Extremophileとは、環境の極端さに耐性があり、1つ以上の極端な条件の下で最適に成長するように進化した生物のことで、「愛する者」を意味するphileという接尾語がついています。”
好奇心旺盛な生物は、主に原核生物(古細菌やバクテリア)で、真核生物の例はほとんどありません。 極限環境生物は、彼らが最適に成長する環境条件によって定義されます。 好酸性(pH1からpH5の間で最適な生育)、好アルカリ性(pH9以上で最適な生育)、好塩性(高濃度の塩を含む環境で最適な生育)、好熱性(60から80℃の間で最適な生育)、超好熱性(80℃以上で最適な生育)などと表現されることもある。 心理親和性(15℃以下で最適な生育を行い、最大耐性温度は20℃で、0℃以下では最小の生育を行う)、ピエゾ親和性または棒親和性(高い静水圧で最適な生育を行う)、乏栄養性(栄養が制限された環境での生育)、内石性(岩石内または鉱物粒子の孔内での生育)、好乾性(水の供給が少ない乾燥した環境での生育)などがある。 極限環境生物の中には、複数のストレスに同時に適応しているもの(多極限環境生物)もあり、その代表的な例としては、好熱性やハロアルカリフイルが挙げられます。
極限環境下で機能する酵素として定義される「極限酵素」を生産することから、極限生物はバイオテクノロジーの分野で注目されています。
極限生物の研究は、地球上の生命を定義する物理化学的パラメータの理解をもたらし、地球上の生命がどのようにして誕生したのかについての洞察を与える可能性があります。 原始地球には極端な環境条件が存在し、高温環境で生命が誕生したという仮定から、好極限生物は原始生物の名残であり、古代生物のモデルであるという説があります。
宇宙生物学の分野でも、絶滅危惧種は研究上重要な存在です。 太陽系内の天体の大半は凍結しているため、低温で活動する極限環境微生物はこの分野で特に注目されています。 また、リンではなくヒ素を使って成長するなど、特異な生化学的特性を持つ微生物の発見も、宇宙生物学にとって興味深いものである。なぜなら、地球外の環境では、地球上の生命には通常見られない元素を使ったり、それを元にして作られた生命体が好まれる可能性があるからである(影の生物圏を参照)。 このように、地球上の生命の限界を理解することは、地球外生命の存在の可能性に関する情報を科学者に提供し、他の太陽系でどこでどのように生命を探せばよいかの手がかりとなります。