Karakteristične cijanobakterije, morfologija, sistematika, toksičnost



cijanobakterije, ranije poznate kao plavo-zelene alge, su bakterija formirana od samo prokariota sposobnih za korištenje sunčeve svjetlosti kao energije i vode kao izvora elektrona u fotosintezi (kisikova fotosinteza).

Kako gornje biljke sadrže pigmente koji im omogućuju obavljanje oksigenirane fotosinteze. Ovaj tip obuhvaća oko 2000 vrsta u 150 rodova, sa širokim rasponom oblika i veličina.

Cijanobakterije su vrlo stari organizmi. Mikrofosili su s velikom sličnošću s modernim cijanobakterijama pronađeni u naslagama starim 2,1 milijarde godina. Biomarkerske molekule karakteristične za cijanobakterije također su pronađene u morskim nalazištima od 2.700 i 2.500 milijuna godina.

Zbog sposobnosti cijanobakterija da proizvode i oslobađaju kisik kao nusprodukt fotosinteze, vjeruje se da je njihov izgled na Zemlji omogućio modifikaciju atmosfere, uzrokujući veliki događaj oksigenacije.

Porast kisika može uzrokovati smanjenje koncentracije atmosferskog metana prije otprilike 2.400 do 2.100 milijuna godina, uzrokujući izumiranje mnogih vrsta anaerobnih bakterija.

Neki sojevi cijanobakterija mogu proizvesti snažne toksine u vodenim sredinama. Ti toksini su sekundarni metaboliti koji se ispuštaju u okoliš kada su uvjeti okoliša ekstremni, u eutrofnim sredinama, s visokim koncentracijama mineralnih hranjivih tvari kao što su fosfor i posebni uvjeti pH i temperature.

indeks

  • 1 Opće karakteristike
  • 2 Morfologija
  • 3 Sustavno
  • 4 Toksičnost
  • 5 Reference

značajke opći

Cijanobakterije su bakterije s gram-negativnim bojama, koje mogu biti jednoćelijske ili kolonije u obliku filamenata, listova ili šupljih sfera..

Unutar te raznolikosti mogu se promatrati različite vrste stanica:

  • Vegetativne stanice su one koje se formiraju pod povoljnim okolišnim uvjetima u kojima se odvija fotosinteza.
  • Akineti, endospore proizvedeni u teškim uvjetima okoline.
  • Heterociti, stanice debelih stijenki, koje sadrže dušikov oksidni enzim, koji je uključen u fiksaciju dušika u anaerobnim sredinama.

Cijanobakterije su najjednostavniji organizmi koji predstavljaju cirkadijalne cikluse, oscilacije bioloških varijabli u redovitim vremenskim razmacima koji su povezani s povremenim promjenama okoliša tijekom dana. Cirkadijalni sat u cijanobakteriji djeluje iz fosforilacijskog ciklusa KaiC.

Cijanobakterije se distribuiraju u velikoj raznolikosti kopnenih i vodenih sredina: golih stijena, stijena privremeno vlažnih u pustinjama, slatkoj vodi, oceanima, vlažnom tlu, pa čak iu antarktičkim stijenama..

Mogu biti dio planktona u vodenim tijelima, formirati fototrofne biofilmove na izloženim površinama ili uspostaviti simbiotski odnos s biljkama ili gljivama koje formiraju lišajeve.

Neke cijanobakterije igraju važnu ulogu u ekosustavima. Microcoleus vaginatus i M. vaginatus stabilizira tlo pomoću polisaharidnog omotača koji se veže na čestice pijeska i upija vodu.

Bakterije roda Prochlorococcus proizvesti više od polovice fotosinteze otvorenog oceana, čineći važan doprinos globalnom ciklusu kisika.

Nekoliko vrsta cijanobakterija, kao što je Aphanizomenon flos-aquae i arthrospira platensis (Spirulina), beru se ili uzgajaju kao izvori hrane, stočna hrana, gnojiva i zdravstveni proizvodi.

morfologija

Stanice cijanobakterija imaju vrlo diferenciranu staničnu stijenku, gram-negativnu vrstu s plazmatskom membranom i vanjsku membranu odvojenu periplazmičkim prostorom.

Osim toga, oni imaju unutarnji sustav tilakoidnih membrana gdje se nalaze lanci prijenosa elektrona koji interveniraju u fotosintezi i disanju. Ovi različiti membranski sustavi daju tim bakterijama jedinstvenu složenost.

Nemaju flagelicu. Neke vrste imaju mobilne filamente zvane hormogonije, koje im omogućuju da klize po površinama.

