ไซยาโนแบคทีเรียลักษณะสัณฐานวิทยาระบบพิษ

ไซยาโนแบคทีเรีย, ก่อนหน้านี้รู้จักกันในชื่อสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินเป็นไฟลัมของแบคทีเรียที่เกิดจากโปรคาริโอตเพียงตัวเดียวที่สามารถใช้แสงแดดเป็นพลังงานและน้ำเป็นแหล่งกำเนิดของอิเล็กตรอนในการสังเคราะห์ด้วยแสง (การสังเคราะห์ด้วยออกซิเจน).

ในฐานะที่เป็นพืชบนมีเม็ดสีที่ช่วยให้พวกเขาดำเนินการสังเคราะห์ด้วยแสงออกซิเจน ไฟลัมนี้มีประมาณ 2,000 สายพันธุ์ใน 150 จำพวกมีรูปร่างและขนาดที่หลากหลาย.

ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีอายุมาก มีการค้นพบไมโครฟอสซิลที่มีความคล้ายคลึงกับไซยาโนแบคทีเรียที่ทันสมัยในเงินฝากที่มีอายุถึง 2.1 พันล้านปี ลักษณะของโมเลกุลไบโอมาร์คเกอร์ของไซยาโนแบคทีเรียยังพบได้ในแหล่งทะเล 2,700 และ 2,500 ล้านปี.

เนื่องจากความสามารถของไซยาโนแบคทีเรียในการผลิตและปล่อยออกซิเจนเป็นผลพลอยได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงจึงเชื่อว่าการปรากฏตัวของพวกเขาบนโลกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศทำให้เกิดออกซิเจนจำนวนมาก.

การเพิ่มขึ้นของออกซิเจนอาจทำให้ความเข้มข้นของก๊าซมีเทนในบรรยากาศลดลงประมาณ 2,400 ถึง 2,100 ล้านปีก่อนทำให้เกิดการสูญพันธุ์ของแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนหลายชนิด.

ไซยาโนแบคทีเรียบางสายพันธุ์สามารถผลิตสารพิษที่ทรงพลังในสภาพแวดล้อมทางน้ำ สารพิษเหล่านี้เป็นสารทุติยภูมิที่ถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมเมื่อสภาพแวดล้อมมีความรุนแรงในสภาพแวดล้อมแบบยูทาโทรปิกโดยมีแร่ธาตุในระดับความเข้มข้นสูงเช่นฟอสฟอรัสและเงื่อนไขเฉพาะของ pH และอุณหภูมิ.

ดัชนี

• 1 ลักษณะทั่วไป
• 2 สัณฐานวิทยา
• 3 เป็นระบบ
• 4 ความเป็นพิษ
• 5 อ้างอิง

คุณสมบัติ ทั่วไป

Cyanobacteria เป็นแบคทีเรียย้อมสีแกรมลบซึ่งอาจเป็นเซลล์เดียวหรือโคโลนีที่มีรูปร่างเป็นเส้นใยแผ่นหรือทรงกลมกลวง.

ภายในความหลากหลายนี้เซลล์ชนิดต่าง ๆ สามารถสังเกตได้:

• เซลล์พืชเป็นเซลล์ที่เกิดขึ้นภายใต้สภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการสังเคราะห์แสง.
• akinetes, endospores ผลิตในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก.
• Heterocytes เซลล์ที่มีผนังหนาซึ่งมีเอ็นไซม์ไนโตรเจนเนสซึ่งเกี่ยวข้องกับการตรึงไนโตรเจนในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช้ออกซิเจน.

ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุดที่นำเสนอวงจร circadian การผันผวนของตัวแปรทางชีวภาพในช่วงเวลาปกติที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมเป็นระยะในระหว่างวัน นาฬิกา circadian ในไซยาโนแบคทีเรียทำงานจากวงจร phosphorylation ของ KaiC.

ไซยาโนแบคทีเรียมีการกระจายในความหลากหลายของสภาพแวดล้อมทางบกและทางน้ำ: หินเปลือยหินที่เปียกชื้นชั่วคราวในทะเลทรายน้ำจืดมหาสมุทรดินที่ชื้นและแม้แต่ในหินแอนตาร์กติก.

