و البكتيريا الزرقاء ، المعروف سابقا باسم الطحالب الخضراء الزرقاء، هي الأسرة في اللغات من البكتيريا التي شكلتها بدائيات النوى الوحيدة القادرة على استخدام ضوء الشمس كمصدر من مصادر الطاقة والمياه، و مصدر الإلكترونات في عملية التمثيل الضوئي (التمثيل الضوئي الاوكسجينية).
مثل النباتات العليا ، تحتوي على أصباغ تسمح لها بإجراء عملية التمثيل الضوئي المؤكسج. تضم هذه الشعبة حوالي 2000 نوع في 150 جنسًا ، مع مجموعة واسعة من الأشكال والأحجام.
المذبذبات س. بواسطة Wiedehopf20 ، من ويكيميديا كومنز
البكتيريا الزرقاء كائنات قديمة جدًا. تم العثور على أحافير دقيقة تشبه إلى حد كبير البكتيريا الزرقاء الحديثة في رواسب يعود تاريخها إلى 2.1 مليار سنة. تم العثور على جزيئات العلامات الحيوية المميزة للبكتيريا الزرقاء أيضًا في 2.7 و 2.5 مليار سنة من الرواسب البحرية.
نظرًا لقدرة البكتيريا الزرقاء على إنتاج الأكسجين وإطلاقه كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي ، يُعتقد أن ظهورها على الأرض سمح بتعديل الغلاف الجوي ، مما تسبب في حدث أكسجة كبير.
قد تكون الزيادة في الأكسجين قد تسببت في انخفاض تركيز الميثان في الغلاف الجوي منذ حوالي 2.4 إلى 2.1 مليار سنة ، مما تسبب في انقراض العديد من أنواع البكتيريا اللاهوائية.
يمكن لبعض سلالات أنواع البكتيريا الزرقاء إنتاج سموم قوية في البيئات المائية. هذه السموم عبارة عن مستقلبات ثانوية يتم إطلاقها في البيئة عندما تكون الظروف البيئية شديدة ، في البيئات المغذية ، مع تركيزات عالية من المغذيات المعدنية مثل الفوسفور وظروف خاصة لدرجة الحموضة ودرجة الحرارة.
مميزات
البكتيريا الزرقاء هي بكتيريا تلطيخ سالبة الجرام يمكن أن تكون أحادية الخلية أو تشكل مستعمرات على شكل خيوط أو صفائح أو كرات مجوفة.
ضمن هذا التنوع ، يمكن ملاحظة أنواع مختلفة من الخلايا:
- الخلايا النباتية هي تلك التي تتشكل في ظل ظروف بيئية مواتية يحدث فيها التمثيل الضوئي.
- Akinetes ، endospores تنتج في ظروف بيئية صعبة.
- تحتوي الخلايا غير المتجانسة ، وهي خلايا سميكة الجدران ، على إنزيم النيتروجيناز ، الذي يشارك في تثبيت النيتروجين في البيئات اللاهوائية.
البكتيريا الزرقاء هي أبسط الكائنات الحية التي تظهر دورات يومية ، وتذبذبات المتغيرات البيولوجية على فترات زمنية منتظمة مرتبطة بالتغيرات البيئية الدورية خلال النهار. تعمل الساعة اليومية في البكتيريا الزرقاء من دورة الفسفرة KaiC.
تتوزع البكتيريا الزرقاء في مجموعة كبيرة ومتنوعة من البيئات الأرضية والمائية: الصخور العارية ، والصخور الرطبة مؤقتًا في الصحاري ، والمياه العذبة ، والمحيطات ، والتربة الرطبة ، وحتى في صخور القطب الجنوبي.
يمكن أن تشكل جزءًا من العوالق في المسطحات المائية ، أو تشكل أغشية حيوية ضوئية على الأسطح المكشوفة ، أو تنشئ علاقة تكافلية مع النباتات أو الفطريات المكونة للحزاز.
تلعب بعض البكتيريا الزرقاء دورًا مهمًا في النظم البيئية. يقوم Microcoleus vaginatus و M. vaginatus بتثبيت التربة باستخدام غلاف عديد السكاريد الذي يرتبط بجزيئات الرمل ويمتص الماء.
تنتج البكتيريا من جنس Prochlorococcus أكثر من نصف عملية التمثيل الضوئي للمحيطات المفتوحة ، مما يساهم بشكل كبير في دورة الأكسجين العالمية.
يتم حصاد أو زراعة العديد من أنواع البكتيريا الزرقاء ، مثل Aphanizomenon flos-aquae و Arthrospira platensis (Spirulina) ، كمصادر غذائية وأعلاف للحيوانات وأسمدة ومنتجات صحية.
علم التشكل المورفولوجيا
تحتوي الخلايا الزرقاء البكتيرية على جدار خلوي شديد التمايز وسالب الجرام مع غشاء بلازما وغشاء خارجي مفصول بمساحة محيطية.
بالإضافة إلى ذلك ، لديهم نظام داخلي من أغشية الثايلاكويد حيث توجد سلاسل نقل الإلكترون التي تشارك في التمثيل الضوئي والتنفس. تعطي أنظمة الأغشية المختلفة هذه البكتيريا تعقيدًا فريدًا.
ليس لديهم سوط. تحتوي بعض الأنواع على خيوط متحركة تسمى الهورموجونيا ، والتي تسمح لها بالانزلاق على الأسطح.
الأشكال الخيطية متعددة الخلايا ، مثل جنس Oscillatoria ، قادرة على توليد حركة متموجة من خلال تذبذب الشعيرة.
