Planktothrix - Planktothrix
Planktothrix | |
---|---|
![]() | |
Planktothrix rubescens | |
Vědecká klasifikace ![]() | |
Doména: | Bakterie |
Kmen: | Sinice |
Třída: | Cyanophyceae |
Objednat: | Oscillatoriales |
Rodina: | Microcoleaceae |
Rod: | Planktothrix Anagnostidis & Komárek, 1988 |
Planktothrix je rozmanitý rod vláknitých sinice shromážděno v květy řas ve vodních ekosystémech po celém světě. Jako všichni Oscillatoriales, Planktothrix druhy nemají heterocysty a žádná akinetes. Planktothrix jsou jedinečné, protože mají trichomy a obsahují plynové vakuoly na rozdíl od typických planktonických organismů.[1] Dříve byly některé druhy taxonu seskupeny do rodu Oscilátor, ale nedávná práce definovala Planktothrix jako svůj vlastní rod.[2] Obrovská práce na tom Planktothrix ekologii a fyziologii provedl Anthony E. Walsby Byl sekvenován gen 55,6 kb microcystinsyntetázy, který těmto organizmům dává schopnost syntetizovat toxiny.[3] P. agardhii je příkladem a druh druhu rodu.[4] P. agardhii a P. rubescens jsou běžně pozorovány v jezerech severní polokoule, kde jsou známými producenty silných látek hepatotoxiny volala mikrocystiny.[5]


Stanoviště a výklenky
Oba P. agardhii a P. rubescens mají schopnost vytvářet mohutné květy ve sladkovodních jezerech a nádržích. Celý rod byl studován, aby se mu dařilo v různých mírných až subtropických vodních ekosystémech v Evropě, Asii, Africe a Austrálii.[6] P. agardhii se běžně vyskytuje ve většině zeměpisných šířek v mělkých a kalných jezerech, kde může tolerovat kontinuální míchání vodního sloupce.[7] P. rubescens se pravidelně vyskytuje v jasných, hlubokých alpských a předalpských jezerech, které jsou sezónně rozvrstvené.[8] P. agardhii roste za špatných světelných podmínek metalimnion kde může pomocí fykoerythrinových pigmentů maximalizovat absorpci zeleného světla.[9] Působením vnitřních vln vyvolaných větrem P. rubescens lze pohybovat svisle o několik metrů v návaznosti na pohyby metalimnionu, což zase rychle (během dne) mění světelné podmínky, kterým vlákna čelí.[10] Ukázalo se, že to významně ovlivňuje rychlost fotosyntézy a produkci kyslíku, zejména v jezerech, kde je dominantní organismus ve společenství fytoplanktonu. P. rubescens například v Curyšské jezero.[10][11][12]
Vlastnosti
Různé kmeny Planktothrix lze charakterizovat jako planktic, bentický, nebo dvoufázové na základě jejich životního stylu a v jaké hloubce ve vodě se nacházejí.[6] Různé druhy lze odlišit nejen podle preferovaného typu stanoviště, ale také podle morfologie a pigmentace.[13] Například modrozelený pigmentovaný druh P. agardhii mít fykocyaniny dávat jeho barvu, zatímco ohniska P. rubescens jsou známé jako „fenomén burgundské krve“ v souvislosti s jeho načervenalým zabarvením.[14] Různé kmeny preferují klima v rozmezí od mírný na subtropické. Planktothrix rostou buněčným dělením v jedné rovině a tvoří nerozvětvené struktury průměrné délky kolem 4 μm, ale na rozdíl od jiných Oscillatoriales jsou tyto trichomy fototaktické. Typicky, Planktothrix vlákna nemají specializované buňky, jako jsou akinetes nebo heterocysty, a neprodukují se slizovité obálky, s výjimkou některých vzácných druhů, ale pouze za stresových podmínek.[4] Několik druhů má stálý poměr svých dvou hlavních fotosyntetických pigmentů, tj. fykocyaniny a fykoerythriny.