Характерни цианобактерии, морфология, систематика, токсичност



на цианобактерии, по-рано известни като синьозелени водорасли, са тип бактерии, образувани от единствените прокариоти, способни да използват слънчевата светлина като енергия и вода като източник на електрони при фотосинтезата (кислородна фотосинтеза).

Тъй като горните растения съдържат пигменти, които им позволяват да извършват оксидирана фотосинтеза. Този тип включва около 2000 вида в 150 рода, с широк спектър от форми и размери.

Цианобактериите са много стари организми. Микрофосилите са открити с голямо сходство със съвременните цианобактерии в отлагания от 2.1 милиарда години. Молекулите на биомаркер, характерни за цианобактериите, също са открити в морски находища от 2 700 и 2500 милиона години.

Поради способността на цианобактериите да произвеждат и освобождават кислород като страничен продукт на фотосинтезата, се смята, че появата им на Земята позволява модифициране на атмосферата, причинявайки голямо събитие на оксигенация.

Увеличението на кислорода може да е довело до намаляване на концентрацията на метан в атмосферата преди около 2400 до 2100 милиона години, причинявайки изчезването на много видове анаеробни бактерии..

Някои видове цианобактерии могат да произвеждат мощни токсини във водни среди. Тези токсини са вторични метаболити, които се освобождават в околната среда, когато условията на околната среда са крайни, в еутрофни среди, с високи концентрации на минерални хранителни вещества като фосфор и специфични условия на рН и температура..

индекс

  • 1 Общи характеристики
  • 2 Морфология
  • 3 Систематично
  • 4 Токсичност
  • 5 Препратки

функции общ

Цианобактериите са грам-отрицателни бактерии за оцветяване, които могат да бъдат едноклетъчни или да образуват колонии с формата на нишки, листове или кухи сфери..

В рамките на това разнообразие могат да се наблюдават различни видове клетки:

  • Растителните клетки са тези, които се образуват при благоприятни условия на околната среда, в които се осъществява фотосинтезата.
  • Акинетите, ендоспорите, произведени в трудни условия на околната среда.
  • Хетероцити, дебелостенни клетки, съдържащи ензим на азот, който участва в азотната фиксация в анаеробни среди.

Цианобактериите са най-простите организми, които представят циркадни цикли, осцилации на биологични променливи на редовни интервали от време, свързани с периодични екологични промени през деня. Циркадният часовник в цианобактериите работи от цикъла на фосфорилиране на KaiC.

Цианобактериите се разпространяват в голямо разнообразие от сухоземни и водни среди: голи скали, скали, временно овлажнени в пустини, сладка вода, океани, влажна почва и дори в антарктическите скали..

Те могат да бъдат част от планктона във водни обекти, да образуват фототрофни биофилми на открити повърхности или да установят симбиотична връзка с растения или гъбички, образуващи лишеи..

Някои цианобактерии играят важна роля в екосистемите. Microcoleus vaginatus и M. vaginatus стабилизира почвата, използвайки полизахаридна обвивка, която се прикрепя към пясъчните частици и абсорбира вода.

Бактериите от рода Prochlorococcus произвеждат повече от половината от фотосинтезата на открития океан, като допринасят значително за световния кислороден цикъл.

Няколко вида цианобактерии, като например Aphanizomenon flos-aquae и arthrospira платенсис (Spirulina), се събират или отглеждат като хранителни източници, фуражи, торове и здравни продукти.

морфология

Клетките от цианобактерии имат силно диференцирана клетъчна стена, грам-отрицателен тип с плазмена мембрана и външна мембрана, разделени от периплазмено пространство.

Освен това те имат вътрешна система от тилакоидни мембрани, където пребивават веригите за пренос на електрони, които се намесват в фотосинтезата и дишането. Тези различни мембранни системи придават на тези бактерии уникална сложност.

Те нямат флагела. Някои видове имат подвижни влакна, наречени хормогонии, които им позволяват да се плъзгат по повърхности.

