Karakteristisk cyanobakterier, morfologi, systematikk, toksisitet



den cyanobakterier, De tidligere kjent som blågrønne alger, er rekken av bakterier som er dannet av bare prokaryoter stand til å bruke sollys som energi og vann, som en kilde for elektroner i fotosyntese (oxygenic fotosyntesen).

Som de øvre plantene inneholder pigmenter som tillater dem å utføre oksygenfotosyntese. Denne filmen inneholder rundt 2000 arter i 150 genera, med et bredt spekter av former og størrelser.

Cyanobakterier er svært gamle organismer. Mikrofossiler har blitt funnet med stor likhet med moderne cyanobakterier i innskudd på 2,1 milliard år. Biomarkørmolekyler som er karakteristiske for cyanobakterier, har også blitt funnet i marine forekomster på 2.700 og 2.500 millioner år.

På grunn av evnen til å produsere cyanobakterier og frigi oksygen som et biprodukt av fotosyntesen, er det antatt at utseende på jorden tillates modifisering av atmosfæren, forårsaker en stor begivenhet oksygene.

Økt oksygen kan ha ført til en reduksjon i konsentrasjonen av atmosfærisk metan gir ca 2400-2100 millioner år siden, forårsaker utryddelse av mange arter av anaerobe bakterier.

Noen stammer av cyanobakterier kan produsere kraftige giftstoffer i vannmiljøer. Disse toksiner blir frigjort i mediet sekundære metabolitter når miljøforhold er ekstreme, i eutrofe miljøer med høye konsentrasjoner av mineralnæringsstoffer slik som fosfor og betingelser for pH og temperatur.

index

  • 1 Generelle egenskaper
  • 2 Morfologi
  • 3 systematisk
  • 4 Toksisitet
  • 5 referanser

funksjoner general

Cyanobakterier er gram-negative fargebakterier, som kan være unicellulære eller danner kolonier med formen av filamenter, ark eller hulbobler.

Innenfor dette mangfoldet kan ulike typer celler observeres:

  • De vegetative cellene er de som dannes under gunstige miljøforhold, hvor fotosyntese finner sted.
  • Den akinetes, endospores produsert i vanskelige miljøforhold.
  • Heterocytter, tykkveggede celler, som inneholder nitrogenase-enzymet, som er involvert i nitrogenfiksering i anaerobe miljøer.

Cyanobakterier er enklere organismer med døgnrytmen, svingninger av biologiske faktorer i regelmessige tidsintervaller i forbindelse med miljøforandringer i løpet av dagen avisene. Den sirkadiske klokken i cyanobakterier virker fra fosforyleringssyklusen til KaiC.

Cyanobakterier er distribuert i et vidt spekter av terrestriske og akvatiske miljøer: svaberg, midlertidig fuktet bergarter i ørkener, friskt vann, sjø, fuktig jord, og til og med i Antarktis bergarter.

De kan være en del av planktonet i vannkropper, danne fototrofiske biofilmer på eksponerte overflater eller etablere et symbiotisk forhold med planter eller soppdannende lavmer.

Noen cyanobakterier spiller en viktig rolle i økosystemene. Microcoleus vaginatus og M. vaginatus stabiliserer jorda med en polysakkaridkappe som festes til sandpartikler og absorberer vann.

Bakteriene i slekten Prochlorococcus produserer mer enn halvparten av fotosyntese av det åpne hav, noe som gjør et viktig bidrag til den globale oksygensyklusen.

Flere arter av cyanobakterier, for eksempel Aphanizomenon flos-aquae og arthrospira platensis (Spirulina), høstes eller dyrkes som matkilder, dyrefoder, gjødsel og helseprodukter.

morfologi

Cyanobakterier har en svært differensiert cellevegg, gram-negativ type med plasmamembran og yttermembran separert av et periplasmatisk rom.

I tillegg har de et internt system av thylakoidmembraner hvor elektronoverføringskjedene som griper inn i fotosyntese og respirasjon, er bosatt. Disse forskjellige membransystemene gir disse bakteriene en unik kompleksitet.

De har ikke flagella. Noen arter har mobile filamenter kalt hormogonier, som tillater dem å glide på overflater.

