Iseloomulik tsüanobakterid, morfoloogia, süstemaatika, toksilisus



The tsüanobakterid, varem tuntud sinise rohelise vetikana, on bakterite varjupaik, mille moodustavad ainsad prokarüootid, mis on võimelised kasutama päikesevalgust kui energiat ja vett elektronide allikana fotosünteesil (hapnikuga seotud fotosüntees).

Kuna ülemised taimed sisaldavad pigmente, mis võimaldavad neil läbi viia hapnikuga töödeldud fotosünteesi. See varjupaik sisaldab umbes 2000 liiki 150 perekonda, millel on suur kuju ja suurus.

Tsüanobakterid on väga vanad organismid. Mikrofauna on leidnud suurt sarnasust tänapäevaste tsüanobakteritega 2,1 miljardi aasta tagustes hoiustes. Tsüanobakteritele iseloomulikud biomarkerimolekulid on leitud ka 2700 ja 2500 miljoni aasta pikkustes merereostustes.

Tänu võimele sinivetikate toota ja vabastada hapnikku kõrvalproduktina fotosünteesi, usutakse, et tema välimus maa peal lubatud muutmist atmosfääri, põhjustades suur sündmus hapnikuga.

Hapniku suurenemine võib olla põhjustanud atmosfääri metaani kontsentratsiooni vähenemise umbes 2400 kuni 2100 miljoni aasta eest, põhjustades paljude anaeroobsete bakterite liikide väljasuremist..

Mõned sinivetikaliikide tüved võivad veekeskkondades toota võimsaid toksiine. Need toksiinid on sekundaarsed metaboliidid, mis vabanevad keskkonda, kui keskkonnatingimused on äärmuslikud, eutroofses keskkonnas, kus on kõrge mineraalainete sisaldus, nagu fosfor ja teatavad pH ja temperatuuri tingimused..

Indeks

  • 1 Üldised omadused
  • 2 Morfoloogia
  • 3 Süstemaatiline
  • 4 Toksilisus
  • 5 Viited

Omadused üldiselt

Tsüanobakterid on gramnegatiivsed värvimisbakterid, mis võivad olla ühekomponentsed või moodustada kiudude, lehtede või õõnsate kerakujuliste kolooniatega.

Selles mitmekesisuses võib täheldada erinevaid rakutüüpe:

  • Taimsed rakud on need, mis moodustuvad soodsates keskkonnatingimustes, kus toimub fotosüntees.
  • Rasketes keskkonnatingimustes toodetud akinetid, endosporid.
  • Heterotsüüdid, paksudega rakud, mis sisaldavad lämmastikuensüümi, mis on seotud lämmastiku sidumisega anaeroobsetes keskkondades.

Tsüanobakterid on lihtsaimad organismid, millel on ööpäevased tsüklid, bioloogiliste muutujate võnkumised korrapäraste ajavahemike järel, mis on seotud perioodiliste keskkonnamuutustega päeva jooksul. Tsüanobakterite ööpäevane kella töötab KaiC fosforüülimistsüklist.

Sinivetikate jaotatakse laias valikus maismaa- ja veekeskkonnast paljad kaljud, ajutiselt niisutatud kivimid kõrbetes, värske vesi, ookeanid, niiske pinnas ja isegi Antarktika kivimid.

Nad võivad olla osa veekogudest planktonist, moodustavad eksponeeritud pindadel fototroofseid biofilme või luua sümbiootilise seose taimede või seente moodustavate samblike vastu..

Mõned tsüanobakterid mängivad ökosüsteemides olulist rolli. Microcoleus vaginatus ja M. vaginatus stabiliseerib pinnase, kasutades polüsahhariidvooderit, mis kinnitub liivaosakestele ja neelab vett.

Perekonna bakterid Proklorokokk toodavad rohkem kui poole avatud ookeani fotosünteesist, andes olulise panuse ülemaailmsesse hapnikutsüklisse.

Mitmed tsüanobakterite liigid, näiteks Aphanizomenon flos-aquae ja Arthrospira platensis (Spirulina), on koristatud või kasvatatud toiduallikana, loomasöödana, väetisena ja tervishoiutoodetena.

Morfoloogia

Tsüanobakterite rakkudel on kõrge diferentseerunud rakusein, gramnegatiivne tüüp koos plasmamembraani ja välismembraaniga, mis on eraldatud periplasmaatilise ruumiga..

Lisaks sellele on neil sisemine süsteem, mis sisaldab silikoidmembraane, kus fotosünteesi ja hingamisteedesse sekkuvad elektronülekandeahelad asuvad. Need erinevad membraanisüsteemid annavad neile bakteritele ainulaadse keerukuse.

Neil ei ole lippu. Mõnedel liikidel on liikuvad filamendid, mida nimetatakse hormogonias, mis võimaldavad neil pindadele liuguda.

Mitmekihilised filamentsed vormid, nagu sugu Ostsillaatorid, on võimelised tekitama hõõguvat liikumist hõõgniidi võnkumise kaudu.

