Aqui você pode descobrir por que as cianobactérias também são chamadas de algas verde-azuladas, como elas se parecem e por que são tão perigosas.

%Confira nosso vídeo também!As cianobactérias (do grego κυανός kyanós , “azul”; anteriormente chamadas de algas azul-verdes , Cyanophyceae) formam um departamento do domínio Bacteria . Eles se distinguem de todas as outras bactérias por sua capacidade de realizar fotossíntese oxigenada . No passado, eles eram contados entre as Phycophyta ( algas ) e classificados na classe Cyanophyceae (algas verde-azuladas). [1] Algumas cianobactérias contêm ficocianina azul, além de outros corantes fotossintéticose sua cor é, portanto, azul-esverdeada. É por isso que eles foram chamados de “algas verde-azuladas”, e esse termo foi usado para todas as cianobactérias – mesmo aquelas que não contêm ficocianina e não são de cor azul-esverdeada. Ao contrário das algas, as cianobactérias não possuem um núcleo celular real e, portanto, como procariontes , não estão relacionadas aos organismos eucarióticos conhecidos como “algas” , mas pertencem às bactérias. As cianobactérias provavelmente habitam a Terra há mais de 3,5 bilhões de anos ( Arcaico ) e, portanto, estão entre as formas de vida mais antigas de todas.

Existem cerca de 2.000 formas nomeadas como “ espécies ” de cianobactérias, que são divididas em cinco a sete ordens

As cianobactérias são gram-negativas e unicelulares a multicelulares. Em cianobactérias multicelulares, as células estão dispostas uma atrás da outra em longos fios ( por exemplo, Anabaena e Oscillatoria ), areais (por exemplo, Merismopedia) ou espacialmente (por exemplo, Pleurocapsa e Microcystis).

O que são cianobactérias (algas verde-azuladas)?

Como o nome sugere, as cianobactérias são bactérias Originalmente, no entanto, eles foram classificados como algas por causa de sua aparência – em grandes quantidades, parecem algas verde-azuladas na água. Daí o seu segundo nome: algas verde-azuladas .

Apesar de sua cor verde brilhante semelhante a uma planta, é melhor não tocar nas algas verde-azuladas – algumas delas podem secretar substâncias tóxicas . Se você entrar em contato com algas verde-azuladas, poderá apresentar sintomas como febre , diarreia ou dor de ouvido  .

A fotossíntese das cianobactérias ocorre sobre ou em suas membranas tilacóides e ocorre de maneira semelhante à dos tilacóides dos cloroplastos de algas eucarióticas, musgos , samambaias e plantas com sementes . Para a sua fotossíntese, as cianobactérias não utilizam apenas aquela parte do espectro de luz que as plantas verdes também utilizam, mas, além da clorofila a , também possuem um complexo de antenas adicional na forma de ficobilissomas , nos quais ficobilinas , nomeadamente ficocianina (azul) ou ficoeritrina(vermelho) estão incluídos. A ficocianina dá a muitas cianobactérias sua coloração azulada, algumas (por exemplo , Spirulina , Oscillatoria rubescens ) dão à ficoeritrina uma coloração vermelha. Como a proporção dos pigmentos individuais entre si pode variar muito, as cianobactérias às vezes também aparecem verdes ou até pretas (‘linhas de tinta’). As ficobilinas permitem o uso de uma faixa maior do espectro de luz (no intervalo verde das plantas, o comprimento de onda varia de aproximadamente 500 a 600 nm). A eficiência da utilização da luz é ainda maior com ficoeritrina do que com clorofila. Desta forma, as cianobactérias podem colonizar com sucesso áreas de luz extremamente fraca, por exemplo. B. a parte inferior de detritos de rios ou camadas profundas em lagos .

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Algumas cianobactérias também podem realizar fotossíntese anoxigênica usando sulfeto de hidrogênio como agente redutor, ou seja, não formam oxigênio (O 2 ) no processo. [2] [3] Recentemente, uma cianobactéria foi descoberta (UCYN-A, engl. unicellular N2-fixing cyanobacteria in “grupo A” ) que não possui fotossistema II . [4] O fotossistema II contém o complexo de divisão de água, então esta cianobactéria não pode realizar a fotossíntese oxigenada. Ao contrário dos fotoautotróficos oxigenados , esta cepa não fixa dióxido de carbono (CO 2 ) no interiorCiclo de Calvin-Benson-Basham , e é fotoheterotrófico. [5] No entanto, UCYN-A assimila nitrogênio elementar (N 2 ) reduzindo-o.

