Syanobakteerit, joka tunnettiin aiemmin nimellä sinilevät, ovat pääjaksosta bakteerien muodostaman prokaryoottien voi käyttää auringonvaloa energian ja veden lähteenä elektronien fotosynteesin (oksigeenisen fotosynteesi).
Kuten korkeammat kasvit, ne sisältävät pigmenttejä, joiden avulla ne voivat suorittaa hapettunutta fotosynteesiä. Tämä turvapaikka sisältää noin 2000 lajia 150 suvusta, monenlaisilla muodoilla ja kokoilla.
Oscillatoria sp. Tekijä Wiedehopf20, Wikimedia Commonsista
Sinilevät ovat hyvin muinaisia organismeja. Mikrofossiileja, jotka ovat hyvin samankaltaisia nykyaikaisten sinilevien kanssa, on löydetty 2,1 miljardin vuoden ajalta löytyneistä talletuksista. Tyypillisiä sinileväbakteerien biomarkkeri-molekyylejä on löydetty myös 2,7 ja 2,5 miljardin vuoden ikäisistä merialueista.
Koska syanobakteerit kykenevät tuottamaan ja vapauttamaan happea fotosynteesin sivutuotteena, uskotaan, että sen ilmestyminen maan päälle mahdollisti ilmakehän modifioinnin aiheuttaen suuren hapetustapahtuman.
Hapen lisääntyminen on saattanut aiheuttaa metaanipitoisuuden laskun ilmakehässä noin 2,4 - 2,1 miljardia vuotta sitten, mikä aiheutti monien anaerobisten bakteerien sukupuuttoon sukupuuttoon.
Jotkut sinilevälajit voivat tuottaa voimakkaita myrkkyjä vesiympäristössä. Nämä toksiinit ovat sekundaarisia metaboliitteja, jotka vapautuvat ympäristöön äärimmäisissä ympäristöolosuhteissa, eutrofisissa ympäristöissä, joissa on suuret pitoisuudet mineraaliravinteita, kuten fosforia, sekä erityiset pH- ja lämpötilaolosuhteet.
ominaisuudet
Sinilevät ovat gram-negatiivisia värjäysbakteereita, jotka voivat olla yksisoluisia tai muodostaa pesäkkeitä filamenttien, arkkien tai onttojen pallojen muodossa.
Tämän monimuotoisuuden sisällä voidaan havaita erityyppisiä soluja:
- Vegetatiiviset solut ovat niitä, jotka muodostuvat suotuisissa ympäristöolosuhteissa, joissa tapahtuu fotosynteesi.
- Akinetes, vaikeissa ympäristöolosuhteissa tuotetut endospoorit.
- Heterosyytit, paksuseinäiset solut, sisältävät entsyymin nitroaasia, joka osallistuu typen kiinnittymiseen anaerobisissa ympäristöissä.
Syanobakteerit ovat yksinkertaisimpia organismeja, joilla on vuorokausipäivän jaksoja, biologisten muuttujien värähtelyjä säännöllisin väliajoin, jotka liittyvät ajanjakson ympäristömuutoksiin. Syanobakteerien vuorokauden kello toimii KaiC-fosforylaatiosyklistä.
Sinileviä leviävät monenlaisissa maa- ja vesiympäristöissä: paljaat kivet, väliaikaisesti kosteat kivet erämaissa, makea vesi, valtameret, kostea maaperä ja jopa Etelämantereen kivet.
Ne voivat muodostaa osan vesistöissä olevasta planktonista, muodostaa fototrofisia biofilmejä paljaille pinnoille tai luoda symbioottisen suhteen kasveihin tai jäkälää muodostaviin sieniin.
Joillakin sinileväbakteereilla on tärkeä rooli ekosysteemeissä. Microcoleus vaginatus ja M. vaginatus vakauttavat maaperän käyttämällä polysakkaridivaippaa, joka sitoutuu hiekan hiukkasiin ja imee vettä.
Prochlorococcus-suvun bakteerit tuottavat yli puolet avoimen valtameren fotosynteesistä, mikä antaa tärkeän panoksen globaaliin happisykliin.
Useita sinilevälajeja, kuten Aphanizomenon flos-aquae ja Arthrospira platensis (Spirulina), korjataan tai viljellään ravintolähteinä, eläinrehuina, lannoitteina ja terveystuotteina.
Morfologia
Syanobakteerisoluilla on hyvin erilaistunut, gram-negatiivinen soluseinämä, jossa on plasmamembraani ja ulkokalvo, jonka erottaa periplasmainen tila.
Lisäksi heillä on tylakoidikalvojen sisäinen järjestelmä, jossa fotosynteesiin ja hengitykseen osallistuvat elektroninsiirtoketjut sijaitsevat. Nämä erilaiset membraanijärjestelmät antavat näille bakteereille ainutlaatuisen monimutkaisuuden.
Heillä ei ole flagellaa. Joillakin lajeilla on liikkuvia filamentteja, nimeltään hormogonia, joiden avulla ne liukuvat pinnoille.
