Karakteristiska cyanobakterier, morfologi, toxicitet

3631
Egbert Haynes

De cyanobakterier, Tidigare känd som blågröna alger, de är en fylle av bakterier som bildas av de enda prokaryoter som kan använda solljus för energi och vatten som en källa till elektroner i fotosyntes (syresättning fotosyntes).

Liksom högre växter innehåller de pigment som gör att de kan utföra syresatt fotosyntes. Denna stam omfattar cirka 2000 arter i 150 släkt, med ett brett utbud av former och storlekar..

Oscillatoria sp. Av Wiedehopf20 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], från Wikimedia Commons

Cyanobakterier är mycket gamla organismer. Mikrofossiler med stor likhet med moderna cyanobakterier har hittats i avlagringar med anor från 2,1 miljarder år. Karaktäristiska biomarkörmolekyler av cyanobakterier har också hittats i 2,7 och 2,5 miljarder år gamla marina avlagringar..

På grund av förmågan hos cyanobakterier att producera och släppa ut syre som en biprodukt av fotosyntes antas det att dess utseende på jorden möjliggjorde en förändring av atmosfären och orsakade en stor syresättningshändelse..

Ökningen av syre kan ha orsakat en minskning av atmosfärisk metankoncentration för ungefär 2,4 till 2,1 miljarder år sedan, vilket orsakade utrotningen av många arter av anaeroba bakterier..

Vissa stammar av cyanobakterier kan producera potenta toxiner i vattenmiljöer. Dessa toxiner är sekundära metaboliter som släpps ut i miljön när miljöförhållandena är extrema, i eutrofiska miljöer, med höga koncentrationer av mineraliska näringsämnen som fosfor och speciella pH- och temperaturförhållanden..

Artikelindex

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 Morfologi
  • 3 Systematisk
  • 4 Toxicitet
  • 5 Referenser

Egenskaper allmän

Cyanobakterier är gramnegativa färgningsbakterier, som kan vara encelliga eller bilda kolonier i form av filament, ark eller ihåliga sfärer..

Inom denna mångfald kan olika typer av celler observeras:

  • Vegetativa celler är de som bildas under gynnsamma miljöförhållanden, där fotosyntes förekommer.
  • Akinetes, endosporer producerade under hårda miljöförhållanden.
  • Heterocyter, tjockväggiga celler, som innehåller enzymet nitrogenas, som är involverat i kvävefixering i anaeroba miljöer.

Cyanobakterier är de enklaste organismerna som uppvisar dygnscykler, svängningar av biologiska variabler med jämna mellanrum i samband med periodiska miljöförändringar under dagen. Dygnsklockan i cyanobakterier fungerar från KaiC-fosforyleringscykeln.

Cyanobakterier distribueras i en stor mångfald av mark- och vattenmiljöer: nakna stenar, tillfälligt våta stenar i öknar, sötvatten, hav, fuktig jord och till och med i Antarktiska stenar.

De kan utgöra en del av plankton i vattenkroppar, bilda fototrofiska biofilmer på utsatta ytor eller skapa ett symbiotiskt förhållande med växter eller lavbildande svampar..

Vissa cyanobakterier spelar en viktig roll i ekosystem. Microcoleus vaginatus Y M. vaginatus stabiliserar jorden med en polysackaridmantel som binder till sandpartiklar och absorberar vatten.

Bakterier av släktet Prochlorococcus producera mer än hälften av fotosyntesen av det öppna havet, vilket ger ett viktigt bidrag till den globala syrgascykeln.

Olika arter av cyanobakterier, såsom Aphanizomenon flos-aquae Y Arthrospira platensis (Spirulina), skördas eller odlas som matkällor, djurfoder, gödselmedel och hälsoprodukter.

Morfologi

Cyanobakteriella celler har en mycket differentierad, gramnegativ cellvägg med ett plasmamembran och ett yttre membran åtskilt av ett periplasmiskt utrymme..

Dessutom har de ett inre system av tylakoidmembran där elektronöverföringskedjorna som är involverade i fotosyntes och andning finns. Dessa olika membransystem ger dessa bakterier en unik komplexitet.

De har inte flageller. Vissa arter har rörliga filament som kallas hormogonia, vilket gör att de kan glida på ytor..

De flercelliga trådformerna, såsom släktet Oscillatorier, de kan generera en böljande rörelse genom filamentets svängning.

