Zanimivosti
10 zanimivosti o cianobakterijah
© pilipphoto/Shutterstock
- Cianobakterije so bile ene izmed prvih organizmov, ki so se razvili na Zemlji. Njihovi najstarejši fosilizirani ostanki so stari okrog 3,5 milijard let¹, odkriti pa so bili v Zahodni Avstraliji. Uvrščamo jih med tako imenovane pionirske organizme, ki lahko tudi danes prvi naselijo gole kamnine ali golo prst po naravnih katastrofah, stene stavb, vulkanski pepel in podobne površine, ki ponujajo malo hranil. Tako ustvarijo primerne pogoje za razvoj višjih organizmov.
- Cianobakterije se od ostalih bakterij razlikujejo po tem, da lahko izvajajo fotosintezo, pri čemer proizvajajo kisik. Igrale so pomembno vlogo pri nastanku kisika v zemeljski atmosferi¹ in tako omogočile razvoj življenja, kot ga poznamo danes.
- Vse rastline vsebujejo kloroplaste – celične strukture, v katerih se nahaja barvilo klorofil in kjer poteka fotosinteza. Kloroplasti so se najverjetneje razvili prav iz cianobakterij²; prokariontskih organizmov, ki so živeli v sožitju z evkariontskimi organizmi znotraj njihovega telesa. Na podoben način so se iz heterotrofnih bakterij (takšnih, ki za razliko od cianobakterij ne morejo izvajati fotosinteze) v celicah vseh višjih organizmov razvili mitohondriji – celične strukture, kjer poteka celično dihanje.
- Cianobakterije najpogosteje povezujemo z vodnimi okolji; tam jih lahko včasih opazimo v obliki zelene, rjave ali rdeče gošče na površini jezer. Gre za prekomerno namnožitev cianobakterij, ki se večinoma pojavlja v poletnem času. Vendar pa cianobakterije ne živijo le v vodi, temveč tudi na kopnem; v prsti, na zidovih, skalah in podobno. Preživijo lahko tudi v ekstremnih okoljih, kot so sušne puščave, termalni vrelci, antarktični led ali zelo slana okolja³.
- Cianobakterije pogosto srečamo tudi na drevesnem lubju – so namreč eden od sestavnih delov nekaterih lišajev, ki jih tvorijo skupaj z glivami. Lišaji se pogosto uporabljajo za ocenjevanje čistosti zraka, saj so občutljivi na onesnaženje, zato jih ne bomo našli v bližini tovarn ali prometnih cest.
- V preteklosti so bile cianobakterije zaradi značilne obarvanosti in sposobnosti fotosinteze poimenovane “modro-zelene alge” in so bile uvrščene med alge – v kraljestvo rastlin. Ker pa so po številnih značilnostih bolj podobne bakterijam (npr. njihove celice nimajo jedra), so danes uvrščene v kraljestvo bakterij. Zaradi tega v razvrščanju in poimenovanju cianobakterijskih vrst še danes velja zmeda, saj so bile poimenovane po dveh različnih sistemih; botaničnem in mikrobiološkem⁴.
- Čeprav so posamezne cianobakterije mikroskopskih velikosti in jih ne vidimo s prostim očesom, lahko nekatere vrste tvorijo debele obloge na kamnih, ki so daleč od neopaznih. Najdebelejša do sedaj zabeležena obloga je bila najdena v Avstraliji in je merila več kot 70 cm v debelino⁵ ⁶. Ker pa cianobakterije za rast potrebujejo svetlobo, so bile aktivne le tiste v zgornjem delu obloge.
- Nekatere vrste cianobakterij proizvajajo cianotoksine – strupene snovi, ki so lahko nevarne živalim in ljudem. Za ljudi kratkoročna izpostavljenost v večini primerov ni nevarna, dolgoročna izpostavljenost pa lahko vodi v okvaro nekaterih notranjih organov, nastanek tumorjev ali poškodbe DNA. Kljub temu pa poznamo tudi primer akutne zastrupitve pri ljudeh, ko se je leta 1996 v Braziliji 126 oseb zastrupilo s cianotoksini, kar je bilo za 60 od njih smrtno⁷. Do tega je prišlo v bolnišnici zaradi izvajanja dialize z vodo, ki je vsebovala cianotoksine.
