Karakteristiska cyanobakterier, morfologi, systematik, toxicitet



den cyanobakterier, De tidigare känd som blågröna alger, är en phylum av bakterier som bildas av de enda prokaryoter som kan använda solljus som energi och vatten som en källa för elektroner i fotosyntesen (syrehaltig fotosyntes).

Eftersom de övre plantorna innehåller pigment som tillåter dem att utföra syreberoende fotosyntes. Denna filum innehåller cirka 2000 arter i 150 genera, med ett brett utbud av former och storlekar.

Cyanobakterier är mycket gamla organismer. Mikrofossiler har hittats med stor likhet med moderna cyanobakterier i inlåning från 2,1 miljarder år. Biomarkörsmolekyler som är karakteristiska för cyanobakterier har också hittats i marina deponier av 2 700 och 2 500 miljoner år.

På grund av förmågan hos cyanobakterier producera och frigöra syre som en biprodukt av fotosyntes, antas det att dess utseende på jorden tillät modifiering av atmosfären, vilket orsakar en stor händelse syresättning.

Ökningen i syre kan ha orsakat en minskning av koncentrationen av atmosfärisk metan runt 2.400 till 2.100 miljoner år sedan, vilket orsakar utrotning av många arter av anaeroba bakterier.

Vissa stammar av cyanobakterier kan producera kraftfulla toxiner i vattenmiljöer. Dessa toxiner är sekundära metaboliter som släpps ut i miljön när miljöförhållandena är extrema i eutrofila miljöer med höga koncentrationer av mineral näringsämnen som fosfor och speciella förhållanden för pH och temperatur.

index

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 Morfologi
  • 3 systematisk
  • 4 Toxicitet
  • 5 referenser

särdrag allmänna

Cyanobakterier är gram-negativa färgningsbakterier, som kan vara unicellulära eller bilda kolonier med formen av trådar, ark eller ihåliga sfärer.

Inom denna mångfald kan olika typer av celler observeras:

  • De vegetativa cellerna är de som bildas under gynnsamma miljöförhållanden, där fotosyntes äger rum.
  • Akinetes, endosporer som produceras i svåra miljöförhållanden.
  • De heterocitos, tjockväggiga celler innehållande nitrogenas enzym involverat i kvävefixering i anaeroba miljöer.

Cyanobakterier är enklare organismer har dygnsrytm cykler, oscillationer av biologiska variabler i regelbundna tidsintervall i samband med miljöförändringar under dagen tidningar. Den cirkadiska klockan i cyanobakterier fungerar från fosforyleringscykeln hos KaiC.

Cyanobakterier distribueras i en stor mångfald av mark- och vattenmiljöer: nakna stenar, stenar som tillfälligt fuktas i öknar, färskvatten, hav, fuktig mark och till och med i Antarktis bergarter..

De kan vara en del av planktonet i vattenkroppar, bilda fototrofiska biofilmer på utsatta ytor eller skapa ett symbiotiskt förhållande med växter eller svampar som bildar lavor.

Vissa cyanobakterier spelar en viktig roll i ekosystemen. Microcoleus vaginatus och M. vaginatus stabiliserar marken med en polysackaridmantel som fäster vid sandpartiklar och absorberar vatten.

Genusens bakterier Prochlorococcus producerar mer än hälften av fotosyntesen i det öppna havet, vilket ger ett viktigt bidrag till den globala syrecykeln.

Flera arter av cyanobakterier, såsom Aphanizomenon flos-aquae och Arthrospira platensis (Spirulina), skördas eller odlas som livsmedelskällor, djurfoder, gödningsmedel och hälsoprodukter.

morfologi

Celler av cyanobakterier har en mycket differentierad cellväggen hos gramnegativ typ plasmamembranet och yttre membranet åtskilda av ett periplasmatiskt utrymme.

Dessutom har de ett internt system av thylakoidmembran där elektronöverföringskedjan som ingriper vid fotosyntes och andning uppehåller sig. Dessa olika membransystem ger dessa bakterier en unik komplexitet.

De har inte flagella. Vissa arter har mobila filament kallas hormonier, vilket gör att de kan glida på ytor.

Multicellulära trådformiga former, såsom kön Oscillatoria, kan generera en böljande rörelse genom glödlampans svängning.

Andra arter som bebor vattenkolumner bildar gasblåsor, som bildas av en pod av proteiner, vilket ger dem flytkraft.

Hormogonier består av tunna celler med skarpa celler i ändarna. Dessa celler släpps och mobiliseras, spridas på platser långt ifrån huvudkolonien, där nya kolonier börjar.

systematik

Klassificeringen av cyanobakterier på högsta taxonomiska nivåer har diskuterats starkt. Dessa bakterier klassificerades ursprungligen som blågröna alger (Cyanophyta) enligt de botaniska koderna. Dessa initiala studier grundades på morfologiska och fysiologiska egenskaper.

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

I = Chroococcales avsnitt, avsnitt II = Pleurocapsales, avsnitt III = Oscillatoriales avsnitt IV och avsnitt V = Nostocales = stigonematales: 1979 fem sektioner motsvarande fem order föreslagna.

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

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

De senaste förslag fylogenetiska träd för denna kant föreslår användning av order: Gloeobacterales, synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales och Nostocales. Dessa order består av monofyletisk släkt, bestående av många arter.

toxicitet

Det uppskattas att det finns 150 genera cyanobakterier som innehåller cirka 2000 arter, varav ca 46 har en viss toxinproducerande stam.

I akvatiska ekosystem, kan det överflöd av cyanobakterier når mycket höga nivåer när förhållandena är lämpliga för tillväxt, vilket gynnar ansamling av sekundära metaboliter i cytoplasman.

När miljöförhållandena blir ogynnsamma, med ökningar i koncentrationerna av mineral näringsämnen som fosfor dör de cyanobakterier som orsakar celllys och utsläpp av toxiner i miljön.

Två huvudtyper av toxiner har identifierats: hepatotoxiner och neurotoxiner. Neurotoxinerna produceras huvudsakligen av släktets art och stammar: Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmium och Cylindrospermopsis.

Neurotoxinerna agerar snabbt och producerar död genom andningsstopp några minuter efter intag av höga koncentrationer av toxin. Saxitoxin är ett paralytiskt neurotoxin, som ingår i bilaga 1 till kemiska vapenkonventionen.

Hepatotoxiner produceras av genren Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc och Cylindrospermopsis. De orsakar den vanligaste typen av berusning relaterad till cyanobakterier. De verkar långsammare och kan utlösa döden några timmar eller dagar efter förgiftning.

referenser

  1. Dmitry A. The. (2017). Cyanobakterier: Omics och manipulation | Book. Caister Academic Press. Moskva, Ryssland. 256 pp.
  2. Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J. och & Johansen, J.R. (2014). Taxonomisk klassificering av cyanoprokaryoter (cyanobacterial genera) 2014, med en polyfasisk metod. Preslia 86: 295-335.
  3. Gupta, R.C. Handbok om toxikologi av kemiska krigsmedel (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 monophyletic clade av heterocystous cyanobakterier och Identifiera ITS närmaste släktingar. Photosynthesis Research, 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, oktober 2). Cyanobakterier. i Wikipedia, den fria encyklopedin. Hämtad 10:40, 12 oktober, 2018, från en.wikipedia.org