De acordo com a teoria endossimbionte , os ancestrais das cianobactérias de hoje foram os progenitores dos cloroplastos nas plantas verdes. Isso é apoiado tanto pela anatomia celular correspondente quanto por um conjunto de características bioquímicas correspondentes que distinguem as cianobactérias das propriedades das células eucarióticas da mesma maneira que os cloroplastos.

Cianobactérias: origem e habitat

As cianobactérias já existiam há cerca de 2 bilhões de anos – muito antes de todos os animais e humanos. Mas eles são uma das razões pelas quais existimos. Algumas espécies de cianobactérias realizam fotossíntese e produzem oxigênio – a substância que respiramos e precisamos para sobreviver.

De vez em quando, no entanto, eles são convidados indesejados, por exemplo, em férias na praia . Eles preferem viver em água doce e solo úmido. Você também pode encontrar algas verde-azuladas na água do mar, na casca das árvores ou nas rochas. Eles se multiplicam particularmente fortemente quando a temperatura é alta e muitos nutrientes estão disponíveis. Você pode reconhecer isso na água, por exemplo, pelas chamadas ‘flores de algas’ – então parece que a própria água estava florescendo.

Cianobactérias: estrutura e espécies

Uma cianobactéria é composta de células procarióticas – não possui núcleo como animais e plantas, por exemplo. No entanto, eles têm algo em comum com as plantas: muitas cianobactérias realizam fotossíntese . Muitas espécies brilham em azul esverdeado devido às substâncias que carregam dentro delas.

Na natureza, você pode encontrar cianobactérias unicelulares (por exemplo , espirulina ) e multicelulares (por exemplo , algas verde- azuladas ) . Os diferentes tipos têm estruturas diferentes. Eles ocorrem como organismos unicelulares , colônias de células ou como fios não ramificados ou ramificados .

metabolismo

“Alga azul-verde florescendo” em uma lagoaColônias esféricas de cianobactérias de água doce gelatinosas, as chamadas ameixas de lagoa

Muitas cianobactérias podem fixar nitrogênio: elas convertem nitrogênio molecular (N 2 ) em amônio (NH + ) em heterocistos .

Quase todas as espécies demonstraram produzir toxinas muito diferentes . As mais conhecidas são as microcistinas em representantes do gênero Microcystis . Além disso, uma neurotoxina, o aminoácido tóxico β-metilamino-alanina (BMAA), pode ser detectada mesmo em espécies que não estão intimamente relacionadas. Com base em uma ocorrência frequentemente aumentada de cianobactérias nas chamadas ” florescências de algas “, tais toxinas e também BMAA podem entrar no organismo humano através da cadeia alimentar ao comer peixe ou mexilhões e ocasionalmente levar a envenenamento fatal.

No início de 2006, pesquisadores da Carnegie Institution descobriram que as cianobactérias que vivem no Parque Nacional de Yellowstone têm um metabolismo que alterna entre dia e noite: fotossíntese durante o dia e fixação de nitrogênio à noite. De acordo com o estado atual do conhecimento, isso é único.

As cianobactérias (algas verde-azuladas) são perigosas?

As cianobactérias (algas verde-azuladas) podem excretar substâncias tóxicas que são perigosas para humanos e animais . Se eles tocarem sua pele ou você engolir água que os contenha, você poderá experimentar os seguintes sintomas:

  • febre
  • diarréia
  • dor de ouvido
  • conjuntivite
  • Irritação na pele
  • náusea
  • Vomitar
  • doenças respiratórias

Especialmente se você entrar em contato repetidamente com algas verde-azuladas, o risco de sintomas de envenenamento pode aumentar. Crianças e animais de estimação devem ser particularmente cuidadosos – ao nadar, os venenos (toxinas) podem ser rapidamente absorvidos pela boca.

Como você pode reconhecer algas verde-azuladas?