พวกมันสามารถเป็นส่วนหนึ่งของแพลงก์ตอนในแหล่งน้ำสร้างแผ่นชีวะ phototrophic บนพื้นผิวที่สัมผัสหรือสร้างความสัมพันธ์ทางชีวภาพกับพืชหรือเชื้อราก่อให้เกิดไลเคน.

ไซยาโนแบคทีเรียบางชนิดมีบทบาทสำคัญในระบบนิเวศ. Microcoleus vaginatus และ M. vaginatus ทำให้ดินเสถียรโดยใช้ปลอก polysaccharide ที่ยึดติดกับอนุภาคทรายและดูดซับน้ำ.

แบคทีเรียของพืชสกุล Prochlorococcus ผลิตมากกว่าครึ่งหนึ่งของการสังเคราะห์แสงของมหาสมุทรเปิดทำให้มีส่วนสำคัญต่อวงจรออกซิเจนทั่วโลก.

ไซยาโนแบคทีเรียหลายชนิดเช่น Aphanizomenon flos-aquae และ arthrospira platensis (สาหร่ายเกลียวทอง) เก็บเกี่ยวหรือปลูกเป็นแหล่งอาหารอาหารสัตว์ปุ๋ยและผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ.

ลักษณะทางสัณฐานวิทยา

เซลล์ของไซยาโนแบคทีเรียมีผนังเซลล์ที่แตกต่างกันอย่างมากชนิดแกรมลบพร้อมกับพลาสมาเมมเบรนและเยื่อหุ้มชั้นนอกคั่นด้วยช่องว่าง periplasmic.

นอกจากนี้พวกเขายังมีระบบภายในของเยื่อหุ้ม thylakoid ซึ่งมีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่เชื่อมโยงกับการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจ ระบบเมมเบรนที่แตกต่างกันเหล่านี้ให้แบคทีเรียเหล่านี้มีความซับซ้อนที่ไม่ซ้ำกัน.

พวกเขาไม่ได้มี flagella บางสปีชีส์มีเส้นใยเคลื่อนที่เรียกว่าฮอร์โมนซึ่งช่วยให้พวกเขาเลื่อนบนพื้นผิว.

รูปแบบใยแบบหลายเซลล์เช่นเพศ Oscillatoria, สามารถสร้างการเคลื่อนไหวของคลื่นได้โดยการแกว่งของไส้หลอด.

สปีชีส์อื่น ๆ ที่อาศัยอยู่ในเสาน้ำก่อตัวเป็นถุงก๊าซซึ่งเกิดจากฝักของโปรตีนซึ่งทำให้พวกมันลอยตัว.

ฮอร์โมโกเนียประกอบด้วยเซลล์บางที่มีเซลล์ปลายแหลม เซลล์เหล่านี้จะถูกปล่อยออกมาและระดมกำลังแตกหน่อในสถานที่ห่างไกลจากอาณานิคมหลักที่อาณานิคมใหม่เริ่มต้นขึ้น.

Systematics

การจำแนกไซยาโนแบคทีเรียที่ระดับสูงสุดอนุกรมวิธานได้รับการถกเถียงกันอย่างมาก แบคทีเรียเหล่านี้ถูกจำแนกเป็นสาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว (Cyanophyta) ตามรหัสพฤกษศาสตร์ การศึกษาเริ่มต้นเหล่านี้ขึ้นอยู่กับลักษณะทางสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยา.

ต่อมาในทศวรรษที่ 1960 เมื่อมีการสร้างลักษณะของโปรคาริโอตของจุลินทรีย์เหล่านี้ไซยาโนแบคทีเรียจะถูกจัดประเภทใหม่ภายใต้รหัสแบคทีเรีย.

ในปี 1979 มีการเสนอ 5 ส่วนที่สอดคล้องกับคำสั่ง 5 รายการ: ส่วนที่ I = Chroococcales, ส่วนที่สอง = Pleurocapsales, ส่วนที่สาม = Oscillatoriales, ส่วนที่ IV = Nostocales และส่วน V = Stigonematales.

ระบบอนุกรมวิธานของไซยาโนแบคทีเรียมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงด้วยการนำกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและวิธีการทางโมเลกุลและพันธุกรรม.