Flersidige trådformede former, for eksempel kjønn Oscillatoria, er i stand til å generere en bølgende bevegelse gjennom filamentets svingning.

Andre arter som bor i vannkolonner danner gassvesikler, dannet av en pod av proteiner, som gir dem oppdrift.

Hormogonier består av tynne celler med skarpe celler i enden. Disse cellene frigjøres og mobiliseres, sporer på steder langt fra hovedkolonien, hvor nye kolonier starter.

systematikk

Klassifiseringen av cyanobakterier på høyeste taksonomiske nivåer har blitt sterkt debattert. Disse bakteriene ble først klassifisert som blågrønne alger (Cyanophyta), i henhold til botaniske koder. Disse første studiene var basert på morfologiske og fysiologiske egenskaper.

Senere, i 1960, da prokaryote egenskapene til disse mikroorganismene ble etablert, cyanobakterier ble reklassifisert under Bakteriologisk kode.

I = Chroococcales seksjon, seksjon II = Pleurocapsales, seksjon III = Oscillatoriales Seksjon IV og V § = Nostocales = stigonematales: i 1979 fem seksjoner svarende til fem bestillinger foreslått.

Det taksonomiske systemet for cyanobakterier ble radikalt endret ved innføring av elektronmikroskopi og molekylære og genetiske metoder.

Toksonomien av cyanobakterier har blitt gjennomgått nesten kontinuerlig de siste 50 årene, der radikalt forskjellige forslag har blitt generert. Debatten om klassifisering av cyanobakterier fortsetter fortsatt.

De siste forslag fylogenetiske trær for denne kanten foreslå bruk av bestillinger: Gloeobacterales, synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales og Nostocales. Disse ordrene består av monofyletiske slægter, som består av mange arter.

toksisitet

Det er anslått at det er 150 genera cyanobakterier som inneholder ca 2000 arter, hvorav ca 46 har noen toksinproducerende stamme.

I vann-økosystemer, kan overflod av cyanobakterier komme opp i meget høye nivåer når forholdene ligger til rette for vekst, noe som favoriserer akkumulering av sekundære metabolitter i cytoplasma.

Når miljøforhold blitt ufordelaktig, med økt konsentrasjon av mineralnæringsstoffer slik som fosfor, cyanobakterier dø, produserende cellelysering og frigivelse av giftstoffer i.

To hovedtyper av toksiner er identifisert: hepatotoksiner og nevrotoksiner. Nevrotoksiner produseres hovedsakelig etter arter og stammer av slekten: Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmium og Cylindrospermopsis.

Neurotoksinene virker raskt og produserer død ved åndedrettsstans noen få minutter etter inntak av høye konsentrasjoner av toksin. Saxitoksin er et paralytisk nevrotoksin, inkludert i vedlegg 1 i kjemiske våpenkonvensjonen.

Hepatotoksiner er produsert av sjangrene Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc og Cylindrospermopsis. De forårsaker den vanligste typen beruselse relatert til cyanobakterier. De handler langsommere og kan utløse døden et par timer eller dager etter forgiftning.

referanser

  1. Dmitry A. The. (2017). Cyanobakterier: Omics og manipulering | Book. Caister Academic Press. Moskva, Russland. 256 pp.
  2. Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J. og & amp; JOHansen, J.R. (2014). Taxonomisk klassifisering av cyanoprokaryoter (cyanobacterial genera) 2014, ved hjelp av en polyfasisk tilnærming. Preslia 86: 295-335.
  3. Gupta, R.C. Håndbok for toksikologi av kjemiske krigsmidler (2009). Academic Press. Pp 1168.
  4. Howard-Azzeh, M., L. Shamseer, H. E. Schellhorn og R. S. Gupta. (2014). Filogenetisk analyse og molekylære signaturer som definerer en monofyletisk klade av heterocystiske cyanobakterier og identifiserer sine nærmeste slektninger. Photosynthesis Research, 122 (2): 171-185.
  5. Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001). Påvisning av cyanobakterier og deres toksiner. Journal of Toxicology, 18: 65-71.
  6. Wikipedia bidragsytere. (2018, 2. oktober). Cyanobakterier. i Wikipedia, The Free Encyclopedia. Hentet 10:40, 12. oktober 2018, fra en.wikipedia.org