Microcystis aeruginosa
|
|
| Microcystis aeruginosa | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Domän: | Bakterie |
| Provins: | Cyanobakterier |
| Klass: | Cyanophyceae |
| Beställa: | Chroococcales |
| Familj: | Microcystaceae |
| Släkte: | Microcystis |
| Arter: |
M. aerugonisa
|
| Binomialt namn | |
|
Microcystis aerugonisa Kützing, 1846
|
|
Microcystis aeruginosa är en art av sötvattenscyanobakterier som kan bilda skadliga algblomningar av ekonomisk och ekologisk betydelse. De är den vanligaste giftiga cyanobakterieblomningen i eutrofiskt sötvatten. Cyanobakterier producerar neurotoxiner och peptidhepatotoxiner, såsom mikrocystin och cyanopeptolin . Microcystis aeruginosa producerar många kongener av mikrocystin, där microcystin-LR är den vanligaste. Mikrocystisblomningar har rapporterats i minst 108 länder, med produktion av mikrocystin noterad i minst 79.
Egenskaper
Som den etymologiska härledningen antyder kännetecknas Microcystis av små celler (med endast några mikrometers diameter), som saknar individuella höljen.
Celler är vanligtvis organiserade i kolonier (av vilka stora kolonier kan ses med blotta ögat) som börjar i en sfärisk form, men förlorar sin koherens för att bli perforerade eller oregelbundet formade med tiden i kulturen. Nya bevis tyder på att en av drivkrafterna bakom kolonibildning är störning/blandning av vattenpelare.
Protoplasten är en ljusblå-grön färg som verkar mörk eller brun på grund av optiska effekter av gasfyllda vesiklar ; detta kan vara användbart som en särskiljande egenskap vid användning av ljusmikroskopi . Dessa vesiklar ger den flytkraft som krävs för att M. aeruginosa ska hålla sig på en nivå i vattenpelaren där de kan erhålla optimala ljus- och koldioxidnivåer för snabb tillväxt.
Ekologi
M. aeruginosa gynnas av varma temperaturer, men toxicitet och maximal tillväxthastighet är inte helt kopplade, eftersom cyanobakterien har högsta laboratorietillväxthastigheter vid 32 °C, medan toxiciteten är högst vid 20 °C, vilket minskar i toxicitet som en funktion av ökande temperaturer över 28 °C. Tillväxten har visat sig vara begränsad under 15 °C.
Vattenväxten Myriophyllum spicatum producerar ellaginsyra , gallsyra och pyrogallsyra och (+)- katekin , allelopatiska polyfenoler som hämmar tillväxten av M. aeruginosa .
Toxiner
M. aeruginosa kan producera både neurotoxiner ( lipopolysackarider -LPS) och hepatotoxiner ( mikrocystiner ).
Ekonomisk betydelse
På grund av M. aeruginosas mikrocystintoxinproduktion under rätt miljöförhållanden kan den vara en källa till dricksvattenföroreningar . Vattenkvalitetsreducerande åtgärder i form av vattenfiltreringsanläggningar kan leda till ökade ekonomiska kostnader, såväl som skador på lokal turism orsakade av avstängningar av sjöar eller andra vattenvägar. De senaste åren har stora incidenter inträffat i både Kina och USA/Kanada
M. aeruginosa är föremål för forskning om den naturliga produktionen av butylerad hydroxitoluen (BHT), en antioxidant, livsmedelstillsats och industriell kemikalie.
Bioaktiva peptider som kallas aerucyklamider kan isoleras från M. aeruginosa .
Ekologisk betydelse
År 2009 ledde oöverträffad däggdjursdödlighet i den södra delen av Kruger National Park till en undersökning som inblandade M. aeruginosa . De döda djuren inkluderade betare och webbläsare, som föredrog att dricka från läsidan av två dammar, en naturlig ansamlingspunkt för drivande Microcystis -blomningar. Däggdjur som elefanter och bufflar som vanligtvis vadar i vattnet innan de dricker, var opåverkade, liksom de boende krokodilerna. Källan till näringsämnen som stödde Microcystis -tillväxten minskades till dynga och urin som tömdes i vattnet av en stor bosatt flodhästpopulation, opåverkad av blomningen. Det omedelbara problemet löstes genom att dammmurarna bröts igenom och vattnet dränerades. M. aeruginosa är det vanligaste cyanobakteriella släktet i Sydafrika, med både giftiga och ofarliga stammar. Vissa sydafrikanska vattendrag är nu mycket förorenade, mestadels från returflöden från dysfunktionella avloppsvattenreningsverk som släpper ut över 4 miljarder liter (1,1 miljarder US gallons) orenat, eller i bästa fall delvis renat avloppsvatten i mottagande floder varje dag, med Hartebeestpoort Dam vara bland de värsta.
Mikrocystin har kopplats till döden av havsutter 2010, en hotad art i USA. Förgiftningen berodde troligen på att de ätit kontaminerade musslor som ofta konsumeras av havsutter och människor. Sådana musslor i området uppvisade betydande biomagnifiering (till 107 gånger omgivande vattennivåer) av mikrocystin.
Glyfosatmetabolism
Algblomningar av cyanobakterier trivs i det stora fosforinnehållet i avrinning från jordbruket. Förutom att konsumera fosfor, trivs M. aeruginosa på glyfosat , även om höga koncentrationer kan hämma det. M. aeruginosa har visat glyfosatresistens som ett resultat av förselektiva mutationer, och närvaron av glyfosat tjänar som en fördel för denna och andra mikrober som kan tolerera dess effekter, samtidigt som de dödar de som är mindre toleranta. Däremot har forskning i Lake Erie föreslagit att glyfosat kan leda till blomningar av en annan cyanobakterie - Planktothrix - i stället för Microcystis .