[4] Produkce cyanotoxinů je fakultativní,[4] a kmeny, které neprodukují mikrocystiny, se běžně vyskytují v přírodě.[8] Kromě mikrocystinů mohou produkovat několik dalších cyklických peptidů, včetně oscillapeptinu J.[15] Planktothrix organismy zvané vezikuly domácího plynu protoplasty které hrají důležitou roli v jejich vztlaku, protože plyn ve vezikulu je téměř jen jedna desetina hustoty vody, což činí organismus celkově méně hustým.[13]
Taxonomie
The Plantothrix rod se ukázal jako sinice, u nichž bylo pozorováno, že na povrchu sladkovodních květů vytvářejí květy, a organismy se současnou klasifikací byly jednou zařazeny do rodu Oscilátor.[13]
Mechanismy a toxikologie
Planktothrix organismy jsou schopné ukládat dusík jako kopolymer aspartátu a argininu, což jim umožňuje přežít i při omezeném přívodu dusíku z atmosféry.[13] Tento mechanismus také umožňuje prosperujícím tlustým květům, čím silnější jsou květiny, hlouběji Planktothrix jsou vystaveny méně světlému a atmosférickému vzduchu. Předpokládá se, že rostoucí dopad květů řas je spojen s globálním oteplováním způsobeným lidskou činností.[16] Škodlivé květy řas způsobené nejen Planktothrix ale i jiné formy sinic včetně Dolichospermum (Anabaena) nebo Microcystis mají korelaci s toxickými účinky na člověka vedoucími k ničivým dopadům na zemědělství.[17][18] Planktothrix mít schopnost produkovat cyanotoxiny počítaje v to mikrocystiny, anatoxiny, a saxitoxiny.[18]
Kmeny
- P. agardhii (Gomont) Anagnostidis et Komárek 1988
- P. rubescens (de Candolle ex Gomont) Anagnostidis et Komárek 1988
- P. isothrix (Skuja) Komárek et Komárková 2004
- P. prolifica[6]
- P. mougeotii[6][13]
- P. paucivesiculata[13]
- P. pseudagardhii
- P. spiroides[13]
- P. serta[6]
- P. tepida[6]
Viz také
Reference
- ^ Komarek J (2003). "Planktic oscillatorialean cyanoprokaryotes (krátký přehled podle kombinovaných fenotypových a molekulárních aspektů)". Hydrobiologia. 502: 367–382. doi:10.1007/978-94-017-2666-5_30. ISBN 978-90-481-6433-2.
- ^ Suda S, Watanabe MM, Otsuka S, Mahakahant A, Yongmanitchai W, Nopartnaraporn N, Liu Y, Day JG (září 2002). „Taxonomická revize vodotvorných druhů oscilatorioidních sinic“. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 52 (Pt 5): 1577–1595. doi:10.1099/00207713-52-5-1577. PMID 12361260.
- ^ Christiansen G, Fastner J, Erhard M, Börner T, Dittmann E (leden 2003). „Mikrocystinová biosyntéza v planktothrix: geny, evoluce a manipulace“. Journal of Bacteriology. 185 (2): 564–72. doi:10.1128 / jb.185.2.564-572.2003. PMC 145317. PMID 12511503.
- ^ A b C d Komárek J, Komárková J (2004). „Taxonomický přehled cyanoprokaryotických rodů Planktothrix a Planktothricoides“ (PDF). Česká fykologie. 4: 1–8.
- ^ Sivonen K, Jones G (1999). "Sinice toxinů". V Chorus I, Bertram J (eds.). Toxické sinice ve vodě: průvodce významem, sledováním a řízením pro veřejné zdraví (PDF). London: E&FN Spon. 41–111.
- ^ A b C d E F Pancrace C, Barny MA, Ueoka R, Calteau A, Scalvenzi T, Pédron J a kol. (Leden 2017). „Pohledy do rodu Planktothrix: Genomické a metabolické srovnání bentických a planktických kmenů“. Vědecké zprávy. 7: 41181. Bibcode:2017NatSR ... 741181P. doi:10.1038 / srep41181. PMC 5259702. PMID 28117406.