- Čeprav so nekatere cianobakterije strupene, pa niso vse vrste škodljive. Prav nasprotno – cianobakterije lahko uporabljamo tudi v biotehnologiji, npr. za proizvodnjo biogoriva in bioplastike, razgradnjo olja ali čiščenje odpadnih voda, pa tudi kot gnojilo, prehranski vir ali prehransko dopolnilo. Poleg tega proizvajajo številne protimikrobne učinkovine, ki jih lahko uporabimo v farmacevtske namene⁸.
- Ker večina cianobakterij najbolje uspeva ob visokih temperaturah, se znanstveniki sprašujejo, kako bodo na njih vplivale podnebne spremembe. Napovedi pravijo, da se bo številčnost cianobakterij zaradi globalnega segrevanja povečala⁹, poleg tega pa bodo obiskovalci jezer občutno več dni v letu izpostavljeni prekomerni razrasti cianobakterij¹⁰, ki je lahko strupena za ljudi in živali. Nekatere raziskave celo kažejo, da se lahko včasih ob višji temperaturi poveča tudi njihova strupenost¹¹ ¹².
Več informacij:
- https://tinyurl.com/5bnms2ra
Cianobakterije in njihovi toksini
- https://tinyurl.com/f3mwrhkf
Velika oksigenacija Zemlje in vloga cianobakterij
- https://tinyurl.com/4wwknxyd
Pogovor z dr. Bojanom Sedmakom o nastanku kisika (zvočni posnetek)
___________________________________________________________________________
Viri:
- Whitton, B. A. (2012). Ecology of Cyanobacteria II: Their diversity in space and time. Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/978-94-007-3855-3
- Zimorski, V. in sod. (2014). Endosymbiotic theory for organelle origins. Current Opinion in Microbiology, 22, 38–48. https://doi.org/10.1016/j.mib.2014.09.008
- Kulasooriya, S. A. (2011). Cyanobacteria: Pioneers of Planet Earth. Ceylon Journal of Science (Biological Sciences), 40(2), 71–88. http://doi.org/10.4038/cjsbs.v40i2.3925
- Eleršek, T. (2014). Potencialno toksične cianobakterije v celinskih vodah Slovenije. Ljubljana: Nacionalni inštitut za biologijo.
- Catherine, Q. in sod. (2013). A review of current knowledge on toxic benthic freshwater cyanobacteria – Ecology, toxin production and risk management. Water Research, 47(15), 5464–5479. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.06.042
- Dasey, M. in sod. (2005). Investigations into the taxonomy, toxicity and ecology of benthic cyanobacterial accumulations in Myall Lake, Australia. Marine and Freshwater Research, 56, 45-55. https://doi.org/10.1071/MF04195
- Pouria, S. in sod. (1998). Fatal microcystin intoxication in haemodialysis unit in Caruaru, Brazil. Lancet, 352(9121), 21–26. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(97)12285-1
- Abed, R. M. M. in sod. (2009). Applications of cyanobacteria in biotechnology. Journal of Applied Microbiology, 106(1), 1–12. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2008.03918.x
- Elliott, J. A. (2012). Is the future blue-green? A review of the current model predictions of how climate change could affect pelagic freshwater cyanobacteria. Water Research, 46(5), 1364–1371. https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.12.018
- Chapra, S. C. in sod. (2017). Climate change impacts on harmful algal blooms in U.S. freshwaters: A screening-level assessment. Environmental Science and Technology, 51(16), 8933–8943. https://doi.org/10.1021/acs.est.7b01498
- Gehringer, M. M. in Wannicke, N. (2014). Climate change and regulation of hepatotoxin production in Cyanobacteria. FEMS Microbiology Ecology, 88(1), 1–25. https://doi.org/10.1111/1574-6941.12291
- Dziallas, C. in Grossart, H. P. (2011). Increasing oxygen radicals and water temperature select for toxic Microcystis sp. PLoS One 6: e25569. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0025569
Tekst: Maša Zupančič
Kontakt
Tina Eleršek
e-mail: tina.elersek@nib.si
tel.: + 386 (0)59 232 885
Maša Jablonska
e-mail: masa.jablonska@nib.si
tel.: + 386 (0)59 232 885
Projekt so podprli