Ang cyanobacteria , na dating kilala bilang asul na berdeng algae, ay isang phylum ng bakterya na nabuo ng mga tanging prokaryotes na maaaring gumamit ng sikat ng araw bilang enerhiya at tubig bilang isang mapagkukunan ng mga electron sa potosintesis (oxygenic photosynthesis).
Tulad ng mas mataas na halaman, naglalaman sila ng mga pigment na nagpapahintulot sa kanila na magsagawa ng oxygenated photosynthesis. Ang phylum na ito ay nagsasama sa paligid ng 2000 species sa 150 genera, na may isang malawak na hanay ng mga hugis at sukat.
Oscillatoria sp. Sa pamamagitan ng Wiedehopf20, mula sa Wikimedia Commons
Ang cyanobacteria ay napaka sinaunang mga organismo. Ang mga mikrofossil na may mahusay na pagkakapareho sa mga modernong cyanobacteria ay natagpuan sa mga deposito na dating 2.1 bilyong taon. Ang mga natatanging molekula ng biomarker ng cyanobacteria ay natagpuan din sa 2.7 at 2.5 bilyong taong gulang na deposito ng dagat.
Dahil sa kakayahan ng cyanobacteria na makabuo at naglalabas ng oxygen bilang isang produkto ng photosynthesis, pinaniniwalaan na ang hitsura nito sa mundo ay pinahihintulutan ang pagbabago ng kapaligiran, na nagiging sanhi ng isang malaking okasyon ng oxygenation.
Ang pagtaas ng oxygen ay maaaring maging sanhi ng pagbawas sa konsentrasyon ng mite ng atmospera na humigit-kumulang na 2.4 hanggang 2.1 bilyong taon na ang nakalilipas, na nagiging sanhi ng pagkalipol ng maraming mga species ng anaerobic bacteria.
Ang ilang mga strain ng cyanobacteria species ay maaaring makagawa ng mga potensyal na lason sa aquatic environment. Ang mga lason na ito ay pangalawang metabolites na pinakawalan sa kapaligiran kapag ang mga kondisyon ng kapaligiran ay labis, sa mga eutrophic na kapaligiran, na may mataas na konsentrasyon ng mga mineral na nutrisyon tulad ng posporus at partikular na mga kondisyon ng PH at temperatura.
katangian
Ang cyanobacteria ay mga bakterya na negatibo ng gramo na maaaring maging solong-celled o form na mga kolonya sa hugis ng mga filament, sheet, o guwang na spheres.
Sa loob ng pagkakaiba-iba na ito, maaaring makita ang iba't ibang uri ng mga cell:
- Ang mga cell cells ay ang mga nabuo sa ilalim ng kanais-nais na mga kondisyon sa kapaligiran, kung saan nangyayari ang fotosintesis.
- Akinetes, endospores na ginawa sa mahirap na mga kondisyon sa kapaligiran.
- Ang mga heterocytes, mga cell na makapal na may pader, ay naglalaman ng enzyme nitrogenase, na kasangkot sa pag-aayos ng nitrogen sa mga kapaligiran ng anaerobic.
Ang Cyanobacteria ay ang pinakasimpleng mga organismo na nagpapakita ng mga siklo ng circadian, mga oscillation ng biological variable sa mga regular na agwat ng oras na nauugnay sa pana-panahong mga pagbabago sa kapaligiran sa araw. Ang orasan ng circadian sa cyanobacteria ay gumagana mula sa cycle ng phosphorylation ng KaiC.
Ang Cyanobacteria ay ipinamamahagi sa isang mahusay na pagkakaiba-iba ng mga kapaligiran sa terrestrial at aquatic: hubad na mga bato, pansamantalang basa na mga bato sa mga disyerto, sariwang tubig, karagatan, basa-basa na lupa, at maging ang mga Antarctic na bato.
Maaari silang mabuo ng bahagi ng plankton sa mga katawan ng tubig, bumubuo ng phototrophic biofilms sa nakalantad na mga ibabaw, o magtatag ng isang simbolong simbolo sa mga halaman o mga fungi na bumubuo ng lichen.
Ang ilang mga cyanobacteria ay may mahalagang papel sa mga ekosistema. Ang Microcoleus vaginatus at M. vaginatus ay nagpapatatag sa lupa gamit ang isang polysaccharide sheath na nagbubuklod sa mga partikulo ng buhangin at sumisipsip ng tubig.
Ang bakterya ng genus Prochlorococcus ay gumagawa ng higit sa kalahati ng fotosintesis ng bukas na karagatan, na gumagawa ng isang mahalagang kontribusyon sa pandaigdigang siklo ng oxygen.
Ang ilang mga species ng cyanobacteria, tulad ng Aphanizomenon flos-aquae at Arthrospira platensis (Spirulina), ay ani o nililinang bilang mga mapagkukunan ng pagkain, feed ng hayop, pataba, at mga produktong pangkalusugan.
Morpolohiya
Ang mga selulang cyanobacterial ay may lubos na pagkakaiba-iba, gramo-negatibong pader ng cell na may isang lamad ng plasma at isang panlabas na lamad na pinaghiwalay ng isang periplasmic space.
Bilang karagdagan, mayroon silang isang panloob na sistema ng mga thylakoid lamad kung saan ang mga chain chain ng paglilipat ng elektron na kasangkot sa fotosintesis at paghinga ay naninirahan. Ang iba't ibang mga system ng lamad ay nagbibigay sa mga bakteryang ito ng isang natatanging pagiging kumplikado.