Monisoluiset filamenttimuodot, kuten Oscillatoria-suku, kykenevät tuottamaan aaltoilevan liikkeen hehkulangan värähtelyn kautta.
Muut vesikolonneissa elävät lajit muodostavat kaasuvesikkeleitä, jotka on muodostettu proteiinikuoresta ja jotka antavat niille kelluvuuden.
Hormogonia koostuu ohuista soluista, joiden päissä on terävät solut. Nämä solut vapautetaan ja mobilisoidaan, itävät paikoissa, jotka ovat kaukana pääpesäkkeestä, missä alkavat uudet pesäkkeet.
systemaattinen
Sinileväbakteerien luokittelusta korkeimpiin taksonomisiin tasoihin on keskusteltu kiivaasti. Nämä bakteerit luokiteltiin alun perin sinivihreiksi (Cyanophyta) kasvitieteellisten koodien mukaan. Nämä ensimmäiset tutkimukset perustuivat morfologisiin ja fysiologisiin ominaisuuksiin.
Myöhemmin, 1960-luvulla, kun näiden mikro-organismien prokaryoottiset ominaisuudet vahvistettiin, sinilevät luokiteltiin uudelleen bakteriologisen koodin alaisuuteen.
Vuonna 1979 ehdotettiin viittä osaa, jotka vastaavat viittä järjestystä: osa I = chroococcales, osa II = pleurocapsales, osa III = Oscillatoriales, osa IV = Nostocales ja osa V = Stigonematales.
Syanobakteerien taksonominen järjestelmä muuttui radikaalisti ottamalla käyttöön elektronimikroskopia sekä molekyyli- ja geneettiset menetelmät.
Sinileväbakteerien taksonomiaa on tarkistettu melkein jatkuvasti viimeisen 50 vuoden aikana, jolloin on tehty radikaalisti erilaisia ehdotuksia. Keskustelu sinilevien luokittelusta jatkuu.
Viimeisimmissä fylogeneettisia puita koskevissa ehdotuksissa ehdotetaan seuraavien tilausten käyttöä: Gloeobacterales, Synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococidiopsidales y Nostocales. Nämä tilaukset koostuvat monofiilisistä suvuista, jotka koostuvat monista lajeista.
Myrkyllisyys
On arvioitu, että sinileviä on 150 sukua, jotka sisältävät noin 2000 lajia, joista noin 46: lla on jonkin verran toksiinia tuottavaa kantaa.
Vesiekosysteemeissä sinileväbakteerien määrä voi saavuttaa erittäin korkean tason, kun ympäristöolosuhteet ovat sopivia niiden kasvuun, mikä suosii sekundaaristen metaboliittien kertymistä sytoplasmaan.
Kun ympäristöolosuhteet muuttuvat epäsuotuisiksi, kun mineraaliravinteiden, kuten fosforin, pitoisuudet kasvavat, sinilevät kuolevat, aiheuttaen solujen hajoamista ja toksiinien vapautumista ympäristöön.
Kaksi päätoksiinityyppiä on tunnistettu: hepatotoksiinit ja neurotoksiinit. Neurotoksiineja tuottavat pääasiassa sukujen lajit ja kannat: Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmium ja Cylindrospermopsis.
Neurotoksiinit toimivat nopeasti aiheuttaen kuoleman hengityskatkoksista muutamassa minuutissa suurien toksiinipitoisuuksien nauttimisesta. Saksitoksiini on halvaannuttava neurotoksiini, joka on lueteltu kemiallisia aseita koskevan yleissopimuksen liitteessä 1.
Hepatotoksiineja tuottavat suvut Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc ja Cylindrospermopsis. Ne aiheuttavat yleisimmän syanobakteereihin liittyvän myrkytyksen. Ne toimivat hitaammin ja voivat aiheuttaa kuoleman muutama tunti tai päivä myrkytyksen jälkeen.
Viitteet
- Dmitry A. Los. (2017). Sinilevät: Omics and Manipulation - Kirja. Caister Academic Press. Moskova, Venäjä. 256 s.
- Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J. Y & JOhansen, JR (2014). Syaanipropyaryoottien (syanobakteerien suvut) taksonominen luokittelu 2014, käyttämällä monivaiheista lähestymistapaa. Preslia 86: 295–335.
- Gupta, RC-käsikirja kemiallisen sodankäynnin aineiden toksikologiasta (2009). Academic Press. Sivut 1168.
- Howard-Azzeh, M., L. Shamseer, HE Schellhorn ja RS Gupta. (2014). Fylogeneettinen analyysi ja molekyylin allekirjoitukset, jotka määrittelevät heterosystoosisten sinilevien monofylaattisen kladon ja tunnistavat sen lähimmät sukulaiset. Fotosynteesitutkimus, 122 (2): 171–185.
- Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001). Sinileväbakteerien ja niiden toksiinien havaitseminen. Journal of Toxicology, 18: 65 - 71.
- Wikipedian avustajat. (2018, 2. lokakuuta). Sinileviä. Wikipediassa, Vapaa tietosanakirja. Haettu 10:40, 12. lokakuuta 2018, osoitteesta en.wikipedia.org