Zilaļģes , agrāk pazīstams kā zilo zaļaļģu, ir tips baktēriju, ko tikai prokariotiem iespēja izmantot saules gaismu kā enerģijas un ūdens, kā veidojas uz avota elektronu fotosintēzes (oxygenic fotosintēzes).
Tāpat kā augstākie augi, tie satur pigmentus, kas ļauj viņiem veikt skābekļa piejauktu fotosintēzi. Šis patvērums ietver apmēram 2000 sugas 150 ģintīs ar plašu formu un izmēru diapazonu.
Oscillatoria sp. Autors Wiedehopf20, no Wikimedia Commons
Zilaļģes ir ļoti seni organismi. Nogulumos, kas datētas ar 2,1 miljardu gadu, ir atrastas mikrofilmas, kas ļoti līdzinās mūsdienu zilaļģēm. Raksturīgās zilaļģu biomarķieru molekulas ir atrastas arī 2,7 un 2,5 miljardus gadu vecās jūras atradnēs.
Sakarā ar zilaļģu spēju ražot un atbrīvot skābekli kā fotosintēzes blakusproduktu, tiek uzskatīts, ka tā parādīšanās uz zemes ļāva modificēt atmosfēru, izraisot lielu oksigenācijas notikumu.
Skābekļa līmeņa palielināšanās, iespējams, izraisīja metāna koncentrācijas samazināšanos atmosfērā apmēram pirms 2,4–2,1 miljardiem gadu, izraisot daudzu anaerobās baktēriju sugu izzušanu.
Daži zilaļģu sugu celmi var radīt spēcīgus toksīnus ūdens vidē. Šie toksīni ir sekundāri metabolīti, kas izdalās vidē, kad vides apstākļi ir ārkārtīgi, eitrofiskā vidē ar lielu minerālvielu, piemēram, fosfora, koncentrāciju un īpašiem pH un temperatūras apstākļiem.
raksturojums
Zilaļģes ir gramnegatīvas krāsojošās baktērijas, kas var būt vienšūnas vai veidot kolonijas pavedienu, palagu vai dobu sfēru formā.
Šajā daudzveidībā var novērot dažāda veida šūnas:
- Veģetatīvās šūnas ir tās, kuras veidojas labvēlīgos vides apstākļos, kurās notiek fotosintēze.
- Akinetes, endosporas, kas ražotas sarežģītos vides apstākļos.
- Heterocīti, biezu sienu šūnas, satur enzīmu nitroāzi, kas ir iesaistīta slāpekļa fiksācijā anaerobās vidēs.
Zilaļģes ir visvienkāršākie organismi, kas uzrāda diennakts ciklus, bioloģisko mainīgo svārstības ar regulāriem laika periodiem, kas saistīti ar periodiskām vides izmaiņām dienas laikā. Ciān baktēriju diennakts pulkstenis darbojas no KaiC fosforilēšanas cikla.
Zilaļģes ir izplatītas ļoti daudzveidīgā sauszemes un ūdens vidē: pliki ieži, īslaicīgi mitri ieži tuksnešos, saldūdens, okeāni, mitra augsne un pat Antarktikas ieži.
Tās var būt daļa no planktona ūdenstilpēs, veidot fototrofiskas bioplēves uz atklātām virsmām vai izveidot simbiotiskas attiecības ar augiem vai ķērpjus veidojošām sēnītēm.
Dažām zilaļģēm ir nozīmīga loma ekosistēmās. Microcoleus vaginatus un M. vaginatus stabilizē augsni, izmantojot polisaharīdu apvalku, kas saistās ar smilšu daļiņām un absorbē ūdeni.
Prochlorococcus ģints baktērijas rada vairāk nekā pusi no atklātā okeāna fotosintēzes, dodot nozīmīgu ieguldījumu pasaules skābekļa ciklā.
Vairākas zilaļģu sugas, piemēram, Aphanizomenon flos-aquae un Arthrospira platensis (Spirulina), novāc vai kultivē kā pārtikas avotus, dzīvnieku barību, mēslojumu un veselības produktus.
Morfoloģija
Zilaļģu šūnām ir ļoti diferencēta, gramnegatīva šūnu siena ar plazmas membrānu un ārējo membrānu, ko atdala periplasmiska telpa.
Turklāt viņiem ir vairogdziedzera membrānu iekšējā sistēma, kurā atrodas fotosintēzē un elpošanā iesaistītās elektronu pārneses ķēdes. Šīs dažādās membrānu sistēmas šīm baktērijām piešķir unikālu sarežģītību.
Viņiem nav flagella. Dažām sugām ir kustīgi pavedieni, ko sauc par hormogoniju, kas ļauj tām slīdēt uz virsmām.
Daudzšūnu pavedienu formas, piemēram, Oscillatoria ģints, ar kvēldiega svārstību palīdzību var radīt viļņveidīgu kustību.
