Siyanobakteriler daha önceleri mavimsi yeşil su yosunları olarak bilinen, enerji ve su gibi güneş ışığına kullanmak mümkün sadece prokaryot oluşturduğu bir bakteri filum olan bir fotosentez elektron kaynağı (oksijenli fotosentez).
Daha yüksek bitkiler gibi, oksijenli fotosentez yapmalarına izin veren pigmentler içerirler. Bu filum, çok çeşitli şekil ve boyutlara sahip 150 cins içinde yaklaşık 2000 tür içerir.
Oscillatoria sp. Wiedehopf20 tarafından, Wikimedia Commons'tan
Siyanobakteriler çok eski organizmalardır. Modern siyanobakterilere büyük benzerlik gösteren mikrofosiller 2,1 milyar yıl öncesine ait tortularda bulunmuştur. Siyanobakterilerin karakteristik biyolojik belirteç molekülleri ayrıca 2,7 ve 2,5 milyar yıllık deniz yataklarında da bulunmuştur.
Siyanobakterilerin fotosentezin bir yan ürünü olarak oksijen üretme ve serbest bırakma yeteneklerinden dolayı, yeryüzündeki görünümünün atmosferde değişikliğe izin vererek büyük bir oksijenlenme olayına neden olduğuna inanılıyor.
Oksijendeki artış, atmosferik metan konsantrasyonunda yaklaşık 2,4 ila 2,1 milyar yıl önce bir azalmaya neden olmuş ve birçok anaerobik bakteri türünün yok olmasına neden olmuş olabilir.
Bazı siyanobakteri türleri, su ortamlarında güçlü toksinler üretebilir. Bu toksinler, çevre koşulları aşırı olduğunda, ötrofik ortamlarda, fosfor gibi mineral besinlerin yüksek konsantrasyonları ve belirli pH ve sıcaklık koşulları ile çevreye salınan ikincil metabolitlerdir.
karakteristikleri
Siyanobakteriler, tek hücreli olabilen veya filamentler, tabakalar veya içi boş küreler şeklinde koloniler oluşturabilen gram negatif boyama bakterileridir.
Bu çeşitlilik içinde farklı hücre türleri gözlemlenebilir:
- Bitkisel hücreler, fotosentezin meydana geldiği uygun çevresel koşullar altında oluşan hücrelerdir.
- Akinetes, zorlu çevre koşullarında üretilen endosporlardır.
- Kalın duvarlı hücreler olan heterositler, anaerobik ortamlarda nitrojen fiksasyonunda rol oynayan nitrojenaz enzimini içerir.
Siyanobakteriler, günlük periyodik çevresel değişikliklerle ilişkili düzenli zaman aralıklarında biyolojik değişkenlerin salınımlarını, sirkadiyen döngüleri sergileyen en basit organizmalardır. Siyanobakterilerdeki sirkadiyen saat, KaiC fosforilasyon döngüsünden çalışır.
Siyanobakteriler, çok çeşitli karasal ve sucul ortamlarda dağılmıştır: çıplak kayalar, çöllerdeki geçici ıslak kayalar, tatlı su, okyanuslar, nemli toprak ve hatta Antarktika kayaları.
Su kütlelerinde planktonun bir parçasını oluşturabilir, açıktaki yüzeylerde fototrofik biyofilmler oluşturabilir veya bitkiler veya liken oluşturan mantarlarla simbiyotik bir ilişki kurabilirler.
Bazı siyanobakteriler ekosistemlerde önemli bir rol oynar. Microcoleus vaginatus ve M. vaginatus, kum parçacıklarına bağlanan ve suyu emen bir polisakkarit kılıf kullanarak toprağı stabilize eder.
Prochlorococcus cinsinin bakterileri, açık okyanusun fotosentezinin yarısından fazlasını üretir ve küresel oksijen döngüsüne önemli bir katkı sağlar.
Aphanizomenon flos-aquae ve Arthrospira platensis (Spirulina) gibi çeşitli siyanobakteri türleri, gıda kaynakları, hayvan yemi, gübre ve sağlık ürünleri olarak hasat edilir veya yetiştirilir.
morfoloji
Siyanobakteriyel hücreler, bir plazma zarı ve periplazmik bir boşlukla ayrılmış bir dış zar ile oldukça farklılaşmış, gram-negatif bir hücre duvarına sahiptir.
Ek olarak, fotosentez ve solunumla ilgili elektron transfer zincirlerinin bulunduğu dahili bir tilakoid membran sistemine sahiptirler. Bu farklı zar sistemleri, bu bakterilere benzersiz bir karmaşıklık verir.
Flagellaları yok. Bazı türler, yüzeylerde kaymalarına izin veren hormogonia adı verilen hareketli iplere sahiptir.
Oscillatoria cinsi gibi çok hücreli filamentli formlar, filamentin salınımı yoluyla dalgalı bir hareket oluşturabilir.
