Cianobaktériumok: élettörténet és ökológia

A cianobaktériumok fotoszintetikusak.

Noha a cianobaktériumoknak nincs sokféle formájuk, és bár mikroszkóposak, kémiai sokféleségben gazdagok. A cianobaktériumok nevüket a kékes pigmentről kapják phycocyanin, amellyel fényt készítenek a fotoszintézishez. Tartalmazzák azt is klorofill a, ugyanaz a fotoszintetikus pigment, amelyet a növények használnak. Valójában a növényekben a kloroplaszt egy szimbiotikus cianobaktérium, amelyet a növények zöldalga őse vett fel valamikor a precambriában. Azonban nem minden "kék-zöld" baktérium kék; néhány gyakori forma vörös vagy rózsaszín a pigmenttől phycoerythrin. Ezeket a baktériumokat gyakran az üvegházhatást okozó üvegeken, vagy a mosogatók és a lefolyók körül növekszik. A Vörös-tenger a vöröses fajok alkalmi virágzásából kapta nevét Oscillatoria, az afrikai flamingók pedig evésből kapják rózsaszínű színüket Spirulina.

Bármilyen színű is, a cianobaktériumok fotoszintetikusak, és így saját ételeiket is előállíthatják. Ez miatt "kék-zöld algáknak" nevezték őket, bár nincs kapcsolatuk a különféle eukayotikus algákkal. Az "algák" kifejezés csupán fotoszintézisre képes vízi élőlényekre utal, így több csoportra is érvényes.

A cianobaktériumok fontosak a nitrogén körforgásában.

A cianobaktériumok nagyon fontos szervezetek sok növény egészsége és növekedése szempontjából. Egyike azon kevés organizmuscsoportoknak, amelyek képesek inert légköri nitrogént szerves formává átalakítani, mint pl nitrát vagy ammónia. Ezek ezek "rögzített" nitrogénformák, amelyekre a növényeknek növekedésükhöz szükségük van, és amelyeknek a talajból kell származniuk. A műtrágyák részben úgy működnek, ahogyan ők, mert további fix nitrogént tartalmaznak, amelyet a növények a gyökéren keresztül képesek felszívni.

A nitrifikáció nem fordulhat elő oxigén jelenlétében, ezért a nitrogén az úgynevezett speciális sejtekben rögzül heterociszták. Ezeknek a sejteknek különösen megvastagodott a faluk, amely anaerob környezetet tartalmaz. Láthatja ezeket a nagyobb sejteket a szálak között Nostoc, jobb oldalon látható.

Sok növény, különösen hüvelyesek, szimbiotikus kapcsolatokat alakítottak ki a nitrifikáló baktériumokkal, gyökereikben vagy szárukban speciális szöveteket biztosítva a baktériumok elhelyezéséhez, cserébe a szerves nitrogénért. Ezt nagy előnyre használták a rizs termesztésében, ahol az úszó páfrány Azolla aktívan elosztják a rizs hántolók között. A páfrány a cianobaktérium kolóniáinak ad otthont Anabaena leveleiben, ahol rögzíti a nitrogént. Ezután a páfrányok olcsó természetes műtrágyát és nitrogénforrást biztosítanak a rizsnövények számára, amikor az évszak végén elpusztulnak.

A cianobaktériumok számos gombával is szimbiotikus kapcsolatokat hoznak létre, összetett szimbiotikus "organizmusokat" alkotva, amelyek zuzmóként ismertek.

Tápláló vagy mérgező?

A cianobaktérium Spirulina, a jobb oldalon látható, régóta értékelik élelmiszerforrásként; magas a fehérjetartalma, és tavakban meglehetősen könnyen termeszthető. A trópusi országokban ez nagyon fontos része lehet az étrendnek, és az aztékok rendszeresen fogyasztották; több keleti ételben is felszolgálják. Az Egyesült Államokban a Spirulina elsősorban "egészségügyi élelmiszer", amelyet üzletekben szárított por vagy tabletta formájában értékesítenek.

A cianobaktériumok sok más faja emberre és állatra mérgező populációkat hoz létre. A kék-zöld tavi söpredékeket szarvasmarhák és kutyák, esetenként emberek mérgezésével hozták összefüggésbe. Ezért nem ajánlott a vad populációk összegyűjtése és elfogyasztása az érintett szervezetek bizonyos ismerete nélkül.

A cianobaktériumok más problémákat is okozhatnak; egy faja Lyngbya felelős az egyik olyan bőrirritációért, amelyet általában "úszóviszketésnek" neveznek.

További információ a mérgező cianobaktériumokról a Mérgező cianobaktériumok honlapján.

Képek Nostoc és Spirulina a Wisconsini Egyetem botanikai képgyűjteménye biztosítja.