シアノバクテリア以前藍藻類として知られているが、のようにエネルギーや水のよう太陽光を使用することができるだけ原核生物によって形成された細菌の門である光合成における電子源（酸素発生型光合成）。
高等植物のように、それらはそれらが酸素を加えられた光合成を行うことを可能にする色素を含んでいます。この門には、150属、約2000種が含まれており、形状やサイズはさまざまです。
Oscillatoria sp。Wikimedia CommonsのWiedehopf20による
シアノバクテリアは非常に古い生物です。現代の藍藻類と非常に類似した微化石が21億年前の堆積物で発見されています。シアノバクテリアの特徴的なバイオマーカー分子は、27億と25億年前の海洋堆積物にも見られます。
シアノバクテリアは光合成の副産物として酸素を生成および放出する能力があるため、地球上でのその出現により大気の改変が可能になり、大きな酸素化イベントを引き起こしたと考えられています。
酸素の増加により、約24〜21億年前に大気中のメタン濃度が低下し、嫌気性細菌の多くの種が絶滅した可能性があります。
シアノバクテリア種のいくつかの株は、水生環境で強力な毒素を生成することができます。これらの毒素は、富栄養環境での極端な環境条件のときに環境に放出される二次代謝産物であり、リンなどのミネラル栄養素が高濃度で含まれ、特定のpHおよび温度条件が含まれます。
特徴
シアノバクテリアは、グラム陰性染色細菌であり、単細胞またはコロニーをフィラメント、シート、または中空球の形で形成することができます。
この多様性の中で、さまざまな種類の細胞を観察できます。
- 栄養細胞は、光合成が行われる好ましい環境条件下で形成されるものです。
- Akinetes、困難な環境条件で生成される内生胞子。
- 異壁、厚い壁の細胞は、嫌気性環境での窒素固定に関与している酵素ニトロゲナーゼを含んでいます。
シアノバクテリアは、日中の周期的な環境の変化に関連する一定の時間間隔で、概日周期、生物学的変数の振動を示す最も単純な生物です。シアノバクテリアの概日時計は、KaiCリン酸化サイクルから働きます。
シアノバクテリアは、多様な陸上および水生環境に分布しています：裸の岩、砂漠の一時的に湿った岩、淡水、海、湿った土壌、さらには南極の岩。
それらは、水域でプランクトンの一部を形成したり、露出した表面に光合成生物膜を形成したり、植物や地衣類を形成する菌との共生関係を確立したりできます。
一部のシアノバクテリアは生態系において重要な役割を果たしています。Microcoleus vaginatusとM. vaginatusは、砂の粒子に結合して水を吸収する多糖類の鞘を使って土壌を安定させます。
プロクロロコッカス属の細菌は外洋の光合成の半分以上を生み出し、地球全体の酸素循環に重要な貢献をしています。
Aphanizomenon flos-aquaeやArthrospira platensis（スピルリナ）などのシアノバクテリアのいくつかの種は、食料源、動物飼料、肥料、健康製品として収穫または栽培されます。
形態学
シアノバクテリアの細胞は、高度に分化したグラム陰性の細胞壁を持ち、細胞膜と外膜がペリプラズム空間で隔てられています。
さらに、彼らは光合成と呼吸に関与する電子伝達鎖が存在するチラコイド膜の内部システムを持っています。これらの異なる膜システムは、これらの細菌に独特の複雑さを与えます。
彼らは鞭毛を持っていません。一部の種には、ホルモンと呼ばれる動くフィラメントがあり、表面上を滑ることができます。
Oscillatoria属などの多細胞フィラメント形態は、フィラメントの振動によって起伏のある動きを生成することができます。
水の柱に住んでいる他の種は、タンパク質の鞘によって形成されたガス小胞を形成し、浮力を与えます。
ホルモンは、細い細胞で構成され、両端に鋭い細胞があります。これらの細胞は解放され、動員されて、新しいコロニーが始まるメインのコロニーから離れた場所で発芽します。
系統的
最高の分類レベルでのシアノバクテリアの分類は、激しく議論されてきました。これらの細菌は、植物学のコードによれば、当初は藍藻（藍藻）として分類されていました。これらの初期の研究は、形態学的および生理学的特性に基づいていました。
その後、1960年代にこれらの微生物の原核生物の特徴が確立されたとき、シアノバクテリアは細菌学コードの下で再分類されました。
1979年に、5つの注文に対応する5つのセクションが提案されました。セクションI =クロココッカス、セクションII =胸膜包、セクションIII =オシラトリアル、セクションIV =鼻孔およびセクションV =スティゴネマタレス。
シアノバクテリアの分類体系は、電子顕微鏡と分子的および遺伝的方法の導入により根本的に変化しました。
シアノバクテリアの分類法は、過去50年間ほぼ絶え間なく見直されており、根本的に異なる提案が出されている。シアノバクテリアの分類に関する議論は続いています。
この門に対する系統樹の最新の提案では、次の順序の使用が提案されています。これらの注文は、多くの種で構成される単系統の属で構成されています。
毒性
シアノバクテリアには150属があり、約2000種が含まれていると推定されています。そのうち、約46種には毒素産生株があります。
水生生態系では、環境条件がそれらの成長に適切である場合、シアノバクテリアの量は非常に高いレベルに達する可能性があり、これは細胞質における二次代謝産物の蓄積を促進します。
リンなどのミネラル栄養素の濃度が高くなると、環境条件が好ましくなくなると、シアノバクテリアは死に、細胞溶解と環境への毒素の放出が生じます。
毒素には主に2種類あります。肝毒素と神経毒です。神経毒は主に属と種の系統によって生成されます：アナベナ、アファニゾメノン、オシラトリア、トリコデスミウムおよびシリンドロスペルモプシス。
神経毒は急速に作用し、高濃度の毒素を摂取してから数分以内に呼吸停止から死に至ります。サキシトキシンは麻薬性神経毒であり、化学兵器禁止条約の付録1に記載されています。
肝毒素は、Microcystis、Anabaena、Nodularia、Oscillatoria、Nostoc、およびCylindrospermopsis属によって生成されます。それらはシアノバクテリアに関連する最も一般的なタイプの中毒を引き起こします。彼らはよりゆっくりと働き、中毒後数時間または数日で死を引き起こす可能性があります。
参考文献
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