Su sütunlarında yaşayan diğer türler, bir protein kılıfının oluşturduğu gaz kesecikleri oluşturur ve bu da onlara kaldırma kuvveti sağlar.
Hormogoni, uçlarında keskin hücreler bulunan ince hücrelerden oluşur. Bu hücreler serbest bırakılır ve harekete geçirilir, yeni kolonilerin başladığı ana koloniden uzak yerlerde filizlenir.
Sistematik
En yüksek taksonomik seviyelerde siyanobakterilerin sınıflandırılması hararetle tartışılmıştır. Bu bakteriler başlangıçta botanik kodlara göre mavi-yeşil algler (Cyanophyta) olarak sınıflandırıldı. Bu ilk çalışmalar morfolojik ve fizyolojik özelliklere dayanıyordu.
Daha sonra 1960'lı yıllarda bu mikroorganizmaların prokaryotik özellikleri belirlendiğinde siyanobakteriler bakteriyolojik kod altında yeniden sınıflandırıldı.
1979'da 5 sıraya karşılık gelen 5 bölüm önerildi: bölüm I = Chroococcales, bölüm II = Pleurocapsales, bölüm III = Oscillatoriales, bölüm IV = Nostocales ve bölüm V = Stigonematales.
Siyanobakterilerin taksonomik sistemi, elektron mikroskobu ve moleküler ve genetik yöntemlerin tanıtılmasıyla kökten değiştirildi.
Siyanobakterilerin taksonomisi, radikal olarak farklı tekliflerin üretildiği son 50 yılda neredeyse sürekli olarak gözden geçirildi. Siyanobakterilerin sınıflandırılması konusundaki tartışmalar devam ediyor.
Bu filum için filogenetik ağaçlar için en son öneriler şu sıraların kullanımını önermektedir: Gloeobacterales, Synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales y Nostocales. Bu siparişler, birçok türden oluşan monofiletik cinslerden oluşur.
Toksisite
Yaklaşık 2000 tür içeren 150 siyanobakteri türü olduğu tahmin edilmektedir, bunlardan 46'sı bir miktar toksin üreten suşa sahiptir.
Sucul ekosistemlerde, siyanobakterilerin bolluğu, çevresel koşullar büyümeleri için uygun olduğunda çok yüksek seviyelere ulaşabilir, bu da sitoplazmada ikincil metabolitlerin birikmesini kolaylaştırır.
Çevre koşulları elverişsiz hale geldiğinde, fosfor, siyanobakteriler gibi mineral besinlerin konsantrasyonlarının artması, hücre parçalanması ve çevreye toksinlerin salınmasıyla birlikte ölür.
İki ana toksin türü tanımlanmıştır: hepatotoksinler ve nörotoksinler. Nörotoksinler esas olarak cinslerin türleri ve türleri tarafından üretilir: Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmium ve Cylindrospermopsis.
Nörotoksinler hızlı hareket eder ve yüksek konsantrasyonlarda toksin yutulduktan sonra dakikalar içinde solunum durması nedeniyle ölüme neden olur. Saksitoksin, Kimyasal Silahlar Sözleşmesi Ek 1'de listelenen felç edici bir nörotoksindir.
Hepatotoksinler, Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc ve Cylindrospermopsis cinsleri tarafından üretilir. Siyanobakterilerle ilgili en yaygın zehirlenmeye neden olurlar. Daha yavaş çalışırlar ve zehirlenmeden birkaç saat veya gün sonra ölüme neden olabilirler.
Referanslar
- Dmitry A. Los. (2017). Siyanobakteriler: Omiks ve Manipülasyon - Kitap. Caister Academic Press. Moskova, Rusya. 256 s.
- Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J. Y & JOhansen, JR (2014). Polifazik bir yaklaşım kullanarak siyanoprokaryotların (siyanobakteriyel cinsler) 2014 taksonomik sınıflandırması. Preslia 86: 295–335.
- Gupta, RC Handbook of Toxicology of Chemical Warfare Agents. (2009). Akademik Basın. Sayfa 1168.
- Howard-Azzeh, M., L. Shamseer, HE Schellhorn ve RS Gupta. (2014). Heterosistoz siyanobakterilerin monofiletik bir sınıfını tanımlayan ve en yakın akrabalarını tanımlayan filogenetik analiz ve moleküler imzalar. Fotosentez Araştırması, 122 (2): 171–185.
- Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001). Siyanobakterilerin ve toksinlerinin tespiti. Toksikoloji Dergisi, 18: 65-71.
- Wikipedia'ya katkıda bulunanlar. (2018, 2 Ekim). Siyanobakteri. Wikipedia'da, Ücretsiz Ansiklopedi. 12 Ekim 2018, 10:40, en.wikipedia.org sitesinden alındı