Citas sugas, kas dzīvo ūdens kolonnās, veido olbaltumvielu apvalka veidotos gāzes pūslīšus, kas tām piešķir peldspēju.
Hormogoniju veido plānas šūnas ar asām šūnām galos. Šīs šūnas tiek atbrīvotas un mobilizētas, sadīgst vietās, kas atrodas tālu no galvenās kolonijas, kur sākas jaunas kolonijas.
Sistemātiska
Par zilaļģu klasifikāciju augstākajos taksonomiskajos līmeņos ir aktīvi diskutēts. Sākotnēji šīs baktērijas tika klasificētas kā zilzaļās aļģes (Cyanophyta) saskaņā ar botāniskajiem kodiem. Šie sākotnējie pētījumi balstījās uz morfoloģiskajām un fizioloģiskajām īpašībām.
Vēlāk, sešdesmitajos gados, kad tika noteiktas šo mikroorganismu prokariotu īpašības, zilaļģes pārklasificēja saskaņā ar bakterioloģisko kodu.
1979. gadā tika ierosinātas 5 sadaļas, kas atbilst 5 secībām: I sadaļa = Chroococcales, II sadaļa = Pleurocapsales, III sadaļa = Oscillatoriales, IV sadaļa = Nostocales un V sadaļa = Stigonematales.
Cianobaktēriju taksonomiskā sistēma tika radikāli mainīta, ieviešot elektronu mikroskopiju un molekulārās un ģenētiskās metodes.
Zilaļģu taksonomija pēdējos 50 gados ir tikusi nepārtraukti pārskatīta, un tajās ir radīti radikāli atšķirīgi priekšlikumi. Turpinās debates par zilaļģu klasifikāciju.
Jaunākie filoģenētisko koku priekšlikumi šim patvērumam piedāvā izmantot šādus pasūtījumus: Gloeobacterales, Synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales y Nostocales. Šīs kārtas veido monofiliskas ģints, kuras veido daudzas sugas.
Toksicitāte
Tiek lēsts, ka ir 150 zilaļģu ģints, kas satur apmēram 2000 sugu, no kurām aptuveni 46 ir kāda toksīnus ražojoša celma.
Ūdens ekosistēmās zilaļģu pārpilnība var sasniegt ļoti augstu līmeni, kad vides apstākļi ir piemēroti to augšanai, kas veicina sekundāro metabolītu uzkrāšanos citoplazmā.
Kad vides apstākļi kļūst nelabvēlīgi, palielinoties minerālvielu, piemēram, fosfora, koncentrācijai, zilaļģes mirst, izraisot šūnu sabrukšanu un toksīnu izdalīšanos vidē.
Ir noteikti divi galvenie toksīnu veidi: hepatotoksīni un neirotoksīni. Neirotoksīnus galvenokārt ražo sugas un ģinšu celmi: Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmium un Cylindrospermopsis.
Neirotoksīni darbojas ātri, izraisot nāvi no elpošanas apstāšanās dažu minūšu laikā pēc lielas toksīna koncentrācijas uzņemšanas. Saksoksoksīns ir paralizējošs neirotoksīns, kas uzskaitīts Ķīmisko ieroču konvencijas 1. pielikumā.
Hepatotoksīnus ražo Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc un Cylindrospermopsis ģints. Tie izraisa visizplatītāko saindēšanās veidu, kas saistīts ar zilaļģēm. Viņi darbojas lēnāk un dažas stundas vai dienas pēc saindēšanās var izraisīt nāvi.
Atsauces
- Dmitrijs A. Los. (2017). Zilaļģes: Omika un manipulācijas - grāmata. Caister Academic Press. Maskava, Krievija. 256 lpp.
- Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J. Y & JOhansen, JR (2014). Cianoprokariotu (cianobaktēriju ģints) taksonomiskā klasifikācija 2014, izmantojot daudzfāzu pieeju. Preslija 86: 295–335.
- Gupta, RC ķīmisko kaujas līdzekļu toksikoloģijas rokasgrāmata (2009). Akadēmiskā prese. 1168 lpp.
- Hovards-Azzeh, M., L. Shamseer, HE Schellhorn un RS Gupta. (2014). Filoģenētiskā analīze un molekulārie paraksti, kas nosaka heterocistisko zilaļģu monofiltisko apvalku un identificē tās tuvākos radiniekus. Fotosintēzes izpēte, 122 (2): 171–185.
- Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001). Zilaļģu un to toksīnu noteikšana. Journal of Toxicology, 18: 65-71.
- Wikipedia līdzautori. (2018, 2. oktobris). Zilaļģes. Vikipēdijā Brīvā enciklopēdija. Saņemts plkst. 10:40, 2018. gada 12. oktobrī, no en.wikipedia.org