Многоклетъчни нишковидни форми, като пол Oscillatoria, могат да генерират вълнообразно движение чрез трептене на спиралата.

Други видове, които обитават водни колони образуват газови везикули, образувани от струпване на протеини, които им придават плаваемост.

Хормогониите се състоят от тънки клетки с остри клетки на краищата. Тези клетки се освобождават и мобилизират, като поникват на места, далеч от основната колония, където започват нови колонии.

систематика

Класификацията на цианобактериите на най-високите таксономични нива беше силно обсъдена. Тези бактерии първоначално са били класифицирани като синьо-зелени водорасли (Cyanophyta), съгласно ботаническите кодове. Тези първоначални проучвания се основават на морфологични и физиологични характеристики.

По-късно, през 60-те години, когато са установени прокариотните характеристики на тези микроорганизми, цианобактериите са прекласифицирани под бактериологичния код.

През 1979 г. са предложени 5 секции, които отговарят на 5 реда: раздел I = Хроококали, раздел II = Pleurocapsales, раздел III = Oscillatoriales, раздел IV = Nostocales и раздел V = Stigonematales.

Таксономичната система на цианобактериите е радикално променена с въвеждането на електронна микроскопия и молекулярни и генетични методи..

Таксономията на цианобактериите е преразглеждана почти непрекъснато през последните 50 години, в които са генерирани коренно различни предложения. Все още продължава дебатът относно класификацията на цианобактериите.

Последните предложения за филогенетично дърво за този тип предлагат използването на поръчките: Gloeobacterales, Synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales и Nostocales. Тези заповеди са съставени от монофилетични родове, съставени от много видове.

токсичност

Смята се, че има 150 рода цианобактерии, които съдържат приблизително 2000 вида, от които около 46 имат някакъв токсин-продуциращ щам..

В водните екосистеми изобилието на цианобактерии може да достигне много високи нива, когато условията на околната среда са подходящи за техния растеж, което благоприятства натрупването на вторични метаболити в цитоплазмата..

Когато условията на околната среда станат неблагоприятни, с увеличаване на концентрациите на минерални хранителни вещества като фосфор, цианобактериите умират, причинявайки лизис на клетките и освобождаване на токсини в околната среда.

Идентифицирани са два основни вида токсини: хепатотоксини и невротоксини. Невротоксините се произвеждат главно от видове и щамове от родовете: Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmium и Cylindrospermopsis.

Невротоксините действат бързо, причинявайки смърт чрез респираторен арест няколко минути след поглъщането на високи концентрации на токсин. Сакситоксинът е паралитичен невротоксин, включен в Приложение 1 на Конвенцията за химическите оръжия.

Хепатотоксините се произвеждат по жанрове Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc и Cylindrospermopsis. Те причиняват най-често срещания тип интоксикация, свързана с цианобактериите. Те действат по-бавно и могат да предизвикат смъртта няколко часа или дни след интоксикация.

препратки

  1. Дмитрий А. (2017). Цианобактерии: Омици и манипулации | Book. Кайстър Академик Прес. Москва, Русия. 256 стр.
  2. Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J., & JOhansen, J.R. (2014). Таксономична класификация на цианопрокариоти (цианобактериални родове) 2014, използвайки полифазен подход. Preslia 86: 295-335.
  3. Gupta, R.C. Наръчник по токсикология на химическите агенти за бойни действия (2009 г.). Академик Прес. Ср 1168.
  4. Howard-Azzeh, M., L. Shamseer, H. E. Schellhorn и R. S. Gupta. (2014). Филогенетичен анализ и молекулярни сигнатури, определящи монофилетичен клад от хетероцитни цианобактерии и идентифициращи най-близките му роднини. Photosynthesis Research, 122 (2): 171-185.
  5. Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001 г.). Откриване на цианобактерии и техните токсини. Journal of Toxicology, 18: 65-71.
  6. Уикипедия. (2018, 2 октомври). Цианобактерии. в Уикипедия, Свободната енциклопедия. Получено 10:40, 12 октомври 2018 г. от en.wikipedia.org