Karakteristiske cyanobakterier, morfologi, systematik, toksicitet

den cyanobakterier, De tidligere kendt som blågrønne alger, er en phylum af bakterier dannet af de eneste prokaryoter kan udnytte sollys som energi og vand som en kilde til elektroner i fotosyntese (oxygen fotosyntese).

Da de øvre planter indeholder pigmenter, der tillader dem at udføre iltet fotosyntese. Denne fylde omfatter omkring 2000 arter i 150 genera, med en bred vifte af former og størrelser.

Cyanobakterier er meget gamle organismer. Mikrofossiler er blevet fundet med stor lighed med moderne cyanobakterier i indskud stammer fra 2,1 mia. År. Biomarkørmolekyler, der er karakteristiske for cyanobakterier, er også fundet i marine forekomster på 2.700 og 2.500 millioner år.

Skyldes evnen af ​​cyanobakterier producere og frigive oxygen som et biprodukt af fotosyntese, antages det, at dens udseende på jorden tillod modifikation af atmosfæren, hvilket medfører en stor begivenhed oxygenating.

Stigningen i ilt kan have forårsaget et fald i koncentrationen af ​​atmosfærisk methan omkring 2.400 til 2.100 millioner år siden, hvilket forårsager udryddelsen af ​​mange arter af anaerobe bakterier.

Nogle stammer af cyanobakterier kan producere kraftfulde toksiner i vandmiljøer. Disse toksiner er sekundære metabolitter, der frigives i miljøet, når miljøforholdene er ekstreme i eutrofile miljøer med høje koncentrationer af mineralske næringsstoffer som fosfor og særlige betingelser for pH og temperatur.

indeks

• 1 Generelle egenskaber
• 2 Morfologi
• 3 systematisk
• 4 Toksicitet
• 5 referencer

funktioner generelt

Cyanobakterier er gram-negative farvningsbakterier, som kan være encellulære eller danne kolonier med formen af ​​filamenter, ark eller hule kugler.

Inden for denne mangfoldighed kan forskellige typer af celler observeres:

• De vegetative celler er dem, der dannes under gunstige miljøforhold, hvor fotosyntese finder sted.
• Akinetes, endosporer produceret under vanskelige miljøforhold.
• Heterocytter, tykke vægge celler, der indeholder nitrogenase enzymet, som er involveret i nitrogenfiksering i anaerobe omgivelser.

Cyanobakterier er de enkleste organismer, der præsenterer cirkadiske cyklusser, oscillationer af biologiske variabler med jævne tidsintervaller i forbindelse med periodiske miljømæssige ændringer i løbet af dagen. Den cirkadiske ur i cyanobakterier virker fra fosforyleringscyklusen af ​​KaiC.

Cyanobakterier er fordelt i en bred vifte af terrestriske og vandmiljø: nøgne klipper, midlertidigt fugtet sten i ørkener, ferskvand, oceaner, fugtig jord, og selv i Antarktis klipper.

De kan være en del af planktonet i vandkroppe, danne fototrofiske biofilmer på udsatte overflader eller etablere et symbiotisk forhold med planter eller svampe, der danner lav.

Nogle cyanobakterier spiller en vigtig rolle i økosystemer. Microcoleus vaginatus og M. vaginatus stabiliserer jorden ved hjælp af en polysaccharidkappe, der fastgøres til sandpartikler og absorberer vand.

Bakterierne i slægten Prochlorococcus producerer mere end halvdelen af ​​fotosyntese af det åbne hav, hvilket yder et vigtigt bidrag til den globale iltcyklus.

Flere arter af cyanobakterier, såsom Aphanizomenon flos-aquae og arthrospira platensis (Spirulina), høstes eller dyrkes som fødevarekilder, dyrefoder, gødning og sundhedsprodukter.

morfologi

Cyanobakterier har en stærkt differentieret cellevæg, gram-negativ type med plasmamembran og ydre membran adskilt af et periplasmisk rum.

Derudover har de et internt system af thylakoidemembraner, hvor elektronoverførselskæderne, som intervenerer i fotosyntese og respiration, befinder sig. Disse forskellige membransystemer giver disse bakterier en unik kompleksitet.

