Микроцистис - Microcystis

Микроцистис
Microcystis aeruginosa.jpeg
Microcystis aeruginosa
Научная классификация е
Домен:Бактерии
Тип:Цианобактерии
Учебный класс:Cyanophyceae
Заказ:Chroococcales
Семья:Microcystaceae
Род:Микроцистис
Кютцинг, 1833 г.
Разновидность

Многие (см. Ниже)

Микроцистис это род пресноводных цианобактерии который включает вредоносное цветение водорослей формирование Microcystis aeruginosa. Многие члены Микроцистис сообщество может производить нейротоксины и гепатотоксины, Такие как микроцистин и цианопептолин. Исследования показали, что сообщества часто представляют собой смесь изолятов, вырабатывающих и не продуцирующих токсины. [1]

Этимология

Род Микроцистис происходит от греческого[2] Микрос ("маленький") + Кистис («мочевой пузырь»)

Физические характеристики

Микроцистис плавающие колонии в колба Эрленмейера.

Как следует из этимологического происхождения, Микроцистис характеризуется мелкими ячейками (несколько микрометры в диаметре), обладающие газонаполненными пузырьками (также без индивидуальных оболочек).[2] Клетки обычно организованы в колонии (макроскопические скопления которых видны невооруженным глазом), которые начинаются в сферической форме, теряют когерентность и со временем становятся перфорированными или неправильной формы. Эти колонии связаны толстой слизь состоит из сложных полисахарид соединения, в том числе ксилоза, манноза, глюкоза, фукоза, галактоза, рамноза, среди других соединений.[3]

Окраска протопласт светло-сине-зеленый, кажется темным или коричневым из-за оптических эффектов газонаполненного пузырьки.[нужна цитата ]

Экология

Microcystis wesenbergii колония под эпифлуоресцентной микроскопией с SYTOX Зеленое окрашивание ДНК

Микроцистис способен производить большие поверхностные цветения за счет комбинации быстрого разделения и регулирования плавучести за счет образования пузырьков, заполненных газом. В природе Микроцистис могут существовать как отдельные клетки или в больших колониях, содержащих много клеток. Их способность регулировать плавучесть является ключом к их доминированию над эвтрофный воды, оптимально расположившись в фотическая зона в стабильной толще воды.[нужна цитата ]

Поскольку они могут образовывать большие поверхностные соцветия, считается, что они способны конкурировать с другими фитопланктон монополизируя свет в фотической зоне.[нужна цитата ]

Микроцистис также способен сильно поглощать фосфаты и азот; они, как полагают, сильно влияют на соотношение азота и фосфора ("Соотношение N: P ").[4] Микроцистис клетки также эффективно усваивают углерод из окружающей среды: во время большого цветения интенсивный фотосинтез может снизить pH сообществ до <9,0. [5] Недавние усилия показали, что сочетание эффективных механизмов концентрирования углерода и потенциальной способности использовать мочевину в качестве источника углерода позволяет Микроцистис сохраняться в условиях высокого pH.

В Южной Африке плотина Хартебестпорт сильно пострадала от Микроцистис из-за повышенного уровня фосфатов и нитратов, вытекающих из канализации Йоханнесбурга, одного из немногих городов в мире, который находится на водоразделе континентального водораздела [6] и поэтому находится выше по течению крупных плотин и рек.[7]

В Северной Америке Микроцистис цветение вызвало проблемы во многих пресноводных системах за последние два десятилетия. К ним относятся большие озера (Эри, Окичоби), а также небольшие региональные водные массы. В 2014 году обнаружение токсина микроцистина в очищенной воде Толедо (Огайо) привело к отключению водоснабжения более чем 400 000 жителей. Прорыв токсина в систему был связан с присутствием вируса, который лизировал клетки и высвобождал токсин из частиц в растворенную фазу. [8]

Риск для здоровья

Цианобактерии могут производить нейротоксины и гепатотоксины, Такие как микроцистин и цианопептолин.[9][10] Микроцистис также сообщалось о производстве соединения (или соединений), которое может оказывать разрушающее действие на эндокринную систему. [11] В 2018 г. Центр пресных вод и здоровья человека Великих озер была основана в Государственный университет Боулинг-Грин (Огайо) с упором на проблемы, связанные с Микроцистис цветет в Великих Лаврентийских озерах. Под руководством первого директора, профессора Джорджа С. Буллерджана, центр привлекает ученых из 9 учреждений из 6 штатов и поддерживается совместным финансированием Национального научного фонда и Национального института наук об окружающей среде.