- ^ Reynolds CS, Huszar V, Kruk C, Naselli-Flores L, Melo S (2002). "Směrem k funkční klasifikaci sladkovodního fytoplanktonu". Journal of Plankton Research. 24 (5): 417–428. doi:10.1093 / plankt / 24.5.417.
- ^ A b Ostermaier V, Kurmayer R (2009). "Distribuce a hojnost netoxických mutantů sinic v alpských jezerech. Mikrobiální ekologie". Mikrobiální ekologie. 58 (2): 323–33. doi:10.1007 / s00248-009-9484-1. PMC 3044886. PMID 19214623.
- ^ Davis PA, Walsby AE (2002). "Srovnání naměřených rychlostí růstu s těmi, které byly vypočítány z rychlostí fotosyntézy v Planktothrix spp. izolován od Blelham Tarn, anglická jezerní oblast ". Nový fytolog. 156 (2): 225–239. doi:10.1046 / j.1469-8137.2002.00495.x.
- ^ A b Garneau MÈ, Posch T, Hitz G, Pomerleau F, Pradalier C, Siegwart RY, Pernthaler J (2013). "Krátkodobé přemístění Planktothrix rubescens (sinice) v předalpském jezeře pozorované pomocí autonomní platformy pro odběr vzorků “ (PDF). Limnol Oceanogr. 58 (5): 1892–1906. Bibcode:2013LimOc..58.1892G. doi:10,4319 / lo.2013.58.5.1892.
- ^ Cuypers Y, Vinçon-Leite B, Groleau A, Tassin B, Humbert JF (2010). "Dopad vnitřních vln na prostorové rozložení Planktothrix rubescens (sinice) v alpském jezeře “. ISME J. 18 (4): 580–589. doi:10.1038 / ismej.2010.154. PMC 3105740. PMID 21085197.
- ^ Van den Wyngaert S, Salcher MM, Pernthaler J, Zeder M, Posch T (2011). „Kvantitativní dominance sezónně perzistentních vláknitých sinic Planktothrix rubescens v mikrobiálních sdruženích mírného jezera “. Limnologie a oceánografie. 56 (1): 97–109. Bibcode:2011LimOc..56 ... 97V. doi:10.4319 / lo.2011.56.1.0097.
- ^ A b C d E F G Kurmayer R, Deng L, Entfellner E (duben 2016). „Role toxických a bioaktivních sekundárních metabolitů při kolonizaci a tvorbě květu vláknitými sinicemi Planktothrix“. Škodlivé řasy. 54: 69–86. doi:10.1016 / j.hal.2016.01.004. PMC 4892429. PMID 27307781.
- ^ Walsby AE, Schanz F, Schmid M (2005). „Fenomén burgundské krve: model změny vztlaku vysvětluje podzimní vodní kapky Planktothrix rubescens v Curychu“. Nový fytolog. 169 (1): 109–22. doi:10.1111 / j.1469-8137.2005.01567.x. PMID 16390423.
- ^ Blom JF, Bister B, Bischoff D, Nicholson G, Jung G, Süssmuth RD, Jüttner F (březen 2003). „Oscillapeptin J, nový toxin grazeru sladkovodní sinice Planktothrix rubescens“. Journal of Natural Products. 66 (3): 431–4. doi:10.1021 / np020397f. PMID 12662108.
- ^ Churro C, Azevedo J, Vasconcelos V, Silva A (prosinec 2017). Botana L (ed.). „Detekce květu Planktothrix agardhii v portugalských mořských pobřežních vodách“. Toxiny. 9 (12): 391. doi:10,3390 / toxiny9120391. PMC 5744111. PMID 29207501.
- ^ Kurmayer R, Blom JF, Deng L, Pernthaler J (březen 2015). „Integrace fylogeneze, rozdělení geografických výklenků a syntéza sekundárních metabolitů v květu tvořící Planktothrix“ (PDF). Časopis ISME. 9 (4): 909–21. doi:10.1038 / ismej.2014.189. PMC 4349496. PMID 25325384.
- ^ A b US EPA, OW (06.06.2018). „Zjistěte více o sinicích a sinicích“. US EPA. Citováno 2020-04-29.