De har ikke flagella. Nogle arter har mobile filamenter kaldet hormogonier, som giver dem mulighed for at glide på overflader.

Multicellulære trådformede former, såsom køn Oscillatoria, er i stand til at generere en bølgende bevægelse gennem filamentets svingning.

Andre arter, der befinder sig i vandkolonner, danner gasblærer, der dannes af en pod af proteiner, som giver dem opdrift.

Hormogonier består af tynde celler med skarpe celler i enderne. Disse celler frigives og mobiliseres, sporer på steder langt fra hovedkolonien, hvor nye kolonier starter.

Systematik

Klassificeringen af ​​cyanobakterier på de højeste taksonomiske niveauer er blevet diskuteret stærkt. Disse bakterier blev oprindeligt klassificeret som blågrønne alger (Cyanophyta) ifølge de botaniske koder. Disse indledende undersøgelser var baseret på morfologiske og fysiologiske egenskaber.

Senere, i 1960'erne, hvor de prokaryote egenskaber af disse mikroorganismer blev etableret, blev cyanobakterierne omklassificeret under den bakteriologiske kode.

I = Chroococcales sektion, sektion II = Pleurocapsales, afsnit III = Oscillatoriales Sektion IV og afsnit V = Nostocales = stigonematales: I 1979 fem sektioner svarende til fem ordrer foreslåede.

Det taksonomiske system af cyanobakterier blev radikalt ændret med indførelsen af ​​elektronmikroskopi og molekylære og genetiske metoder.

Cyanobakteriens taxonomi er blevet gennemgået næsten kontinuerligt i de sidste 50 år, hvor der er genereret radikalt forskellige forslag. Debatten om klassificering af cyanobakterier fortsætter stadig.

De seneste forslag af fylogenetiske træer til denne kant stille forslag om anvendelse af ordrerne: Gloeobacterales, synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales og Nostocales. Disse ordrer består af monofyletiske slægter, der består af mange arter.

toksicitet

Det anslås, at der er 150 genera cyanobakterier, der indeholder ca. 2000 arter, hvoraf ca. 46 har nogle toksinproducerende stamme.

I akvatiske økosystemer kan overfladen af ​​cyanobakterier nå meget høje niveauer, når miljømæssige forhold er egnede til deres vækst, hvilket favoriserer akkumulering af sekundære metabolitter i cytoplasmaet.

Når miljøforholdene bliver ugunstige, med stigninger i koncentrationerne af mineralske næringsstoffer som fosfor, dør cyanobakterierne, der forårsager cellelys og frigivelse af toksiner i miljøet.

To hovedtyper af toksiner er blevet identificeret: hepatotoksiner og neurotoksiner. Neurotoksinerne produceres hovedsageligt af slægters arter og stammer: Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmium og Cylindrospermopsis.

Neurotoksinerne virker hurtigt og producerer død ved åndedrætsanfald et par minutter efter indtagelse af høje koncentrationer af toksin. Saxitoxin er et paralytisk neurotoksin, der er indeholdt i bilag 1 til kemiske våbenkonventionen.

Hepatotoksiner produceres af genren Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc og Cylindrospermopsis. De forårsager den mest almindelige type beruselse relateret til cyanobakterier. De virker langsommere og kan udløse døden et par timer eller dage efter forgiftning.

referencer

1. Dmitry A. The. (2017). Cyanobakterier: Omics og manipulation | Book. Caister Academic Press. Moskva, Rusland. 256 pp.
2. Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J. og & amp; J.Hansen, J.R. (2014). Taxonomisk klassificering af cyanoprokaryoter (cyanobakteriel slægter) 2014, ved anvendelse af en polyfasisk tilgang. 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 og R. S. Gupta. (2014). Filogenetisk analyse og molekylære signaturer, der definerer en monofyletisk klade af heterocystiske cyanobakterier og identificerer sine nærmeste pårørende. Photosynthesis Research, 122 (2): 171-185.
5. Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001). Påvisning af cyanobakterier og deres toksiner. Journal of Toxicology, 18: 65-71.
6. Wikipedia bidragsydere. (2018, oktober 2). Cyanobakterier. i Wikipedia, den frie encyklopædi. Hentet 10:40, 12. oktober 2018, fra en.wikipedia.org