باکتریهای سبز ـ آبی

باکتریهای سبز ـ آبی سلّولهای پروکاریوت دارند  واین مشابه تمام موجودات دیگر سلسلۀ مونرا می باشد. در صورتی که تمام جلبکهایی که در سلسلۀ پروتیستا قرار می گیرند دارای سلّولهای  یوکاریوت می باشند. در حقیقت باکتریهای سبز آبی خیلی شبیه باکتریهای حقیقی دیگری ( شکل 13-16) هستند.

بطوری که بیشتر زیست شناسان  آنها را از جلبک ها جدا نموده و در گروه باکتریهای حقیقی قرار داده اند. تفاوتهای اساسی بین باکتریها و باکتریهای سبز ـ آبی عبارت است از آنکه باکتریهای سبز ـ آبی دارای کلروفیل هسند که در گیاهان تکامل یافته وجود دارد و هنگامی که فتوسنتز انجام می دهند، اکسیژن تولید میشود . همچنین باکتریهای سبز ـ آبی محتوی فیکوسیانین آبی و فیکو ارتیرین قرمز از رنگدانه های گروه فیکوبیلین هستند. باکتری سز آبی تنها موجوداتی هستند که قادرند دو عمل متضاد تثبیت ازت و تولید اکسیژن را با هم انجام دهند. چون تثبیت ازت ضرورهّ یک فرایند بی هوازی است. بجز پروکلروباکتریها، باکتریهای دیگر که توانایی انجام فتوسنتز را دارند تولید اکسیژن نمی کنند وکلروفیل a نیز ندارند.

پراکنش

باکتریهای سبز ـ آبی تقریباً مشابه باکتریهای حقیقی دیگر د زیستگاههای متنوعّی یافت می شوند. آنها در حفره ها و برکه های آب موقتی بویژه آبهای آلوده وجود دارند. باکتریهای سبز ـ آبی در آبهای اسیدی دیده نمی شوند. ولی بطور فروانی در آبهای شیرین و دریا در سطح کرۀ زمین از یخبندانهای قطب جنوب تا دریاهای نواحی گرمسیری، در چشمه های آب گرم که دمای آنها تا 85  درجۀ سانتیگراد می رسد. وجود دارند. در پارک ملّی یلواستون یک گونۀ متفاوت از باکتریهای سبز ـ آبی در دماهای متفاوت چشمه های آب گرم وجود دارد. این باکترهای مادّۀ سفید رنگی رسوب می کنند که مادّۀ سخت سنگی بنام تراورتین ایجاد می نمایند. این رسوبات به مقدار 2 تا 4 میلیمتر در هر هفته انباشته شده و باکتریهای دیگر سبز ـ آبی غالباً رگه های رنگی جالبی را در بین تراورتین ایجاد می کند.

باکتریهای سبز ـ آبی غالباً اوّلین موجودات فتوسنتزی هستند که بر روی گدازه های بعد از فعّالیتهای آتش فشانی ظاهر می شوند. آنها همچنین در شیارهای ظریف صخره های صحرایی وجود دارند. بعضی در خاک های جنگلی در سطح صدفها و حلوزنها و روی لاک پشتها یافت می شوند در حالی که برخی دیگر به صورت  همزیست در انواع معتدّدی از موجودات نظیر آمیبها، پروتوزوآ، دیاتومها، شقایقهایس دریایی و خویشاوندان آنها، در بعضی قارچها ، همچنین در ریشه رختان نخل مانند به نام سیکادها(فصل 21)  زندگی می کنند. آنها در حفره های کوچکی از آب که در قاعدۀ برگهای گیاهی علفی گرمسیری و دیگری گیاهان به وجود می آید یافت می شوند. ساختمان موجودات مرکّبی بنام گل سنگها که از یک قارچ و جز فتوسنتز کننده یعنی جلب ساخته شده اند. (فصل 18) را تشکیل می دهند.

شکل ، متابولسیم و تولید مثل

سلّولهای باکتریهای سبز ـ آبی غالباً به صورت زنجیره ها یا رشته های نخ مانندی وجود دارند که بعضی اوقات منشعب هستند چندین کلنی، نامنظّم ، کروی یا صفحه ای نیز وجود دارد سلّولها توسّط غلاف ژلاتینی که ترشّح می کنند در کنار یکدیگر باقی می مانند( شکل 14ـ16)

