيئة قليلة المغذيات. ^{[ 7 ]} أظهر تحليل عينات الجليد وجود بيئات دقيقة منفصلة بيئيًا. وقد أدى عزل الكائنات الدقيقة من كل بيئة دقيقة إلى اكتشاف مجموعة واسعة من الكائنات الدقيقة المختلفة الموجودة داخل الغطاء الجليدي. ^{[ 8 ]} كما لوحظت آثار للفطريات، مما يشير إلى إمكانية وجود تفاعلات تكافلية فريدة. ^{[ 9 ] [ 8 ]} وقد دفع نقص المغذيات الشديد في البحيرة البعض إلى الاعتقاد بأن أجزاءً منها عقيمة تمامًا. ^{[ 9 ]} تُعد هذه البحيرة أداة مفيدة لمحاكاة الدراسات المتعلقة بالحياة خارج كوكب الأرض على الكواكب المتجمدة والأجرام السماوية الأخرى. ^{[ 10 ]}

بحيرة كروكد هي بحيرة جليدية شديدة الندرة بالمغذيات ^{[ 11 ]} ذات توزيع محدود للكائنات الحية الدقيقة ذاتية التغذية وغيرية التغذية . ^{[ 12 ]} تلعب الدورة الميكروبية دورًا هامًا في تدوير المغذيات والطاقة داخل هذه البحيرة، على الرغم من انخفاض وفرة البكتيريا وإنتاجيتها بشكل ملحوظ في هذه البيئات. ^{[ 11 ]} يُعزى التنوع البيئي المحدود إلى انخفاض درجات الحرارة السنوية للبحيرة. ^{[ 13 ]} تشمل الأنواع المكتشفة في هذه البحيرة: أوكروموناس ، كلاميدوموناس ، سكورفيلديا ، كريبتوموناس ، أكيسترودسموس فالكاتوس ، ودافنيوبسيس ستوديري (قشريات دقيقة). يُقترح أن انخفاض المنافسة الانتقائية ضد دافنيوبسيس ستوديري قد سمح لهذا النوع بالبقاء لفترة كافية للتكاثر في بيئات محدودة المغذيات. ^{[ 12 ]}

تتميز السهول الرملية والتربة اللاتيريتية في جنوب غرب أستراليا بانخفاض حاد في مستويات العناصر الغذائية، حيث حالت كتلة صخرية سميكة للغاية دون أي نشاط جيولوجي منذ العصر الكامبري، ولم تشهد أي تجلد لتجديد التربة منذ العصر الكربوني . ولذلك، فإن هذه التربة فقيرة للغاية بالعناصر الغذائية، وتضطر معظم النباتات إلى استخدام استراتيجيات مثل الجذور العنقودية للحصول على أقل كميات من العناصر الغذائية كالفوسفور والكبريت .

تتميز الغطاء النباتي في هذه المناطق بتنوعه البيولوجي المذهل ، الذي يصل في بعض الأماكن إلى مستوى الغابات الاستوائية المطيرة ، وينتج بعضًا من أروع الزهور البرية في العالم. إلا أنه مهدد بشدة بتغير المناخ الذي أدى إلى تحرك حزام الأمطار الشتوية جنوبًا، فضلًا عن إزالة الغابات لأغراض الزراعة واستخدام الأسمدة ، وهو ما يعزى أساسًا إلى انخفاض تكلفة الأراضي، مما يجعل الزراعة مجدية اقتصاديًا حتى مع انخفاض المحاصيل إلى جزء ضئيل من مثيلاتها في أوروبا أو أمريكا الشمالية.

من أمثلة التربة قليلة المغذيات تلك الموجودة على الرمال البيضاء، حيث تقل درجة حموضة التربة عن 5.0، في حوض نهر ريو نيغرو شمال الأمازون ، والتي تضم غابات وسافانا هشة للغاية ذات تنوع بيولوجي منخفض، ترويها أنهار ذات مياه سوداء داكنة اللون ؛ ويعود لون المياه الداكن إلى التركيز العالي للتانينات وأحماض الهيوميك ومركبات عضوية أخرى ناتجة عن التحلل البطيء للغاية للمواد النباتية. ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} وتوجد غابات مماثلة في المياه قليلة المغذيات لدلتا نهر باتيا على الجانب المطل على المحيط الهادئ من جبال الأنديز. ^{[ 17 ]}