Se você vir um ‘tapete’ verde em um corpo de água, tenha cuidado – pode ser uma alga azul-esverdeada. No entanto, isso só pode ser determinado sem dúvida olhando ao microscópio , porque alguns tipos de algas, como as algas verdes, também podem ocorrer em tais ‘tapetes’.

As algas também são perigosas? E como você pode usá-los para si mesmo? Você pode descobrir tudo isso e muito mais em nosso vídeo sobre algas!

sistemática

Existem vários sistemas para a taxonomia de cianobactérias.

Taxonomia NCBI

O banco de dados de taxonomia do Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia dos EUA (NCBI) divide apenas duas de um total de 7 ordens em famílias . O Manual de Bacteriologia Sistemática de Bergey usa a subseção e o subgrupo auto-inventados de fileiras em vez de ordem e família , que são denotados por algarismos romanos em vez de nomes, uma vez que nem todas as ordens e famílias comuns foram validamente descritas de acordo com o Código Bacteriológico .

Taxonomia de acordo com NCBI 

  • Ordem Chroococcales: 27 gêneros, ex. B. Chroococcus e Gloeocapsa
  • Ordem Gloeobacterales (classe Gloeobacteria): 1 gênero, Gloeobacter
  • Encomendar Nostocales
    • Família Microchaetaceae: 6 gêneros
    • Família Nostocaceae: 13 gêneros, e. B. Anabaena , Aphanizomenon , Nostoc , Nodularia
    • Família Rivulariaceae: 3 Gattungen
    • Família Scytonemataceae: 3 gêneros
  • Ordem Oscillatoriales: 27 gêneros, ex. B. Lyngbya , Oscillatoria , Phormidium , Spirulina
  • Encomende Pleurocapsales: 7 gêneros, ex. B. Croococcidiopsis
  • Ordnung Prochlorales (proclorófitas)
    • Família Prochloraceae: 1 gênero, Prochloron
    • Família Prochlorococcaceae: 1 gênero, Prochlorococcus
    • Família Prochlorotrichaceae: 1 gênero, Prochlorothrix
  • Ordem Stigonematales: 12 gêneros, ex. B. Estigonema

O gênero Acaryochloris não é colocado em nenhuma ordem pelo NCBI.

Taxonomia de Cavalier-Smith

Thomas Cavalier-Smith nomeia 6 ordens, das quais coloca as Gloeobacterales (com o único gênero Gloeobacter ) em sua própria subdivisão Gloeobacteria e a outra subdivisão, Phycobacteria, nas classes Chroobacteria (ordens Chroococcales, Pleurocapsales, Oscillatoriales) e Hormogoneae (Nostocales). , Stigonematales).

Importância das cianobactérias para o desenvolvimento da vida na Terra

Cerca de 2,5 bilhões de anos atrás, os precursores das cianobactérias de hoje, que se espalharam em massa na água, mudaram decisivamente as condições de vida na Terra. Eles usam a luz solar para a fotossíntese e liberam oxigênio (O 2 ) como um produto residual. Essa produção maciça de oxigênio acabou levando a uma mudança crucial da atmosfera livre de oxigênio para uma atmosfera rica em oxigênio.

Poluição da água por cianobactérias

“Alga azul-esverdeada florescendo” em um lago de peixes (veja a legenda da imagem para detalhes)

Um desenvolvimento em massa de cianobactérias pode reduzir severamente a qualidade da água e limitar significativamente o uso de corpos d’água. Eles produzem uma variedade de metabólitos secundários que atuam como aleloquímicos, antibióticos , hormônios e toxinas , por exemplo. B. pode danificar peixes e zooplâncton. Algumas das toxinas estão entre as toxinas naturais mais fortes e também podem ser perigosas para a saúde humana. Depois que as massas de cianobactérias morrem, elas sofrem degradação microbiana, consumindo oxigênio. Como resultado, a concentração de oxigênio na água é muitas vezes bastante reduzida e podem ocorrer mortes de peixes .

As condições para a multiplicação desproporcional de cianobactérias são diversas e nem sempre podem ser claramente esclarecidas. Altos níveis de fosfato e nutrientes na água, por exemplo, devido ao esgoto não tratado com resíduos de detergente, combinados com temperaturas mais altas da água, promovem o desenvolvimento de bactérias.