Microcystis aeruginosa
|
|
| Microcystis aeruginosa | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Domena: | Bakteria |
| Gromada: | Cyjanobakteria |
| Klasa: | sinice |
| Zamówienie: | Chrookoki |
| Rodzina: | Microcystaceae |
| Rodzaj: | mikrocystis |
| Gatunek: |
M. aerugonisa
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Microcystis aerugonisa Kutzinga, 1846
|
|
Microcystis aeruginosa to gatunek sinic słodkowodnych , które mogą tworzyć szkodliwe zakwity glonów o znaczeniu ekonomicznym i ekologicznym. Są najczęstszym toksycznym zakwitem cyjanobakterii w eutroficznej wodzie słodkiej. Cyjanobakterie wytwarzają neurotoksyny i hepatotoksyny peptydowe, takie jak mikrocystyna i cyjanopeptolina . Microcystis aeruginosa wytwarza liczne kongenery mikrocystyny, z których najbardziej powszechna jest mikrocystyna-LR. Zakwity Microcystis odnotowano w co najmniej 108 krajach, a produkcję mikrocystyny odnotowano w co najmniej 79.
Charakterystyka
Jak sugeruje pochodzenie etymologiczne, Microcystis charakteryzuje się małymi komórkami (o średnicy zaledwie kilku mikrometrów ), które nie mają indywidualnych osłonek.
Komórki zwykle są zorganizowane w kolonie (którego duże kolonie można zobaczyć gołym okiem), które zaczynają się w kulistym kształcie, ale tracą swoją spójność i z czasem stają się perforowane lub mają nieregularny kształt w hodowli. Ostatnie dowody sugerują, że jednym z czynników powstawania kolonii jest zaburzenie/mieszanie słupa wody.
Protoplast ma jasnoniebiesko-zielony kolor, wydaje się ciemny lub brązowy z powodu efektów optycznych pęcherzyków wypełnionych gazem ; może to być przydatne jako cecha wyróżniająca podczas korzystania z mikroskopii świetlnej . Pęcherzyki te zapewniają M. aeruginosa wyporność niezbędną do utrzymania się w słupie wody na poziomie, na którym mogą uzyskać optymalny poziom światła i dwutlenku węgla dla szybkiego wzrostu.
Ekologia
M. aeruginosa sprzyjają wysokie temperatury, ale toksyczność i maksymalne tempo wzrostu nie są całkowicie sprzężone, ponieważ cyjanobakterie mają najwyższe laboratoryjne tempo wzrostu w temperaturze 32 ° C, podczas gdy toksyczność jest najwyższa w temperaturze 20 ° C, obniżając toksyczność jako funkcję wzrostu temperatury powyżej 28°C. Stwierdzono, że wzrost jest ograniczony poniżej 15 ° C.
Roślina wodna Myriophyllum spicatum wytwarza kwasy elagowy , galusowy i pirogalowy oraz (+)- katechinę , allelopatyczne polifenole hamujące wzrost M. aeruginosa .
Toksyny
M. aeruginosa może wytwarzać zarówno neurotoksyny ( lipopolisacharydy -LPS), jak i hepatotoksyny ( mikrocystyny ).
Znaczenie gospodarcze
Ze względu na produkcję toksyny mikrocystynowej przez M. aeruginosa w odpowiednich warunkach środowiskowych, może ona być źródłem zanieczyszczenia wody pitnej . Środki zmniejszające jakość wody w postaci urządzeń do filtrowania wody mogą prowadzić do wzrostu kosztów ekonomicznych, a także szkód dla lokalnej turystyki spowodowanych zamknięciem jezior lub innych dróg wodnych. W ostatnich latach poważne incydenty miały miejsce zarówno w Chinach, jak iw Stanach Zjednoczonych/Kanadzie
M. aeruginosa jest przedmiotem badań nad naturalną produkcją butylowanego hydroksytoluenu (BHT), przeciwutleniacza, dodatku do żywności i chemii przemysłowej.
Bioaktywne peptydy zwane aerucyklamidami można wyizolować z M. aeruginosa .
Znaczenie ekologiczne
W 2009 r. bezprecedensowa śmiertelność ssaków w południowej części Parku Narodowego Krugera doprowadziła do dochodzenia, które wykazało obecność M. aeruginosa . Wśród martwych zwierząt były pasące się i przeglądarki, które wolały pić z zawietrznej strony dwóch zapór, naturalnego punktu gromadzenia się dryfujących Microcystis . Ssaki, takie jak słonie i bawoły, które zwykle brodzą w wodzie przed piciem, nie zostały dotknięte chorobą, podobnie jak zamieszkujące ją krokodyle. Źródło składników odżywczych, które wspierały Microcystis wzrost został zawężony do łajna i moczu wydalanego do wody przez dużą mieszkającą tam populację hipopotamów, na którą zakwit nie miał wpływu. Natychmiastowy problem został rozwiązany przez przerwanie ścian tamy i spuszczenie wody. M. aeruginosa jest najbardziej rozpowszechnionym rodzajem cyjanobakterii w Afryce Południowej, obejmującym zarówno toksyczne, jak i nieszkodliwe szczepy. Niektóre zbiorniki wodne w Afryce Południowej są obecnie silnie zanieczyszczone, głównie w wyniku przepływów powrotnych z dysfunkcyjnych oczyszczalni ścieków, które codziennie odprowadzają ponad 4 miliardy litrów (1,1 miliarda galonów amerykańskich) nieoczyszczonych lub, w najlepszym razie, częściowo oczyszczonych ścieków do rzek, do których są odprowadzane, z zaporą Hartebeestpoort być wśród najgorszych.
Mikrocystyna została powiązana ze śmiercią wydry morskiej w 2010 roku, gatunku zagrożonego w USA. Zatrucie prawdopodobnie było wynikiem zjedzenia skażonych małży, często spożywanych przez wydry morskie i ludzi. Takie małże na tym obszarze wykazywały znaczne biomagnifikację (do 107-krotności poziomu otaczającej wody) mikrocystyny.
Metabolizm glifosatu
Zakwity glonów cyjanobakterii rozwijają się w spływach rolniczych o dużej zawartości fosforu. Oprócz spożywania fosforu, M. aeruginosa rozwija się na glifosacie , chociaż wysokie stężenia mogą go hamować. M. aeruginosa wykazała oporność na glifosat w wyniku preselektywnych mutacji, a obecność glifosatu jest korzystna dla tego i innych drobnoustrojów, które są w stanie tolerować jego działanie, zabijając jednocześnie te mniej tolerancyjne. Z kolei badania przeprowadzone w Lake Erie sugerują, że glifosat może prowadzić do zakwitu innej cyjanobakterii – Planktothrix – zamiast mikrocystis .