في المحيط ، تُعدّ الدوامات شبه الاستوائية شمال وجنوب خط الاستواء مناطقَ تنضب فيها العناصر الغذائية اللازمة لنمو العوالق النباتية (مثل النترات والفوسفات وحمض السيليسيك ) بشدة على مدار العام. تُوصف هذه المناطق بأنها قليلة المغذيات، وتتميز بانخفاض نسبة الكلوروفيل السطحي فيها . ويُطلق عليها أحيانًا اسم "صحاري المحيط". ^{[ 18 ]}

تشمل بيئات التربة قليلة المغذيات التربة الزراعية والتربة المتجمدة، وما إلى ذلك . ^{[ 19 ] [ 20 ]} يمكن أن تؤثر عوامل مختلفة، مثل التحلل وبنية التربة والتسميد ودرجة الحرارة ، على توافر العناصر الغذائية في بيئات التربة. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

بشكل عام، تقل وفرة العناصر الغذائية مع ازدياد عمق التربة، لأن المركبات العضوية المتحللة من بقايا النباتات والحيوانات على السطح تُستهلك بسرعة بواسطة الكائنات الدقيقة الأخرى، مما يؤدي إلى نقص العناصر الغذائية في الطبقات العميقة من التربة. ^{[ 19 ]} إضافةً إلى ذلك، تتسبب المخلفات الأيضية التي تنتجها الكائنات الدقيقة على السطح في تراكم المواد الكيميائية السامة في الطبقات العميقة. ^{[ 19 ]} علاوة على ذلك، يُعد الأكسجين والماء ضروريين لبعض المسارات الأيضية، ولكن يصعب انتشارهما مع ازدياد العمق. ^{[ 19 ]} قد تُساعد بعض العوامل، مثل تجمعات التربة والمسام والإنزيمات خارج الخلوية، على انتشار الماء والأكسجين والعناصر الغذائية الأخرى في التربة. ^{[ 21 ]} كما يوفر وجود المعادن تحت التربة مصادر بديلة للكائنات الحية التي تعيش في التربة قليلة المغذيات. ^{[ 21 ]} أما بالنسبة للأراضي الزراعية، فإن استخدام الأسمدة له تأثير معقد على مصدر الكربون، إما بزيادة أو نقصان الكربون العضوي في التربة. ^{[ 21 ]}

تُعدّ كوليموناس من الأجناس القادرة على العيش في التربة قليلة المغذيات. ^{[ 22 ]} ومن السمات الشائعة للبيئات التي تعيش فيها كوليموناس وجود الفطريات، إذ تمتلك كوليموناس القدرة ليس فقط على تحليل الكيتين الذي تنتجه الفطريات للحصول على المغذيات، بل أيضاً على إنتاج مواد (مثل بكتيريا Pseudomonas fluorescens 2-79) لحماية نفسها من العدوى الفطرية. ^{[ 22 ]} وتُعدّ العلاقة التكافلية شائعة في البيئات قليلة المغذيات. إضافةً إلى ذلك، تستطيع كوليموناس الحصول على مصادر الإلكترونات من الصخور والمعادن عن طريق التجوية . ^{[ 22 ]}

في المناطق القطبية، مثل القطب الجنوبي والقطب الشمالي، تُعتبر بيئة التربة فقيرة بالمغذيات نظرًا لتجمدها وانخفاض النشاط البيولوجي فيها. ^{[ 20 ]} أكثر الأنواع وفرةً في التربة المتجمدة هي الأكتينوميسيتات ، والزائفة ، والأسيدوباكتيريوتا ، والسيانوبكتيريا ، بالإضافة إلى كمية قليلة من العتائق والفطريات. ^{[ 20 ]} تستطيع الأكتينوميسيتات الحفاظ على نشاط إنزيماتها الأيضية ومواصلة تفاعلاتها الكيميائية الحيوية في نطاق واسع من درجات الحرارة المنخفضة. ^{[ 20 ]} إضافةً إلى ذلك، تحميها آليات إصلاح الحمض النووي من الطفرات القاتلة في الحمض النووي عند درجات الحرارة المنخفضة. ^{[ 20 ]}