The cyanobacteria , yang sebelum ini dikenali sebagai alga hijau biru, adalah filum bakteria dibentuk oleh hanya prokariot boleh menggunakan cahaya matahari sebagai tenaga dan air sebagai satu sumber elektron dalam fotosintesis (fotosintesis Oxygenic).
Seperti tumbuh-tumbuhan yang lebih tinggi, mereka mengandungi pigmen yang memungkinkan mereka melakukan fotosintesis beroksigen. Filum ini merangkumi sekitar 2000 spesies dalam 150 genera, dengan pelbagai bentuk dan ukuran.
Oscillatoria sp. Oleh Wiedehopf20, dari Wikimedia Commons
Cyanobacteria adalah organisma yang sangat kuno. Fosil mikro dengan persamaan besar dengan cyanobacteria moden telah dijumpai dalam simpanan sejak 2,1 bilion tahun. Molekul biomarker ciri cyanobacteria juga telah dijumpai dalam simpanan laut berusia 2.7 dan 2.5 bilion tahun.
Kerana kemampuan cyanobacteria untuk menghasilkan dan melepaskan oksigen sebagai hasil sampingan dari fotosintesis, dipercayai bahawa penampilannya di bumi memungkinkan pengubahsuaian atmosfer, menyebabkan kejadian oksigenasi yang besar.
Peningkatan oksigen mungkin menyebabkan penurunan kepekatan metana atmosfera sekitar 2,4 hingga 2,1 miliar tahun yang lalu, menyebabkan kepunahan banyak spesies bakteria anaerob.
Beberapa jenis spesies cyanobacteria dapat menghasilkan toksin yang kuat di persekitaran air. Toksin ini adalah metabolit sekunder yang dilepaskan ke persekitaran ketika keadaan persekitaran yang melampau, dalam lingkungan eutrofik, dengan kepekatan nutrien mineral yang tinggi seperti fosforus dan keadaan pH dan suhu tertentu.
ciri
Cyanobacteria adalah bakteria pewarnaan gram negatif yang dapat bersel tunggal atau membentuk koloni dalam bentuk filamen, kepingan, atau sfera berongga.
Dalam kepelbagaian ini, pelbagai jenis sel dapat diperhatikan:
- Sel vegetatif adalah sel yang terbentuk dalam keadaan persekitaran yang baik, di mana fotosintesis berlaku.
- Akinetes, endospora dihasilkan dalam keadaan persekitaran yang sukar.
- Heterosit, sel berdinding tebal, mengandung enzim nitrogenase, yang terlibat dalam fiksasi nitrogen di lingkungan anaerob.
Cyanobacteria adalah organisma termudah yang memperlihatkan kitaran sirkadian, ayunan pemboleh ubah biologi pada selang waktu berkala yang berkaitan dengan perubahan persekitaran berkala pada siang hari. Jam sirkadian di cyanobacteria berfungsi dari kitaran fosforilasi KaiC.
Cyanobacteria didistribusikan dalam kepelbagaian persekitaran terestrial dan akuatik: batu karang, batu basah sementara di padang pasir, air tawar, lautan, tanah lembap, dan bahkan di batuan Antartika.
Mereka dapat membentuk bahagian plankton di badan air, membentuk biofilm fototropik pada permukaan yang terdedah, atau menjalin hubungan simbiotik dengan tanaman atau kulat yang membentuk lichen.
Sebilangan cyanobacteria memainkan peranan penting dalam ekosistem. Microcoleus vaginatus dan M. vaginatus menstabilkan tanah menggunakan sarung polisakarida yang mengikat pada zarah pasir dan menyerap air.
Bakteria genus Prochlorococcus menghasilkan lebih daripada separuh fotosintesis lautan terbuka, memberikan sumbangan penting kepada kitaran oksigen global.
Beberapa spesies cyanobacteria, seperti Aphanizomenon flos-aquae dan Arthrospira platensis (Spirulina), dituai atau ditanam sebagai sumber makanan, makanan haiwan, baja, dan produk kesihatan.
Morfologi
Sel-sel Cyanobacterial mempunyai dinding sel gram-negatif yang sangat berbeza dengan membran plasma dan membran luar yang dipisahkan oleh ruang periplasma.
Di samping itu, mereka mempunyai sistem dalaman membran thylakoid di mana rantai pemindahan elektron yang terlibat dalam fotosintesis dan pernafasan berada. Sistem membran yang berbeza ini memberikan bakteria yang kompleks.
Mereka tidak mempunyai flagella. Beberapa spesies mempunyai filamen bergerak yang disebut hormogonia, yang memungkinkannya meluncur di permukaan.