Andra arter som bor i kolumner med vatten bildar gasblåsor, bildade av en proteinhölje, vilket ger dem flytkraft..

Hormogonia består av tunna celler med skarpa celler i ändarna. Dessa celler släpps och mobiliseras, gro på platser långt från huvudkolonin, där nya kolonier börjar..

Systematisk

Klassificeringen av cyanobakterier på de högsta taxonomiska nivåerna har diskuterats varmt. Dessa bakterier klassificerades ursprungligen som blågröna alger (Cyanophyta), enligt botaniska koder. Dessa initiala studier baserades på morfologiska och fysiologiska egenskaper..

Senare, på 1960-talet, när de prokaryota egenskaperna hos dessa mikroorganismer fastställdes, omklassificerades cyanobakterier under den bakteriologiska koden.

1979 föreslogs 5 sektioner som motsvarar 5 ordningar: avsnitt I = Chroococcales, avsnitt II = Pleurocapsales, avsnitt III = Oscillatoriales, avsnitt IV = Nostocales och avsnitt V = Stigonematales.

Det taxonomiska systemet för cyanobakterier förändrades radikalt med införandet av elektronmikroskopi och molekylära och genetiska metoder..

Taxan för cyanobakterier har granskats nästan kontinuerligt under de senaste 50 åren, där radikalt olika förslag har genererats. Debatten om klassificeringen av cyanobakterier fortsätter fortfarande.

De senaste förslagen för fylogenetiska träd för denna fylle föreslår att ordningarna används: Gloeobacterales, Synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales y Nostocales. Dessa ordningar består av monofyletiska släktingar, som består av många arter.

Giftighet

Det uppskattas att det finns 150 släkter av cyanobakterier som innehåller cirka 2000 arter, varav cirka 46 har någon toxinproducerande stam.

I vattenlevande ekosystem kan överflödet av cyanobakterier nå mycket höga nivåer när miljöförhållandena är lämpliga för deras tillväxt, vilket gynnar ackumuleringen av sekundära metaboliter i cytoplasman..

När miljöförhållandena blir ogynnsamma, med ökade koncentrationer av mineralämnen som fosfor, dör cyanobakterier, vilket producerar celllys och frisättningen av toxiner i miljön..

Två huvudtyper av toxiner har identifierats: hepatotoxiner och neurotoxiner. Neurotoxiner produceras främst av arter och stammar av släktena: Anabaena, Afanizomenon, Oscillatorier, Trichodesmium Y Cylindrospermopsis.

Neurotoxiner verkar snabbt och orsakar dödsfall från andningsstopp inom några minuter efter intag av höga koncentrationer av toxin. Saxitoxin är ett förlamande neurotoxin, listat i bilaga 1 till konventionen om kemiska vapen.

Hepatotoxiner produceras av släktena Mikrocyst, Anabaena, Nodularia, Oscillatorier, Nostoc Y Cylindrospermopsis. De orsakar den vanligaste typen av förgiftning relaterad till cyanobakterier. De arbetar långsammare och kan leda till döden några timmar eller dagar efter förgiftning.

Referenser

  1. Dmitry A. Los. (2017). Cyanobakterier: omics och manipulation | Bok. Caister Academic Press. Moskva, Ryssland. 256 sidor.
  2. Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J. Y & JOhansen, J.R. (2014). Taxonomisk klassificering av cyanoprokaryoter (cyanobakteriella släkter) 2014, med en polyfasisk metod. Preslia 86: 295-335.
  3. Gupta, R.C. Handbook of Toxicology of Chemical Warfare Agents. (2009). Academic Press. Pp 1168.
  4. Howard-Azzeh, M., L. Shamseer, H. E. Schellhorn och R. S. Gupta. (2014). Fylogenetisk analys och molekylära signaturer som definierar en monofyletisk klad av heterocystösa cyanobakterier och identifierar dess närmaste släktingar. Fotosyntesforskning, 122 (2): 171-185.
  5. Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001). Detektion av cyanobakterier och deras toxiner. Journal of Toxicology, 18: 65-71.
  6. Wikipedia-bidragsgivare. (2018, 2 oktober). Cyanobakterier. I Wikipedia, den fria encyklopedin. Hämtad 10:40 den 12 oktober 2018 från en.wikipedia.org

Ingen har kommenterat den här artikeln än.