Цианобацтериа , раније познат као плаво зелене алге, су пхилум бактерија формираних од стране само прокариотима могли да користите сунчеву светлост као енергије и воде као као извор електрона у фотосинтезе (Окигениц фотосинтезе).
Као и више биљке, садрже пигменте који им омогућавају да спроведу фотосинтезу кисеоником. Овај фил обухвата око 2000 врста у 150 родова, са широким распоном облика и величина.
Осциллаториа сп. Аутор: Виедехопф20, из Викимедиа Цоммонс
Цијанобактерије су веома древни организми. Микрофосили велике сличности са модерним цијанобактеријама пронађени су у наслагама која потичу од 2,1 милијарде година. Карактеристични молекули биомаркера цијанобактерија пронађени су и у морским лежиштима старим 2,7 и 2,5 милијарди година.
Због способности цијанобактерија да производе и ослобађају кисеоник као нуспроизвод фотосинтезе, верује се да је његова појава на земљи омогућила модификацију атмосфере, што је изазвало велики догађај оксигенације.
Повећање кисеоника можда је изазвало пад концентрације метана у атмосфери пре отприлике 2,4 до 2,1 милијарде година, проузрокујући изумирање многих врста анаеробних бактерија.
Неки сојеви цијанобактерија могу произвести снажне токсине у воденом окружењу. Ови токсини су секундарни метаболити који се ослобађају у животну средину када су окружење екстремно, у еутрофичном окружењу, са високим концентрацијама минералних хранљивих материја као што су фосфор и посебним условима пХ и температуре.
карактеристике
Цијанобактерије су грам-негативне бојне бактерије, које могу бити једноцеличне или формирати колоније у облику нити, листова или шупљих сфера.
Унутар ове разноликости могу се посматрати различите врсте ћелија:
- Вегетативне ћелије су оне које се формирају под повољним условима окружења у којима се одвија фотосинтеза.
- Акинетес, ендоспоре произведене у тешким условима животне средине.
- Хетероцити, ћелије са дебелим зидом, садрже ензим нитрогеназа који је укључен у фиксацију азота у анаеробним окружењима.
Цијанобактерије су најједноставнији организми који показују циркадијанске циклусе, осцилације биолошких варијабли у правилним интервалима времена повезаних са периодичним промјенама околине током дана. Циркадијански сат у цијанобактеријама делује из циклуса фосфорилације КаиЦ.
Цијанобактерије су распоређене у великом разноликости копнених и водених средина: голе стијене, привремено влажне стијене у пустињи, слатка вода, океани, влажно тло, па чак и антарктичке стијене.
Они могу формирати део планктона у воденим водама, формирати фототрофне биофилмове на изложеним површинама или успоставити симбиотски однос са биљкама или лишајевима који стварају лишајеве.
Неке цијанобактерије играју важну улогу у екосуставима. Мицроцолеус вагинатус и М. вагинатус стабилизују тло помоћу полисахаридног омотача који се веже за честице песка и апсорбује воду.
Бактерије рода Процхлороцоццус производе више од половине фотосинтезе отвореног океана, што даје важан допринос глобалном циклусу кисеоника.
Неколико врста цијанобактерија, као што су Апханизоменон флос-акуае и Артхроспира платенсис (Спирулина), сакупљају се или узгајају као извори хране, сточне хране, ђубрива и здравствених производа.
Морфологија
Цијанобактеријске ћелије имају високо диференцирану, грам-негативну ћелијску стијенку са плазма мембраном и спољном мембраном раздвојеном периплазматским простором.
Уз то, имају унутрашњи систем мембрана тилакоида у коме бораве ланци за пренос електрона који су укључени у фотосинтезу и дисање. Ови различити мембрански системи дају овим бактеријама јединствену сложеност.
Немају бичеве. Неке врсте имају покретне нити назване хормогонија, које им омогућавају да клизи по површинама.
Вишећелијски филаментарни облици, као што је род Осциллаториа, способни су да стварају валовито кретање осцилацијом филамента.
Остале врсте које живе у колонама воде формирају плинске везикуле, формиране протеинским омотачем, који им дају пловидбу.
