Cianobactérias: características, morfologia, toxicidade

A cianobactéria , anteriormente conhecido como algas verdes azuis, são um filo de bactérias formadas pelas apenas procariotas capazes de utilizar a luz solar como energia e água como uma fonte de electrões na fotossíntese (fotossíntese aeróbica).

Como as plantas superiores, elas contêm pigmentos que lhes permitem realizar a fotossíntese oxigenada. Essa borda inclui cerca de 2000 espécies em 150 gêneros, com uma ampla variedade de formas e tamanhos.

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Oscillatoria sp. Por Wiedehopf20 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons

As cianobactérias são organismos muito antigos. Microfósseis foram encontrados com grande semelhança com as cianobactérias modernas em depósitos que remontam a 2.100 milhões de anos atrás. Moléculas de biomarcadores características de cianobactérias também foram encontradas em depósitos marinhos de 2.700 e 2.500 milhões de anos.

Devido à capacidade das cianobactérias de produzir e liberar oxigênio como subproduto da fotossíntese, acredita-se que sua aparência na Terra tenha permitido a modificação da atmosfera, causando um grande evento de oxigenação.

O aumento do oxigênio pode ter causado uma diminuição na concentração de metano atmosférico há aproximadamente 2.400 a 2.100 milhões de anos atrás, causando a extinção de muitas espécies de bactérias anaeróbias.

Algumas linhagens de espécies de cianobactérias podem produzir toxinas potentes em ambientes aquáticos. Essas toxinas são metabólitos secundários que são liberados no ambiente quando as condições ambientais são extremas, em ambientes eutróficos, com altas concentrações de nutrientes minerais como fósforo e condições específicas de pH e temperatura.

Características gerais

As cianobactérias são bactérias corantes gram-negativas, que podem ser unicelulares ou formar colônias na forma de filamentos, folhas ou esferas ocas.

Dentro dessa diversidade, diferentes tipos de células podem ser observados:

  • As células vegetativas são aquelas que se formam sob condições ambientais favoráveis, nas quais ocorre a fotossíntese.
  • Akarers, endosporos produzidos em condições ambientais difíceis.
  • Heterócitos, células de paredes espessas, que contêm a enzima nitrogenase, que está envolvida na fixação de nitrogênio em ambientes anaeróbicos.
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As cianobactérias são os organismos mais simples que apresentam ciclos circadianos, oscilações de variáveis ​​biológicas em intervalos regulares de tempo associados a mudanças ambientais periódicas durante o dia. O relógio circadiano nas cianobactérias funciona a partir do ciclo de fosforilação KaiC.

As cianobactérias são distribuídas em uma ampla variedade de ambientes terrestres e aquáticos: rochas nuas, rochas umedecidas temporariamente em desertos, água doce, oceanos, solo úmido e até mesmo nas rochas antárticas.

Eles podem fazer parte do plâncton em corpos d’água, formar biofilmes fototróficos em superfícies expostas ou estabelecer uma relação simbiótica com plantas ou fungos que formam líquenes.

Algumas cianobactérias desempenham um papel importante nos ecossistemas. Microcoleus vaginatus e M. vaginatus estabilizam o solo usando uma bainha de polissacarídeo que se liga às partículas de areia e absorve a água.

As bactérias do gênero Prochlorococcus produzem mais da metade da fotossíntese do oceano aberto, contribuindo de maneira importante para o ciclo global de oxigênio.

Várias espécies de cianobactérias, como Aphanizomenon flos-aquae e Arthrospira platensis (Spirulina), são colhidas ou cultivadas como fontes de alimento, ração animal, fertilizantes e produtos de saúde.

Morfologia

As células cianobacterianas têm uma parede celular gram-negativa altamente diferenciada com membrana plasmática e membrana externa separadas por um espaço periplásmico.

Além disso, eles têm um sistema interno de membranas tilacóides, onde residem as cadeias de transferência de elétrons que intervêm na fotossíntese e na respiração. Esses diferentes sistemas de membrana conferem a essas bactérias uma complexidade única.

Eles não possuem flagelos. Algumas espécies possuem filamentos móveis chamados hormogonias, que permitem deslizar nas superfícies.

Formas filamentosas multicelulares, como o gênero Oscillatoria , são capazes de gerar um movimento ondulado através da oscilação do filamento.

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Outras espécies que habitam colunas de água formam vesículas gasosas, formadas por uma bainha de proteína, que lhes confere flutuabilidade.