الأنواع الأخرى التي تعيش في أعمدة من الماء تشكل حويصلات غازية ، تتكون من غمد بروتيني ، مما يمنحها القدرة على الطفو.
تتكون الهرموغونيا من خلايا رقيقة ذات خلايا حادة في نهاياتها. يتم إطلاق هذه الخلايا وتعبئتها ، وتنبت في أماكن بعيدة عن المستعمرة الرئيسية ، حيث تبدأ المستعمرات الجديدة.
منهجي
كان تصنيف البكتيريا الزرقاء في أعلى المستويات التصنيفية محل نقاش ساخن. تم تصنيف هذه البكتيريا في البداية على أنها طحالب خضراء مزرقة (سيانوفيتا) ، وفقًا للرموز النباتية. اعتمدت هذه الدراسات الأولية على الخصائص المورفولوجية والفسيولوجية.
في وقت لاحق ، في الستينيات ، عندما تم تحديد خصائص بدائية النواة لهذه الكائنات الدقيقة ، أعيد تصنيف البكتيريا الزرقاء تحت الكود البكتيري.
في عام 1979 ، تم اقتراح 5 أقسام تتوافق مع 5 أوامر: القسم الأول = Chroococcales ، القسم الثاني = Pleurocapsales ، القسم الثالث = Oscillatoriales ، القسم الرابع = Nostocales والقسم الخامس = Stigonematales.
تم تغيير النظام التصنيفي للبكتيريا الزرقاء بشكل جذري مع إدخال المجهر الإلكتروني والطرق الجزيئية والجينية.
تمت مراجعة تصنيف البكتيريا الزرقاء بشكل مستمر تقريبًا في الخمسين عامًا الماضية ، حيث تم إنشاء مقترحات مختلفة جذريًا. يستمر الجدل حول تصنيف البكتيريا الزرقاء.
تقترح أحدث المقترحات الخاصة بأشجار النشوء والتطور لهذه الشعبة استخدام الأوامر: Gloeobacterales ، Synechococcales ، Oscillatoriales ، Chroococcales ، Pleurocapsales ، Spirulinales ، Rubidibacter / Halothece ، Chroococcidiopsidales y Nostocales. تتكون هذه الأوامر من أجناس أحادية الخلية تتكون من العديد من الأنواع.
تسمم
تشير التقديرات إلى أن هناك 150 جنسًا من البكتيريا الزرقاء تحتوي على ما يقرب من 2000 نوع ، منها حوالي 46 نوعًا لديها بعض السلالات المنتجة للسموم.
في النظم الإيكولوجية المائية ، يمكن أن تصل وفرة البكتيريا الزرقاء إلى مستويات عالية جدًا عندما تكون الظروف البيئية مناسبة لنموها ، مما يساعد على تراكم المستقلبات الثانوية في السيتوبلازم.
عندما تصبح الظروف البيئية غير مواتية ، مع زيادة تركيزات المغذيات المعدنية مثل الفوسفور ، تموت البكتيريا الزرقاء ، مما ينتج عنه تحلل الخلايا وإطلاق السموم في البيئة.
تم تحديد نوعين رئيسيين من السموم: السموم الكبدية والسموم العصبية. يتم إنتاج السموم العصبية بشكل رئيسي عن طريق الأنواع والسلالات من الأجناس: Anabaena و Aphanizomenon و Oscillatoria و Trichodesmium و Cylindrospermopsis.
تعمل السموم العصبية بسرعة ، وتسبب الوفاة نتيجة توقف التنفس في غضون دقائق من تناول تركيزات عالية من السموم. الساكسيتوكسين هو سم عصبي مشل ، مدرج في الملحق 1 من اتفاقية الأسلحة الكيميائية.
يتم إنتاج السموم الكبدية بواسطة أجناس Microcystis و Anabaena و Nodularia و Oscillatoria و Nostoc و Cylindrospermopsis. أنها تسبب أكثر أنواع التسمم شيوعًا المتعلقة بالبكتيريا الزرقاء. وهي تعمل بشكل أبطأ ويمكن أن تسبب الوفاة بعد ساعات أو أيام قليلة من التسمم.
المراجع
- ديمتري أ.لوس. (2017). البكتيريا الزرقاء: Omics والتلاعب - كتاب. Caister Academic Press. موسكو، روسيا. 256 ص.
- Komárek، J.، Kaštovský، J.، Mareš، J. Y & JOhansen، JR (2014). التصنيف التصنيفي للنواة الزرقاء (الأجناس الزرقاء البكتيرية) 2014 ، باستخدام نهج متعدد الأطوار. بريليا 86: 295-335.
- Gupta، RC Handbook of Toxicology of Chemical Warfare Agents. (2009). الصحافة الأكاديمية. ص 1168.
- هوارد عزة ، إم ، إل.شمسير ، معالي شيلهورن ، و آر إس جوبتا. (2014). التحليل الوراثي والتوقيعات الجزيئية التي تحدد كليد أحادي الخلية من البكتيريا الزرقاء غير المتجانسة وتحديد أقرب أقربائها. بحوث التمثيل الضوئي ، 122 (2): 171-185.
- Roset J، Aguayo S، Muñoz MJ. (2001). الكشف عن البكتيريا الزرقاء وسمومها. مجلة علم السموم ، 18: 65-71.
- المساهمين في ويكيبيديا. (2018 ، 2 أكتوبر). البكتيريا الزرقاء. في ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة. تم الاسترجاع 10:40 ، 12 أكتوبر 2018 ، من en.wikipedia.org