Разновидность

Среди Микроцистис виды следующие:[12]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Rinta-Kanto, J.M .; Ouellette, A. J. A .; Boyer, G.L .; Twiss, M. R .; Бриджман, Т. Б .; Вильгельм, С. В. (июнь 2005 г.). «Количественная оценка токсичных видов Microcystis во время цветения в 2003 и 2004 годах в Западном озере Эри с использованием количественной ПЦР в реальном времени». Экологические науки и технологии. 39 (11): 4198–4205. Дои:10.1021 / es048249u. ISSN  0013-936X.
  2. ^ а б «Цианобактерии: Microcystis». Диск Секки из кремнезема. Колледж Коннектикута: Диск SilicaSecchi. Архивировано из оригинал 26 марта 2008 г.. Получено 24 июн 2011.
  3. ^ Томас Рорлак, Манфред Хеннинг и Йоханнес-Гюнтер Коль (1999). «Механизмы угнетающего действия цианобактерий. Microcystis aeruginosa на скорость приема внутрь Daphnia galeata " (PDF). Журнал исследований планктона. 73 (5): 980–984. Дои:10.1021 / np900818c. PMID  20405925.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  4. ^ Се, Лицян; Се, Пин; Ли, Сиксин; Тан, Хуэйцзюань; Лю, Хун (2003). "Низкое соотношение TN: TP, причина или результат Микроцистис цветет? ". Водные исследования. 37 (9): 2073–2080. Дои:10.1016 / S0043-1354 (02) 00532-8. PMID  12691892.
  5. ^ Krausfeldt, Lauren E .; Фермер, Эбигейл Т .; Кастро Гонсалес, Гектор Ф .; Zepernick, Brittany N .; Campagna, Shawn R .; Вильгельм, Стивен В. (17 мая 2019 г.). «Мочевина является источником углерода и азота для Microcystis aeruginosa: отслеживание включения 13C в условиях pH цветения». Границы микробиологии. 10: 1064. Дои:10.3389 / fmicb.2019.01064. ISSN  1664-302X. ЧВК  6536089. PMID  31164875.
  6. ^ Тертон, А. Р., Шульц, К., Пряжка, Х, Кгомонго, М., Малунгани, Т., Дракнер, М., 2006. Золото, выжженная земля и вода: гидрополитика Йоханнесбурга. В развитии водных ресурсов, Vol. 22., №2; 313-335.
  7. ^ Тертон, А. 2015. Сидя на рогах дилеммы: вода как стратегический ресурс в Южной Африке. В @Liberty, № 6, выпуск 22. Йоханнесбург: Южноафриканский институт расовых отношений. Доступно онлайн http://irr.org.za/reports-and-publications/atLiberty/files/liberty-2013-sitting-on-the-horns-of-a-dilemma-2013-water-as-a-strategic-resource- в Южной Африке В архиве 2017-10-04 в Wayback Machine
  8. ^ Steffen, Morgan M .; Дэвис, Тимоти У .; McKay, R. Michael L .; Bullerjahn, George S .; Krausfeldt, Lauren E .; Stough, Joshua M.A .; Neitzey, Michelle L .; Гилберт, Наоми Э .; Boyer, Gregory L .; Johengen, Thomas H .; Gossiaux, Duane C. (20.06.2017). «Экофизиологическое исследование цветения Microcystis озера Эри в 2014 году: взаимосвязь между биологией и прекращением подачи воды в Толедо, штат Огайо». Экологические науки и технологии. 51 (12): 6745–6755. Дои:10.1021 / acs.est.7b00856. ISSN  0013-936X.
  9. ^ Тооминг-Клундеруд, проспект (2007). «Об эволюции кластеров генов нерибосомальной пептид синтетазы у цианобактерий». Университет Осло. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  10. ^ Карл Гадеманн, Сирил Портманн, Джудит Ф. Блом, Майкл Цедер и Фридрих Юттнер (2010). «Множественное производство токсинов в Cyanobacterium Microcystis: выделение ингибитора токсической протеазы Cyanopeptolin 1020» (PDF). J. Nat. Прод. 73 (5): 980–984. Дои:10.1021 / np900818c. PMID  20405925.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  11. ^ Роджерс, Эмили Д .; Генри, Теодор Б .; Twiner, Майкл Дж .; Gouffon, Julia S .; Макферсон, Джексон Т .; Boyer, Gregory L .; Sayler, Gary S .; Вильгельм, Стивен В. (март 2011 г.). «Глобальное профилирование экспрессии генов у личинок рыбок данио, подвергшихся воздействию Microcystin-LR и Microcystis, выявляет эндокринные разрушающие эффекты цианобактерий». Экологические науки и технологии. 45 (5): 1962–1969. Дои:10.1021 / es103538b. ISSN  0013-936X.
  12. ^ "Род таксономического браузера: Microcystis". AlgaeBase. Получено 24 июн 2011.