As horogonias são formadas por células finas com células afiadas nas extremidades. Essas células são liberadas e mobilizadas, brotando em locais distantes da colônia principal, onde novas colônias começam.

Sistemática

A classificação das cianobactérias nos mais altos níveis taxonômicos tem sido fortemente debatida. Essas bactérias foram inicialmente classificadas como algas verde-azuladas (Cyanophyta), de acordo com os códigos botânicos. Esses estudos iniciais foram baseados em características morfológicas e fisiológicas.

Mais tarde, na década de 1960, quando as características procarióticas desses microrganismos foram estabelecidas, as cianobactérias foram reclassificadas sob o código bacteriológico.

Em 1979, foram propostas 5 seções que correspondem a 5 ordens: seção I = Croococales, seção II = Pleurocapsales, seção III = Oscilatórios, seção IV = Nostocals e seção V = Stigonematales.

O sistema taxonômico das cianobactérias foi radicalmente alterado com a introdução da microscopia eletrônica e métodos moleculares e genéticos.

A taxonomia das cianobactérias foi revisada quase continuamente nos últimos 50 anos, nos quais foram geradas propostas radicalmente diferentes. O debate sobre a classificação de cianobactérias ainda está em andamento.

As últimas propostas de árvores filogenéticas para essa aresta propõem o uso das ordens: Gloeobacterales, Synechococales, Oscillatoriales, Chroococcales, Pleurocapsales, Spirulinales, Rubidibacter / Halothece, Chroococcidiopsidales e Nostocales. Essas ordens são compostas por gêneros monofiléticos, compostos por muitas espécies.

Toxicidade

Estima-se que existam 150 gêneros de cianobactérias que contenham aproximadamente 2000 espécies, das quais cerca de 46 tenham alguma cepa produtora de toxinas.

Nos ecossistemas aquáticos, a abundância de cianobactérias pode atingir níveis muito altos quando as condições ambientais são apropriadas para o crescimento, o que favorece o acúmulo de metabólitos secundários no citoplasma .

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Quando as condições ambientais se tornam desfavoráveis, com o aumento das concentrações de nutrientes minerais, como fósforo, as cianobactérias morrem, produzindo lise celular e liberando toxinas para o meio ambiente.

Dois tipos principais de toxinas foram identificados: hepatotoxinas e neurotoxinas. As neurotoxinas são produzidas principalmente por espécies e linhagens dos gêneros: Anabaena , Aphanizomenon , Oscillatoria , Trichodesmium e Cylindrospermopsis .

As neurotoxinas agem rapidamente, causando a morte por parada respiratória alguns minutos após a ingestão de altas concentrações de toxina. A saxitoxina é uma neurotoxina paralisante, incluída no anexo 1 da Convenção sobre Armas Químicas.

As hepatotoxinas são produzidas pelos gêneros Microcystis , Anabaena , Nodularia , Oscillatoria , Nostoc e Cylindrospermopsis. Eles causam o tipo mais comum de intoxicação relacionado a cianobactérias. Eles agem de maneira mais lenta e podem desencadear a morte algumas horas ou dias após a intoxicação.

Referências

  1. Dmitry A. Los. (2017). Cianobactérias: Ômicas e Manipulação | Livro Caister Academic Press. Moscow, Russia 256 pp.
  2. Komárek, J., Kaštovský, J., Mareš, J.Y & JOhansen, JR (2014). Classificação taxonômica de cianoproquariotos (gêneros cianobacterianos) 2014, utilizando uma abordagem polifásica. Preslia 86: 295–335.
  3. Gupta, RC Manual de Toxicologia de Agentes de Guerra Química (2009). Imprensa acadêmica Pp 1168.
  4. Howard-Azzeh, M. Shamseer, L. Schellhorn e R. Gupta. (2014). Análise filogenética e assinaturas moleculares que definem um clado monofilético de cianobactérias heterocistosas e identificam seus parentes mais próximos. Pesquisa em Fotossíntese, 122 (2): 171–185.
  5. Roset J, Aguayo S, Muñoz MJ. (2001) Detecção de cianobactérias e suas toxinas. Journal of Toxicology, 18: 65-71.
  6. Contribuidores da Wikipedia. (2018, 2 de outubro). Cianobactérias Na Wikipedia, A Enciclopédia Livre . Retirado 10:40, 12 de outubro de 2018, de en.wikipedia.org

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