Bentuk filamen multiselular, seperti gen Oscillatoria, mampu menghasilkan gerakan beralun melalui osilasi filamen.
Spesies lain yang hidup dalam lajur air membentuk vesikel gas, dibentuk oleh sarung protein, yang memberi mereka daya apung.
Hormogonia terdiri daripada sel tipis dengan sel tajam di hujungnya. Sel-sel ini dilepaskan dan digerakkan, tumbuh di tempat yang jauh dari koloni utama, di mana koloni baru bermula.
Sistematik
Klasifikasi sianobakteria pada tahap taksonomi tertinggi telah diperdebatkan. Bakteria ini pada awalnya diklasifikasikan sebagai alga biru-hijau (Cyanophyta), menurut kod botani. Kajian awal ini berdasarkan ciri morfologi dan fisiologi.
Kemudian, pada tahun 1960-an, ketika ciri-ciri prokariotik mikroorganisma ini dibuat, cyanobacteria diklasifikasikan semula di bawah kod bakteriologi.
Pada tahun 1979 5 bahagian dicadangkan yang sesuai dengan 5 pesanan: bahagian I = Chroococcales, bahagian II = Pleurocapsales, bahagian III = Oscillatoriales, bahagian IV = Nostocales dan bahagian V = Stigonematales.
Sistem taksonomi cyanobacteria secara radikal diubah dengan pengenalan mikroskop elektron dan kaedah molekul dan genetik.
Taksonomi cyanobacteria telah dikaji hampir berterusan dalam 50 tahun terakhir, di mana cadangan yang berbeza telah dihasilkan. Perbahasan mengenai klasifikasi cyanobacteria berterusan.
Cadangan terbaru untuk pohon filogenetik untuk filum ini mencadangkan penggunaan pesanan: Gloeobacterales, Synechococcales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales dan Nostocales. Pesanan ini terdiri dari genera monofitik, yang terdiri dari banyak spesies.
Ketoksikan
Dianggarkan terdapat 150 genera cyanobacteria yang mengandungi kira-kira 2000 spesies, di mana kira-kira 46 mempunyai strain penghasil racun.
Dalam ekosistem akuatik, kelimpahan cyanobacteria dapat mencapai tahap yang sangat tinggi apabila keadaan persekitaran sesuai untuk pertumbuhannya, yang mendorong pengumpulan metabolit sekunder dalam sitoplasma.
Apabila keadaan persekitaran menjadi tidak baik, dengan peningkatan kepekatan nutrien mineral seperti fosfor, cyanobacteria mati, menghasilkan lisis sel dan pembebasan toksin ke persekitaran.
Dua jenis toksin utama telah dikenal pasti: hepatotoksin dan neurotoksin. Neurotoxin dihasilkan terutamanya oleh spesies dan jenis genus: Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmium dan Cylindrospermopsis.
Neurotoxin bertindak dengan cepat, menyebabkan kematian akibat pernafasan dalam beberapa minit setelah memakan racun berkepekatan tinggi. Saxitoxin adalah neurotoksin yang melumpuhkan, yang disenaraikan dalam Lampiran 1 Konvensyen Senjata Kimia.
Hepatotoxin dihasilkan oleh genera Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc, dan Cylindrospermopsis. Mereka menyebabkan keracunan jenis yang paling biasa berkaitan dengan cyanobacteria. Mereka bekerja dengan lebih perlahan dan boleh menyebabkan kematian beberapa jam atau hari selepas keracunan.
Rujukan
- Dmitry A. Los. (2017). Cyanobacteria: Omics dan Manipulation - Buku. Akhbar Akademik Caister. Moscow, Rusia. 256 hlm.
- Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J. Y & JOhansen, JR (2014). Pengelasan taksonomi cyanoprokaryotes (cyanobacterial genera) 2014, menggunakan pendekatan polifasa. Preslia 86: 295–335.
- Gupta, RC Buku Panduan Toksikologi Ejen Perang Kimia. (2009). Akhbar Akademik. Hlm 1168.
- Howard-Azzeh, M., L. Shamseer, HE Schellhorn, dan RS Gupta. (2014). Analisis filogenetik dan tandatangan molekul yang menentukan monofletik cyanobacteria heterocystous dan mengenal pasti saudara terdekatnya. Penyelidikan Fotosintesis, 122 (2): 171–185.
- Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001). Pengesanan sianobakteria dan toksinnya. Jurnal Toksikologi, 18: 65-71.
- Penyumbang Wikipedia. (2018, 2 Oktober). Cyanobacteria. Di Wikipedia, Ensiklopedia Percuma. Diakses pada 10:40, 12 Oktober 2018, dari en.wikipedia.org