Multicelularni filamentozni oblici, kao što je spol Oscillatoria, su sposobni generirati valovito kretanje kroz oscilaciju filamenta.

Druge vrste koje nastanjuju vodene stupove tvore plinske mjehuriće, formirane od bjelančevina koje im daju uzgon.

Hormogonije se sastoje od tankih stanica s oštrim stanicama na krajevima. Te se stanice oslobađaju i mobiliziraju, kliže na mjestima daleko od glavne kolonije, gdje počinju nove kolonije.

sistematika

Razvrstavanje cijanobakterija na najvišim taksonomskim razinama snažno je raspravljano. Bakterije su u početku bile klasificirane kao plavo-zelene alge (Cyanophyta), prema botaničkim kodovima. Ova početna istraživanja temeljila su se na morfološkim i fiziološkim značajkama.

Kasnije, šezdesetih godina prošlog stoljeća, kada su utvrđene prokariotske karakteristike tih mikroorganizama, cijanobakterije su reklasificirane pod bakteriološkim kodom.

Godine 1979. predloženo je 5 dionica koje odgovaraju 5 narudžbi: odjeljak I = krookokalije, odjeljak II = pleurokapsale, odjeljak III = oscilatorni, odjeljak IV = nostokale i odjeljak V = stigonemati.

Taksonomski sustav cijanobakterija bio je radikalno izmijenjen uvođenjem elektronske mikroskopije i molekularnih i genetskih metoda.

Taksonomija cijanobakterija pregledana je gotovo kontinuirano u posljednjih 50 godina, u kojoj su stvoreni radikalno različiti prijedlozi. Rasprava o klasifikaciji cijanobakterija i dalje se nastavlja.

Posljednji prijedlozi za filogenetska stabla za ovu vrstu predlažu uporabu naredbi: Gloeobacterales, Synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales i Nostocales. Ti su redovi sastavljeni od monofiletičkih rodova, sastavljenih od mnogih vrsta.

toksičnost

Procjenjuje se da ima 150 rodova cijanobakterija koje sadrže oko 2000 vrsta, od kojih oko 46 ima neki soj koji proizvodi toksine.

U vodenim ekosustavima, brojnost cijanobakterija može doseći vrlo visoke razine kada su uvjeti okoliša prikladni za njihov rast, što pogoduje nakupljanju sekundarnih metabolita u citoplazmi..

Kada uvjeti okoliša postanu nepovoljni, s povećanjem koncentracija mineralnih hranjivih tvari kao što su fosfor, cijanobakterije umiru, uzrokujući lizu stanica i oslobađanje toksina u okoliš.

Identificirana su dva glavna tipa toksina: hepatotoksini i neurotoksini. Neurotoksini nastaju uglavnom po vrstama i sojevima rodova: Anabaena, Aphanizaomenon, Oscillatoria, Trichodesmium i Cylindrospermopsis.

Neurotoksini djeluju brzo, uzrokujući smrt putem respiratornog zastoja nekoliko minuta nakon gutanja visokih koncentracija toksina. Saxitoxin je paralitički neurotoksin, uključen u Aneks 1 Konvencije o kemijskom oružju.

Hepatotoksini proizvode žanrovi Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc i Cylindrospermopsis. Oni uzrokuju najčešći tip trovanja cijanobakterijama. Djeluju sporije i mogu pokrenuti smrt nekoliko sati ili dana nakon intoksikacije.

reference

  1. Dmitry A. The. (2017). Cijanobakterije: omika i manipulacija Knjiga. Caister Academic Press. Moskva, Rusija. 256 str.
  2. Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J. i & JOhansen, J.R. (2014). Taksonomska klasifikacija cijanoprokariota (cijanobakterijskih rodova) 2014. korištenjem polifaznog pristupa. Preslia 86: 295-335.
  3. Gupta, R.C. Priručnik za toksikologiju kemijskih agenata za ratno djelovanje (2009). Academic Press. Str. 1168.
  4. Howard-Azzeh, M., L. Shamseer, H. E. Schellhorn i R. S. Gupta. (2014). Filogenetska analiza i molekularni potpisi definiraju monofiletičku klasu heterocistoznih cijanobakterija i identificiraju njezine najbliže rođake. Photosynthesis Research, 122 (2): 171-185.
  5. Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001). Detekcija cijanobakterija i njihovih toksina. Journal of Toxicology, 18: 65-71.
  6. Doprinositelji Wikipedije. (2018., 2. listopada). Cijanobakterije. u Wikipedija, slobodna enciklopedija. Preuzeto 10:40, 12. listopada 2018., s en.wikipedia.org