鱼腥藻是原核生物光合作用的蓝细菌属,即它们是单细胞的,没有明确的核,具有遗传物质,但分散在细胞质中。它们是浅水区的植物性生物,呈桶状,可以形成菌落。
蓝细菌,包括鱼腥藻,也被称为蓝藻,尽管它们与植物界无关。除了它们的颜色外,它们之所以被称为是因为某些物种具有固氮能力,而其他物种则具有叶绿素和光合作用。
蓝藻种类圆环鱼腥藻。摘自并编辑:Bdcarl Nabaenas是备受科学关注的主题,因为它们是少数可以固定大气氮的蓝细菌组之一,这使它们在基因组,进化,生化和药物研究中特别受关注。还有很多。
特点
它们是原核生物。他们呈现出肽聚糖细胞壁,其结构与细菌对革兰氏染色呈阴性反应(革兰氏阴性)非常相似。
它们通常约2到10微米,尽管有些物种可长达20微米。有自由生存的物种,大多数是丝状的(有无分支的毛状体)。
它们具有叶绿素a,因此可以光合作用。丝状细胞具有称为异胚囊的特化细胞,该细胞失去了光合作用的能力,但允许它们借助一种称为固氮酶的酶来固定大气中的氮。
在细丝内和/或细丝末端形成异质性细胞。由于生理和化学原因,这些细胞比菌落中的其他细胞形成更厚的细胞膜。
该膜的功能是创建厌氧微环境,因此能够捕获和固定大气中的氮,因为在有氧的情况下,固氮酶会失活。
像其他具有异质囊的蓝细菌一样,Nabaenas可以在不存在或存在光的情况下进行固氮过程。即使在无氮条件下生长,它们也可以捕获二氧化碳并进行光合作用。
有些物种会产生花朵,其他物种则具有产生生物发光的能力,某些物种会产生毒性。
分类学和系统发育
鱼腥藻属于卡尔·沃斯(Carl Woese)在1990年提出的细菌域。根据沃斯的说法,该域是Archea(与真核生物密切相关的另一种原核生物组)和Eukarya(真核生物)的姐妹组。
它们在细菌界和门蓝细菌内。蓝细菌的分类安排目前存在争议,其分类相当复杂,科学家们并不完全同意当前的分类安排。
然而,在蓝细菌组中,对Nostocal和Stigonematal阶之间存在的系统发育关系有一定的科学接受,这两个组均具有典型的Anabaena,Nostoc和Cylindrospermum属的异囊性细胞。
一些系统发育研究表明,在Nostocales中,Anabaena和Nostoc属彼此之间的联系比与Cylindrospermum的联系更紧密。目前,已经描述了鱼腥藻属的170多种。
栖息地
它们是居住在浅水浅水体中的常见生物,有些物种来自海洋环境,另一些甚至在潮湿的陆地环境中也有报道。
海洋物种可以生活在不同的盐度条件下。关于温度,夏季温带地区存在某些物种,它们可以耐受温度变化,甚至可以在温度超过70摄氏度的环境中生长。
由于它们主要是淡水,因此它们可以承受一定程度的酸度,但是有些物种也生活在碱性热环境中,即具有高pH(碱性)的温暖环境。
共生协会
已经发现几种鱼腥藻生活在与藻类和类植物共生的共生关系中。它们栖息在寄主的身体中,并提供氮以换取对天敌的保护。
再生产
这些蓝细菌无性繁殖,也就是说,它们不需要雄性或雌性配子。相反,他们采用其他生殖机制。
在鱼腥藻中,繁殖是通过破碎来实现的。这些微生物形成丝状菌落。当一部分细丝(霍莫尼亚)从菌落的其余部分脱离时,就会发生碎片。
当发生分离时,被破碎的最小部分将在水柱中滑动或漂浮。后来它将开始形成自己的殖民地。
营养
鱼腥藻属是一种自养营养类,也就是说,其代表是利用无机化合物或元素生产自己的食物的生物。鱼腥藻有两种自养营养:
光合作用
光合作用是一种化学过程,发生在某些生物(例如植物和某些细菌)中,其中二氧化碳和水在光的存在下形成糖,氧气作为副产物释放。
鱼腥藻具有叶绿体和光合作用的叶绿素a,这是使其吸收光能并对其进行转化的原因。
固氮
许多细菌是固氮异养菌。然而,大多数在没有阳光,缺氧或低氧浓度下进行。
正如我们之前所描述的,鱼腥藻是少数具有专门细胞的细胞,称为异胚囊。这些使它们能够在阳光和氧气的存在下固定大气中的氮,从而获得形成菌落所需的营养。
鱼腥藻属蓝细菌中的异形囊。摘自并编辑:伯克希尔社区学院生物科学图像库。
毒性
鱼腥藻属也已知会产生毒素的物种。当栖息地条件有利时,这些物种就会发生繁殖或开花(开花)。
在这些开花期间,由于存在蓝细菌,水对于喝水的生物来说是非常危险的有毒物质。众所周知,牛,鸟,鱼,宠物甚至人类都会因此而中毒。
有毒物质产生一种神经毒素(例如,安巴嗪),该毒素会影响摄入该毒素的生物体的中枢神经系统。这种毒素引起的痴呆症类似于阿尔茨海默氏症,症状类似于帕金森氏病。
在某些急性情况下,可能会导致患者死亡。目前尚无这种毒素的治疗方法,对症治疗。
参考文献
- 鱼腥藻。从britannica.com恢复
- 鱼腥藻。从Wikipedia.org请求
- M. Burnat&E. Flores(2014)。营养细胞中表达的胍丁胺酶的失活改变了精氨酸的分解代谢并防止了异养形成蓝藻鱼腥藻的重营养生长。微生物学开放。
- 鱼腥藻。从bioweb.uwlax.edu恢复。
- 鱼腥藻。从wildpro.twycrosszoo.org中恢复。
- N.Rosales Loaiza,P.Vera,C.Aiello-Mazzarri,E.Morales(2016年)。与硝酸钠有关的四种Nostoc和Anabaena(蓝藻,Nostocales)菌株的生长和生化组成的比较。哥伦比亚生物法。