Teised veesambaid elavad liigid moodustavad gaasi vesiikulid, mis on moodustatud valkudest, mis annavad neile ujuvuse.

Hormogonias koosneb õhukestest rakkudest, mille otsad on teravad. Need rakud vabastatakse ja mobiliseeritakse, tuues välja peamisest kolooniast kaugel asuvad kohad, kus algavad uued kolooniad.

Süstemaatika

Tsüanobakterite klassifitseerimist kõrgeimatel taksonoomilistel tasanditel on tugevalt arutatud. Need bakterid klassifitseeriti botaaniliste koodide järgi algselt sinise-rohelise vetikana (Cyanophyta). Need esialgsed uuringud põhinesid morfoloogilistel ja füsioloogilistel omadustel.

Hiljem, 1960ndatel, kui nende mikroorganismide prokarüootsed omadused olid kindlaks tehtud, klassifitseeriti tsüanobakterid bakterioloogilise koodi alla..

I = Chroococcales lõik, II jagu = Pleurocapsales, III jagu = Oscillatoriales IV jagu ning V jao = Nostocales = stigonematales: 1979 viiest osast, mis vastab viiele tellimusi ettepanek.

Tsüanobakterite taksonoomiline süsteem muutus radikaalselt elektronmikroskoopia ning molekulaar- ja geneetiliste meetodite kasutuselevõtuga.

Tsüanobakterite taksonoomiat on viimase 50 aasta jooksul peaaegu pidevalt vaadatud, kus on tekkinud radikaalselt erinevad ettepanekud. Arutelu tsüanobakterite liigitamise üle jätkub ikka veel.

Viimane ettepanekud fülogeneesipuude selle serva ettepaneku kasutada tellimusi: Gloeobacterales, synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales ja Nostocales. Need korraldused koosneb monophyletic perekondadest, mis koosneb paljude liikide.

Toksilisus

Hinnanguliselt on 150 tsüanobakterite perekonda, mis sisaldavad ligikaudu 2000 liiki, millest umbes 46 on mõnda toksiini tootvat tüve.

Veekeskkonna ökosüsteemides võib tsüanobakterite arvukus olla väga kõrge, kui keskkonnatingimused on nende kasvuks sobivad, mis soodustab sekundaarsete metaboliitide kogunemist tsütoplasmasse..

Kui keskkonnatingimused muutuvad ebasoodsateks, kusjuures mineraalsete toitainete, näiteks fosfori kontsentratsioon suureneb, sureb tsüanobakterid, põhjustades rakkude lüüsi ja toksiinide vabanemist keskkonda..

Tuvastati kaks peamist tüüpi toksiine: hepatotoksiinid ja neurotoksiinid. Neurotoksiinid valmistatakse peamiselt perekondade liikide ja tüvede järgi: Anabaena, Aphanizomenon, Ostsillaatorid, Trichodesmium ja Cylindrospermopsis.

Neurotoksiinid toimivad kiiresti, põhjustades hingamisteede peatamise tagajärjel surma mõne minuti jooksul pärast suure toksiini kontsentratsiooni allaneelamist. Saksitoksiin on paralüütiline neurotoksiin, mis on lisatud keemiarelvade konventsiooni 1. lisasse.

Hepatotoksiine toodavad žanrid Microcystis, Anabaena, Nodularia, Ostsillaatorid, Nostoc ja Cylindrospermopsis. Nad põhjustavad tsüanobakteritega seotud kõige levinumat mürgitust. Nad toimivad aeglasemalt ja võivad paar tundi või päevi pärast mürgitust käivitada surma.

Viited

  1. Dmitri A. The. (2017). Tsüanobakterid: Omika ja manipuleerimine | Raamat. Caister Academic Press. Moskva, Venemaa. 256 lk.
  2. Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J. ja & JOhansen, J.R. (2014). Tsüanoprokarüootide (tsüanobakterite perekondade) 2014 taksonoomiline liigitamine, kasutades polüfaasilist lähenemist. Preslia 86: 295-335.
  3. Gupta, R.C. Keemiliste sõjaliste ainete toksikoloogia käsiraamat (2009). Academic Press. Pp 1168.
  4. Howard-Azzeh, M., L. Shamseer, H. E. Schellhorn ja R. S. Gupta. (2014). Fülogeneetiline analüüs ja molekulaarsed allkirjad, mis määratlevad heterotsüstiliste tsüanobakterite monofüütilise kladiidi ja tuvastavad selle lähimad sugulased. Photosynthesis Research, 122 (2): 171-185.
  5. Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001). Tsüanobakterite ja nende toksiinide avastamine. Journal of Toxicology, 18: 65-71.
  6. Wikipedia toetajad. (2018, 2. oktoober). Tsüanobakterid Sisse Wikipedia, The Free Encyclopedia. Välja otsitud 10:40, 12. oktoober 2018, en.wikipedia.org