อนุกรมวิธานของไซยาโนแบคทีเรียได้รับการทบทวนอย่างต่อเนื่องเกือบ 50 ปีที่ผ่านมาซึ่งมีการสร้างข้อเสนอที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง การอภิปรายเกี่ยวกับการจำแนกประเภทของไซยาโนแบคทีเรียยังคงดำเนินต่อไป.

ข้อเสนอต้นไม้สายวิวัฒนาการล่าสุดสำหรับไฟลัมนี้เสนอการใช้คำสั่ง: Gloeobacterales, Synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales และ Nostocales คำสั่งเหล่านี้ประกอบด้วย monophyletic จำพวกประกอบด้วยหลายชนิด.

ความเป็นพิษ

ประมาณว่ามีไซยาโนแบคทีเรียจำนวน 150 จำพวกที่มีประมาณ 2,000 ชนิดซึ่งประมาณ 46 มีสายพันธุ์ที่ผลิตสารพิษบางชนิด.

ในระบบนิเวศทางน้ำความอุดมสมบูรณ์ของไซยาโนแบคทีเรียสามารถไปถึงระดับที่สูงมากเมื่อสภาพแวดล้อมมีความเหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของพวกมันซึ่งเอื้อต่อการสะสมของสารทุติยภูมิในไซโตพลาสซึม.

เมื่อสภาพแวดล้อมไม่เอื้ออำนวยเมื่อความเข้มข้นของสารอาหารแร่เพิ่มขึ้นเช่นฟอสฟอรัสไซยาโนแบคทีเรียจะตายทำให้เซลล์สลายและปล่อยสารพิษออกสู่สิ่งแวดล้อม.

มีการระบุสารพิษหลักสองชนิด: hepatotoxins และ neurotoxins neurotoxins ที่ผลิตส่วนใหญ่โดยสายพันธุ์และสายพันธุ์ของจำพวก: Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmium และ Cylindrospermopsis.

neurotoxins ทำหน้าที่อย่างรวดเร็วทำให้เกิดการเสียชีวิตจากการหายใจหยุดหายใจไม่กี่นาทีหลังจากการบริโภคสารพิษที่มีความเข้มข้นสูง Saxitoxin เป็น neurotoxin อัมพาตรวมอยู่ในภาคผนวก 1 ของอนุสัญญาอาวุธเคมี.

Hepatotoxins ผลิตโดยประเภท Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc และ Cylindrospermopsis. พวกมันก่อให้เกิดพิษที่พบมากที่สุดที่เกี่ยวข้องกับไซยาโนแบคทีเรีย พวกเขาทำงานช้าลงและสามารถทำให้ตายได้ภายในสองสามชั่วโมงหรือหลายวันหลังจากมึนเมา.

การอ้างอิง

1. Dmitry A. (2017) ไซยาโนแบคทีเรีย: Omics and Manipulation | หนังสือ Caister Academic Press กรุงมอสโกประเทศรัสเซีย 256 หน้า.
2. Komárek, J. , Kaštovský, J. , Mareš, J. และ & JOhansen, J.R. (2014) การจำแนกประเภทอนุกรมวิธานของ cyanoprokaryotes (cyanobacterial genera) 2014 โดยใช้วิธีการโพลี Preslia 86: 295-335.
3. Gupta, R.C. คู่มือพิษวิทยาของตัวแทนสงครามเคมี (2009) สื่อวิชาการ หน้า 1168.
4. Howard-Azzeh, M. , L. Shamseer, H. E. Schellhorn และ R. S. Gupta (2014) การวิเคราะห์สายวิวัฒนาการและลายเซ็นระดับโมเลกุลที่กำหนด clade monophyletic ของไซยาโนแบคทีเรียและระบุญาติที่ใกล้เคียงที่สุด การสังเคราะห์แสง, 122 (2): 171-185.
5. Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ (2001) การตรวจหาไซยาโนแบคทีเรียและสารพิษ วารสารพิษวิทยา, 18: 65-71.
6. ผู้มีส่วนร่วมใน Wikipedia (2018, 2 ตุลาคม) ไซยาโนแบคทีเรีย ใน Wikipedia, สารานุกรมเสรี. สืบค้น 10:40, 12 ตุลาคม 2018, จาก en.wikipedia.org