غلافها ممکن است بی رنگ یا با رنگ متنوّع  زرد ، قرمز، قهوه ای ، سبز  ،آبی ، بنفش و یا آبی سیاه باشند که کلنیها را با رنگ مشخّص ظاهر می نماید. سلّولهای حدود نصف از تقریباً 1500 گونه شناخته شده به رنگ سبز آبی هستند. این رنگ که مربوط به حضرو کلروفیل a  و فیکو سیانین است، غالباً توسّط حضور رنگدانه های دیگر پوشیده می شود. معمولاً چندین رنگدانه کاروتنویید نارنجی  یا زرد مشابه گیاهان تکامل یافته  وجود دارد از نظر مقدار فیکوارتیرین( یک رنگدانه فیکوبیلین قرمز رنگ در یک شکل منحصر به فرد باکتریهای سبز ـ آبی) متفاوت بوده و به سلّول ، رنگ قرمز  مشخّصی را می دهد. مناظر دریای قرمز معمولاً از حضور مقادیر زیادی باکتریها سبز ـ آبی با مقادیر قابل توجّهی فیکواریترین به وجود می آید.

این موجودات تولید ذخیرۀ غذایی ازت داری به نام سیانوفیسینس می کنند .تولید چنین ذخایر غذایی در پروکاریوتهای غیر معمول است . باکتریها سبز ـ آبی همچنین کربوهیدارتها و آنها علی رغم عدم وجود تازک توانایی حرکت دارند. رشته های اوسیلاتوریا (شکل 14ـ16) به عنوان مثال محوری می چرخند و به ظاهر می خزند. این حرکت ظاهراً به وسیلۀ پیچش  فیبریلهای ظریف دورن دیوارهای سلّولی همراه با ترشّح مادّۀ موسیلاژی برای کاهش اصطکاک صورت می گیرد. سلّولهای جدید از طریق تقسیم دوتایی ایجاد می شوند. در حالی که کلنیها یا ریسه های جدید ممکن است در نتیجۀ پاره شدن و شکستن انواع مسنتر حاصل شوند.

در جنس های متداول نوستوک و آنابی نا( شکل 14ـ16)  که زنجیره های سلّولی به وجود می آورند. غالباً پاره شدن در محلّ سلّولهای درشتی به نام هتروسیست که بین زنجیره  تولید می شوند. صورت م یگیرد. هتروسیستها جایگاه تثبت ازت هوا هستند. اعضای این دو جنس همچنین ممکن است تولید سلّولهای دیوارۀ ضخمی به نام اکی نیت بکنند که قادر به مقاومت در برابر انجماد و دیگر شرایط ناسازگار می باشند. این صفت حیاتی  هنگامی که شرایط مطلوب برگشت داده شده ، به گونه اجازۀ رویش داده و زنجیره ها و ریسه های جدید را تولید می کنند بعضی اکی نیتها مشاهده شده که بعد از طیّ دورۀ خواب طولانی ، بیش از 80 سال رویش کرده اند.

باکتریهای سبز ـ آبی تولید گامت و یا تخم نمی کنند و میوز انجام نمی دهند. ولی نوترکیبی ژنتیکی گزارش شده است و این ظاهراً مشابه روشی است که در دیگر باکتریها گزارش شده است. البتّه این پدیده بندرت اتفّاق می افتد.

باکتریهای سبز ـ آبی ـ کلروپلاستها و اکسیژن

باکتریهای سبز آبی که به صورت  همزیست درون موجودات دیگر زندگی می کنند فاقد دیوارۀ سلّولی بوده و ظاهراً به صورت  کلروپلاست عمل می کنند. هنگامی که یک سلّول یوکاریوت دارای کلروپلاست تقسیم می شود. در همان زمان کلروپلاستها نیز تقسیم می شوند.

سلّولهای باکتریهای سبز ـ آبی درون سلّولهای موجودات زندۀ دیگر به طریق مشابهی تقسیم می شوند. چنین وضعیتّی منجر به این طرز تفکّر  شده که کلروپلاستها ابتدا از باکتریهای سبز ـ آبی یا پروکلروباکتریها( بعد از باکتریهای سبز ـ آبی توضیح داده شده است) که دورن سلّولهای دیگر به ادامۀ حیات پرداخته اند منشأ دارند. فسیلهای موجود فتوسنتزی که در استرالیا کشف شده و عقیده بر این است که 5/3 میلیارد سال قدمت دارند، بطور نزدیکی شبیه باکتریهای سبز ـ آبی کنونی بوده اند. اگر چه آنها ظاهراً نیم میلیارد سال بعد شروع به تولید اکسیژن به عنوان محصول فرعی فتوسنتز کرده اند. اکسیژن به آرامی شروع به انباشته شدن نمود و حدود یک میلیارد سال پیش به میزان قابل توجّهی رسید. در همان زمان موجودات فتوسنتز کننده دیگری نیز ظاهر شدند و اشکال تنفّس هوازی تکامل یافت.( فصل 10).