Хормогоније чине танке ћелије са оштрим ћелијама на крајевима. Ове ћелије се ослобађају и мобилишу, клијају на местима која су далеко од главне колоније, где почињу нове колоније.
Систематично
Класификација цијанобактерија на највишим таксономским нивоима жестоко се расправљала. Ове бактерије су у почетку класификоване као плаво-зелене алге (Цианопхита), према ботаничким кодовима. Ове почетне студије су се заснивале на морфолошким и физиолошким карактеристикама.
Касније, 1960-их, када су утврђене прокариотске карактеристике ових микроорганизама, цијанобактерије су рекласификоване под бактериолошким кодом.
1979. године предложено је 5 одељка који одговарају 5 редоследа: одељак И = хроококеле, одељак ИИ = плеурокапсали, одељак ИИИ = осцилаториле, део ИВ = ностокале и део В = стигонематалес.
Таксономски систем цијанобактерија радикално је измењен увођењем електронске микроскопије и молекуларно-генетским методама.
Таксономија цијанобактерија готово се континуирано ревидира у последњих 50 година, у којима су добијени радикално различити предлози. Дебата око класификације цијанобактерија се наставља.
Најновији предлози за филогенетска стабла за овај филум предлажу употребу налога: Глоеобацтералес, Синецхоцоццалес, Осциллаториалес, Цхрооцоццалес, Плеуроцапсалес, Спирулиналес, Рубидибацтер / Халотхеце, Цхрооцоццидиопсидалес и Ностоцалес. Ови редови чине монофлетни родови које чине многе врсте.
Токсичност
Процењује се да постоји 150 родова цијанобактерија који садрже око 2000 врста, од којих око 46 има сој који ствара токсине.
У воденим екосистемима обиље цијанобактерија може достићи веома високе нивое када су услови у окружењу погодни за њихов раст, што погодује накупљању секундарних метаболита у цитоплазми.
Када услови у окружењу постану неповољни, с повећањем концентрације минералних хранљивих материја као што су фосфор, цијанобактерије умиру, производећи лизу ћелије и испуштање токсина у околину.
Идентификоване су две главне врсте токсина: хепатотоксини и неуротоксини. Неуротоксине производе углавном врсте и сојеви родова: Анабаена, Апханизоменон, Осциллаториа, Трицходесмиум и Цилиндроспермопсис.
Неуротоксини дјелују брзо, узрокујући смрт од застоја дисања у року од неколико минута од гутања велике концентрације токсина. Сакситоксин је парализујући неуротоксин, наведен у Анексу 1 Конвенције о хемијском оружју.
Хепатотоксине производе гени Мицроцистис, Анабаена, Нодулариа, Осциллаториа, Ностоц и Цилиндроспермопсис. Они изазивају најчешћу врсту тровања која се односи на цијанобактерије. Они раде спорије и могу проузроковати смрт неколико сати или дана након тровања.
Референце
- Дмитри А. Лос. (2017). Цианобацтериа: Омицс анд Манипулатион - Боок. Цаистер Ацадемиц Пресс. Москва, Русија. 256 стр.
- Комарек, Ј., Каштовскы, Ј., Мареш, Ј. И & ЈОхансен, ЈР (2014). Таксономска класификација цијанопрокариота (цијанобактеријски родови) 2014, користећи полифазни приступ. Преслиа 86: 295–335.
- Гупта, РЦ Приручник за токсикологију хемијских ратних агенаса (2009). Академска штампа. Пп 1168.
- Ховард-Аззех, М., Л. Схамсеер, ХЕ Сцхеллхорн и РС Гупта. (2014). Филогенетска анализа и молекуларни потписи дефинишу монофилетну кладу хетероцистичних цијанобактерија и идентификују њене најближе сроднике. Истраживање фотосинтезе, 122 (2): 171–185.
- Росет Ј, Агуаио С, Муноз МЈ. (2001). Откривање цијанобактерија и њихових токсина. Часопис за токсикологију, 18: 65-71.
- Сарадници Википедије (2018, 2. октобра). Цијанобактерије. На Википедији, Слободној енциклопедији. Преузето у 10.40, 12. октобра 2018, са ен.википедиа.орг