Афанизоменон
Род бактерий

Афанизоменон
Aphanizomenon flos-aquae
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Бактерии
Тип:Цианобактерии
Сорт:Цианофитовые
Заказ:Ностокалес
Семья:Афанизоменоновые
Род:Афанизоменон
А. Моррен из Борне и Флао, 1888
Разновидность

Афанизоменон флос-аква Афанизоменон грацил Афанизоменон иссащенкой Афанизоменон овалиспорум

Aphanizomenon — это род цианобактерий , обитающих в пресноводных озерах и способных вызывать густое цветение . Это одноклеточные организмы, которые объединяются в линейные (неразветвленные) цепи, называемые трихомами. Параллельные трихомы затем могут объединяться в агрегаты, называемые плотами. [1] Известно,такие цианобактерии, как Aphanizomenon, используют фотосинтез для создания энергии и, следовательно, используют солнечный свет в качестве источника энергии. [2] Бактерии Aphanizomenon также играют большую роль в круговороте азота , поскольку они могут выполнять фиксацию азота . Исследования вида Aphanizomenon flos-aquae показали, что он может регулировать плавучесть посредством вызванных светом изменений тургорного давления. [3] Он также способен перемещаться посредством скольжения, хотя конкретный механизм, с помощью которого это возможно, пока не известен.

Экология

Преодоление ограничения фосфата

Aphanizomenon может стать доминирующим в водоеме частично из-за его способности вызывать ограничение фосфата в другом фитопланктоне , а также увеличивать доступность фосфата для себя за счет высвобождения цилиндроспермопсина . [4] Цилиндроспермопсин заставляет другой фитопланктон увеличивать активность щелочной фосфатазы , увеличивая доступность неорганического фосфата в воде для Aphanizomenon в то время, когда фосфат становится лимитирующим.

Фотосинтез

Все виды в типе цианобактерий могут осуществлять фотосинтез. Они используют фотосинтез, похожий на фотосинтез растений, с использованием двух фотосистем, который называется Z-схемой . Это отличается от других фотосинтезирующих бактерий, которые используют только одну фотосистему и не имеют тилакоидов. Виды цианобактерий, такие как Aphanizomenon, также используют кислород в качестве конечного акцептора электронов в цепи переноса электронов , что также отличается от других фотосинтезирующих бактерий, которые осуществляют тип фотосинтеза, называемый аноксигенным фотосинтезом . [5]

Фиксация азота

Афанизоменоны — это особый тип цианобактерий, называемых гетероцистами , которые способны производить биологически полезный азот ( аммоний ) путем азотфиксации из атмосферного азота.

Большая часть (от 35 до 50%) фиксированного азота может быть выпущена в окружающую воду, обеспечивая важный источник биологически доступного азота для экосистемы. [6] [7] Поскольку Aphanizomenon являются одним из немногих видов бактерий, которые могут осуществлять фиксацию азота, другие виды бактерий, которые используют ионы азота в качестве реагента, начнут полагаться на этот вид как на источник пригодного для использования азота. Это приведет к образованию бактериального цветения, которое является условием, при котором количество бактериальных колоний в области внезапно увеличится. [8]

Цветение водорослей

Aphanizomenon может вызывать цветение водорослей , вырабатывая пригодный для использования азот, заставляя другие виды бактерий формировать колонии вокруг Aphanizomenon. Цветение водорослей, образующееся из видов Aphanizomenon, как правило, очень токсично и создает различные токсины. Это цветение также может создавать мертвые зоны в воде. Это в конечном итоге плохо для экосистемы, поскольку может нанести вред многим растениям и животным, живущим вокруг нее. [9]

Выработка токсинов

Виды Aphanizomenon могут продуцировать цианотоксины , включая цилиндроспермоспин (CYN), липополисахариды (LPS), анатоксин-a , сакситоксин и BMAA . [10] [11] Хотя не все Aphanizomenon продуцируют цианотоксины, многие это делают. CYN — это токсин, который особенно токсичен для печени и почек, предположительно, он подавляет синтез белка. LPS находятся в клеточной мембране грамотрицательных бактериальных клеток и высвобождаются при деградации клеточной мембраны. Выделение LPS у животных может вызвать тяжелую иммунную реакцию, делая его очень токсичным для животных. Анатоксин-a — это тип анатоксина, он обычно выделяется во время цветения водорослей в озерах, вызывая воздействие на животных вокруг него. Анатоксин-a токсичен для нервов у животных и очень смертелен для людей, смертельная доза, как считается, составляет менее 5 мг. [12] Подобно анатоксину-а, BMAA — это еще один тип нейротоксина , который задерживается внутри животных дольше, чем анатоксин-а. Он будет продолжать воздействовать на животных даже после того, как цветение водорослей прекратится. Наконец, сакситоксины — это еще один тип нейротоксина, который, как известно, выделяется видом Aphanizomenon. Он прерывает нервные передачи в мозг и из мозга, что делает его очень токсичным. [13]