در نیم میلیارد سال اخیر اوزون  یک محصول فرعی اکسیژن، به مقادیر کافی متراکم شد تا در مقابل بیشتر پرتوهای مضرّ ماورای بنفش ناشی از خورشید لایه ای جهت محافظت موجودات فتوسنتزی تشکیل دهد؛  و موجودات فتوسنتزی قادر شدند در رطوبت کافی در خشکی ادامه حیات دهند. بنابراین باکتریهای سبز ـ آبی ظاهراً نقش اساسی را در تمام تاریخ موجودات زنده ایفا کرده اند.

ارتباط انسان با باکتریهای سبز ـ آبی

 باکتریهای سبز ـ آبی در کنار بسیاری از موجودات آب زی و فتوسنتزی در پایان زنجیره های غذایی مختلف قرار می گیرند. آنها انرژی را در قندی که در طیّ فتوسنتز تولید می کنند ذخیره می نمایند. خرچنگها و ماهیهای کوچک که خود غذای ماهیهای بزرگتر و سپس غذای موجودات آب زی دیگر وانسان را تکشیل می دهند، از آنها تغذیه می کنند.

در طیّ ماههای گرم ، جلبکها و باکتریهای سبز ـ آبی مختلف ممکن است درگل و لای آبهای شیرین مخصوصاً در آبهای گرم آلوده فراوان باشند. طغیان کفها یا لایه های شناور به نام شکوفه های آبی ممکن است گاهی بیش از 2000 کیلومتر مربع سطح دریاچه های وسیع را در اواخر تابستان بپوشاند. چنین شکوفه های غالباً بوی ماهی یا بوای نامطبوع دیگر دارند.

هنگامی که باکتریای سبز آب می میرند. و تجزیه می شوند. موادّ سمّی نیز ممکن است تو لید کنند. گزارشهای مکررّی وجود دارند. مبنی بر این که گاوها ، خوکها ، گوسفندها، خرگوشها، سگها و حتی طیوری که در اثرنوشیدن آبی که شکوفه های باکتریایی و جلبکی را داشته است مسموم شده اند. تا زمانی که باکتریهای سبز ـ آبی زنده هستند، موقتاً اکسیژن موجود در آب افزایش می یابد، لیکن بعد از آن که باکتریهای تجزیه کنندۀ توده های آنها را تجزیه کردند ممکن است سطح اکسیژن کاهش یافته به حدّی که باعث مرگ ماهیها و دیگر موجودات آب زی شوند.

یک گونه از باکتریهای سبز ـ آبی که بفراوانی در سواحل مرجانی خلیج مانا در واقع در ساحل جنوب شرقی هندوستان یافت می شود. برای اسبها قابل مصرف است ولی سمّی بوده و بکرّات باعث مرگ آنها شده است. تعدادی از ماهیهای سمّی که در برابر سموم باکتریهای سبز ـ آبی خاصّی ایمنی دارند. فقط بعد از مصرف باکترهای برای شکارکنندگان خود سمّی هستند. اکثر باکتریهای سبز ـ آبی برای انسان مصرف خوراکی ندارند ولی استثناً یک گونه از اسپروولیناست که سالهاست به عنوان مادّۀ غذایی توسّط بومیان منطقۀ دریاچۀ چاد آفریقای مرکزی استفاده می شود. چند شکل بی رنگ آنها انگلهای ملایمی برای انسان جانوران هستند.

 در مخازن آب، باکتریهای سبز ـ آبی باعث انسداد صافیها و باعث زنگ و پوسیدگی فولاد و بتون می شوند. آنها همچنین باعث نرمی آب و تولید رنگ و بوی نامطلوب آب را سبب می شوند. بعضی از جوامع باکتریهای سبز ـ آبی را در مخازن با افزوان مخازن بسیار کمی از سولفات مس کنترل می کنند.

بیش از 40 گونه از باکتریهای سبز ـ آبی شناخته شده اند که به مقداری مشابه باکتریهای تثبیت کنندۀ ازت  در حبوبات ، ازت هوا را تثبیت می کنند. (فصل 24) در این مورد ممکن است باکتریهای سبز ـ آبی خیلی مهمتر از حالتی باشند . که قبلاً دربارۀ آنها فکر می شد. در آسیای جنوب شرقی و در بعضی مزارع برنج باکتریهای سبز ـ آبی به حدّ زیادی ازت تولید می کنند. بطوری که برنج را غالباً در یک زمین برای چندین سال متوالی بدون افزون کود می کارند.