Wala silang flagella. Ang ilang mga species ay may mga gumagalaw na filament na tinatawag na hormogonia, na nagpapahintulot sa kanila na lumibot sa mga ibabaw.
Ang mga form na filamentary ng multicellular, tulad ng genus Oscillatoria, ay may kakayahang makabuo ng isang undulating motion sa pamamagitan ng oscillation ng filament.
Ang iba pang mga species na naninirahan sa mga haligi ng tubig form na ves ves gas, na nabuo ng isang protina na kaluban, na nagbibigay sa kanila ng kasiyahan.
Ang Hormogonia ay binubuo ng mga manipis na cell na may matalim na mga cell sa mga dulo. Ang mga cell na ito ay pinakawalan at pinapakilos, umusbong sa mga lugar na malayo sa pangunahing kolonya, kung saan nagsisimula ang mga bagong kolonya.
Sistematikong
Ang pag-uuri ng cyanobacteria sa pinakamataas na antas ng taxonomic ay mainit na pinagtatalunan. Ang mga bakteryang ito ay una nang inuri bilang asul-berde na algae (Cyanophyta), ayon sa mga code ng botanikal. Ang mga paunang pag-aaral na ito ay batay sa mga katangian ng morphological at physiological.
Nang maglaon, noong 1960, nang ang mga prokaryotic na katangian ng mga microorganism na ito ay naitatag, ang cyanobacteria ay na-reclassified sa ilalim ng code na bacteriological.
Noong 1979 5 mga seksyon ay iminungkahi na tumutugma sa 5 mga order: seksyon I = Chroococcales, seksyon II = Pleurocapsales, seksyon III = Oscillatoriales, seksyon IV = Nostocales at seksyon V = Stigonematales.
Ang sistemang taxonomic ng cyanobacteria ay radikal na nabago sa pagpapakilala ng mikroskopya ng elektron at mga pamamaraan ng molekular at genetic.
Ang taxonomy ng cyanobacteria ay sinuri nang halos patuloy na sa huling 50 taon, kung saan nabuo ang iba't ibang mga panukala. Ang debate tungkol sa pag-uuri ng cyanobacteria ay nagpapatuloy.
Ang pinakabagong mga panukala para sa mga phylogenetic puno para sa phylum na ito ay nagmungkahi ng paggamit ng mga order: Gloeobacterales, Synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales y Nostocales. Ang mga order na ito ay binubuo ng monophyletic genera, na binubuo ng maraming mga species.
Pagkalasing
Tinatayang mayroong 150 genera ng cyanobacteria na naglalaman ng humigit-kumulang na 2000 species, kung saan tungkol sa 46 ang may ilang mga sangkap na nakakalason.
Sa mga ecosystem na nabubuhay sa tubig, ang kasaganaan ng cyanobacteria ay maaaring maabot ang napakataas na antas kung naaangkop ang mga kondisyon sa kapaligiran para sa kanilang paglaki, na pinapaboran ang akumulasyon ng pangalawang metabolite sa cytoplasm.
Kapag ang mga kondisyon sa kapaligiran ay nagiging hindi kanais-nais, na may pagtaas sa mga konsentrasyon ng mga mineral na nutrisyon tulad ng posporus, namatay ang cyanobacteria, na gumagawa ng cell lysis at ang pagpapalabas ng mga lason sa kapaligiran.
Dalawang pangunahing uri ng mga lason ay nakilala: hepatotoxins at neurotoxins. Ang mga Neurotoxins ay pangunahing ginawa ng mga species at strain ng genera: Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmium at Cylindrospermopsis.
Ang Neurotoxins ay kumikilos nang mabilis, na nagdudulot ng kamatayan mula sa pag-aresto sa paghinga sa loob ng ilang minuto ng pag-ingest ng mataas na konsentrasyon ng lason. Ang Saxitoxin ay isang paralyzing neurotoxin, na nakalista sa Annex 1 ng Chemical Weapons Convention.
Ang Hepatotoxins ay ginawa ng genera Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc, at Cylindrospermopsis. Nagdudulot sila ng pinakakaraniwang uri ng pagkalason na nauugnay sa cyanobacteria. Mabilis silang gumana at maaaring maging sanhi ng kamatayan ng ilang oras o araw pagkatapos ng pagkalason.
Mga Sanggunian
- Dmitry A. Los. (2017). Cyanobacteria: Omics at Manipulation - Aklat. Caister Academic Press. Moscow, Russia. 256 p.
- Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J. Y & JOhansen, JR (2014). Pag-uuri ng taxonomic ng cyanoprokaryotes (cyanobacterial genera) 2014, gamit ang isang polyphasic diskarte. Preslia 86: 295–335.
- Gupta, RC Handbook ng Toxicology ng Chemical Warfare agents. (2009). Akademikong Press. Pp 1168.
- Howard-Azzeh, M., L. Shamseer, HE Schellhorn, at RS Gupta. (2014). Ang phylogenetic analysis at molekular na lagda ay tumutukoy sa isang monophyletic clade ng heterocystous cyanobacteria at pagkilala sa mga pinakamalapit na kamag-anak. Pananaliksik ng photosynthesis, 122 (2): 171-18.
- Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001). Ang pagtuklas ng cyanobacteria at ang kanilang mga lason. Journal of Toxicology, 18: 65-71.
- Mga nag-aambag sa Wikipedia. (2018, Oktubre 2). Cyanobacteria. Sa Wikipedia, The Free Encyclopedia. Nakuha 10:40, Oktubre 12, 2018, mula sa en.wikipedia.org