Формирование колоний

Цветение Aphanizomenon flos-aquae на озере Верхний Кламат , штат Орегон

Aphanizomenon может образовывать большие колонии в качестве защиты от травоядных животных, особенно дафний в пресной воде. [14]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Phycokey - Aphanizomenon". cfb.unh.edu . Получено 2021-04-22 .
  2. ^ "История жизни и экология цианобактерий". ucmp.berkeley.edu . Получено 2021-04-27 .
  3. ^ Конопка, А.; Т. Д. Брок ; А. Е. Уолсби (1978). «Регулирование плавучести планктонными сине-зелеными водорослями в озере Мендота, Висконсин». Arch. Hydrobiol . 83 : 524–537 .
  4. ^ Ионафан Бар-Йосеф; Асаф Сукеник; Ора Хадас; Иегудит Винер-Моззини и Аарон Каплан (2010). «Порабощение водоема токсичным Aphanizomenon ovalisporum, индуцирующим щелочную фосфатазу в фитопланктонах». Современная биология . 20 (17): 1557–1561 . doi : 10.1016/j.cub.2010.07.032 . ПМИД  20705465.
  5. ^ Mullineaux, Conrad W. (2014-01-21). "Электронный транспорт и переключатели сбора света у цианобактерий". Frontiers in Plant Science . 5 : 7. doi : 10.3389/fpls.2014.00007 . ISSN  1664-462X. PMC 3896814. PMID 24478787  . 
  6. ^ Адам, Б.; Клавонн, И.; Сведен, Дж. Б.; Бергквист, Дж.; Нахар, Н.; Вальве, Дж.; Литтманн, С.; Уайтхаус, М. Дж.; Лавик, Г.; Кёйперс, М. М.; Плауг, Х. (2015). «Фиксация N2, высвобождение аммония и перенос N в микробную и классическую пищевую сеть в сообществе планктона». Журнал ISME . 10 (2): 450– 459. doi :10.1038/ismej.2015.126. PMC 4737936. PMID  26262817 . 
  7. ^ Плауг, Хелле ; Мусат, Никулина; Адам, Биргит; Морару, Кристина Л.; Лавик, Гауте; Вагнер, Томас; Бергман, Биргитта; Кайперс, Марсель М.М. (2010). «Потоки углерода и азота, связанные с цианобактерией Aphanizomenon sp. в Балтийском море». Журнал ISME . 4 (9): 1215–1223 . doi : 10.1038/ismej.2010.53 . hdl : 21.11116/0000-0001-CAC0-2 . ПМИД  20428225.
  8. ^ «Бактериальное цветение, мутная вода, всплеск аммиака/нитрита — что делать?». the fishroom . 2019-12-09 . Получено 2021-04-27 .
  9. ^ US EPA, OW (2013-06-03). "Вредное цветение водорослей". US EPA . Получено 2021-05-10 .
  10. ^ "Цианобактерии/Цианотоксины". US EPA . 2015. Архивировано из оригинала 2015-10-17 . Получено 2015-10-25 .
  11. ^ "Aphanizomenon (cyanoScope) · iNaturalist". iNaturalist . Получено 2021-04-27 .
  12. ^ Департамент здравоохранения Миннесоты. «Анатоксин-a и питьевая вода» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 20-10-2020 . Получено 07-05-2021 .
  13. ^ "Сакситоксин - обзор | Темы ScienceDirect". www.sciencedirect.com . Получено 2021-05-08 .
  14. ^ "Цветение Aphanizomenon: альтернативный контроль и культивирование с помощью Daphnia pulex" (PDF) . Специальный симпозиум Американского общества лимнологии и океанографии № 3: 299-304. 1980.

Гайри, доктор медицины; Гайри, генеральный директор "Aphanizomenon". AlgaeBase . Университет Голуэя .

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Aphanizomenon&oldid=1193732393"