در دوران کامبرین و میلیون ها سال پس از آن، حیات فقط در دریا ها وجود داشت چون اشعه ماورای بنفش خورشید زندگی را در خشکی ها ناامن کرده بود ولی این مشکل با پیدایش سیانو باکتری ها[۱]۲ حل شد. اکسیژنی که توسط سیانو باکتری ها تولید می شود پس از برخورد به اشعه ماورای بنفش به مولکول اوزون تبدیل می شود و کم کم لایه اوزون را به وجود آورد. بدین صورت امکان زندگی در خشکی برای جانوران محیا شد و به مرور زمان گونه های مختلفی از جانوران و گیاهان زندگی خود را بر سطح خشکی آغاز کردند. سیانو باکتری‌ها نخستین سلولهای فتوسنتزکننده بوده‌اند. استروماتولیت‌ها گواهی بر این ادعا هستند.
استروماتولیت‌ها ساختارهایی گنبدی شکل هستند که در آنها سیانوباکتری‌ها جای دارند. قدمت آنها، به بیش از ۳ میلیارد سال می‌رسد.
ویژگی های عمومی سیانو باکتری ها
سیانو باکتری ها بسیار کوچک هستند و از چند میکرون بیشتر تجاوز نمی کند. تولید مثل جنسی ندارند و تنها به روش غیرجنسی و تقسیم دوتایی تکثیر می‌شوند و در برخی موارد با تشکیل هورموگونیوم (اسیلاتوریا) نیز تکثیر می شوند. دارای کلروفیلa بوده و فتواتوتروف هستند.
در کنار کلروفیل a دارای رنگیزه های کمکی دیگری به نام های فیکوسیانین، آلوفیکوسیانین و فیکواریترین می باشند. در سیتوپلاسم این باکتری ها اجزای فتوسنتز کننده موسوم به تیلاکوئید وجود دارند که در سطح آنها ذرات حاوی رنگدانه یافت می شوند. سیتوپلاسم در سیانوباکترها شامل سیتوپلاسم درونی و بیرونی است. دارای سلول های تثبیت کننده ازت ( هتروسیست) و یک نوع سلول دیگر به نام اکینت (سلولهای مقاوم تولید مثلی) هستند. سیانوباکتری ها را بیشتر در اقیانوس ها می توان یافت اما آنها در آب های شیرین دریاچه ها و نیز در مناطق خشک و لم یزرع هم رشد می کنند. در واقع می توان گفت در هر جایی که تصورش را کنید، دیده می شوند. تعداد کمی از گونه های این جلبک در داخل گلسنگ ها، گیاهان، انواع تک یاخته ها و اسفنج ها رشد می کنند و به میزبان خود، انرژی می رسانند. سیانوباکتری ها از لحاظ تولید اکسیژن در آب های شیرین و شور و همچنین از لحاظ تثبیت نیتروژن هوا، به ویژه در آب های کم نیتروژن اهمیت زیادی دارند. نیتروژن حاصل از فعالیت سیانوباکتری ها نقش مهمی در چرخه پروتئین سازی اکوسیستم ها دارد. سیانوباکتری ها در محیط هایی با pH خنثی و قلیائی رشد می کنند و در محیط هایی با pH اسیدی رشد محدود دارند بنابراین سیانوباکتری ها را کمتر می توان در اطراف چشمه های آب معدنی گوگرد دار مشاهده کرد. آنها می توانند شوری را تحمل نمایند و در دریاچه های آب شور نیز مشاهده می شوند.
جلبک های سبز-آبی یا همان سیانوباکتری ها سه تیپ سلول دارند:
· سلول های رویشی
· سلول های هتروسیست
· اسپورها
اگر اکسیژن محیط زیاد باشد، تثبیت نیتروژن درون سلول های اختصاص یافـته ای به نام هتروسـیست انجام می شود ولی در غیاب اکسیژن نیز سلول های رویشی معمولی هم ممکن است نیتروژن را تثبیت کنند. آنزیم نیتروژناز تثبیت نیتروژن را سریع تر کرده و می تواند استیلن را به اتیلن تبدیل کند و با استفاده از واکنش تبدیل استیلن به اتیلن می توان تثبیت نیتروژن توسط سیانوباکتری ها را تخمین زد.
سه دسته از جلبک‌های سبز- آبی قادرند ازت گازی را تثبیت کنند و بنابراین به منابع نیتروژن غیروابسته هستند.
گروه اول: جلبک‌های ریسه‌ای دارای هتروسیت مانند نوستوک، آنابنا، آنابنوپسیس، سیلیندروسپرموم، کالوتریکس و سیتونما هستند. این گونهها قادر به تثبیت ازت گازی هستند. در محیط فاقد نیتروژن معدنی هتروسیست‌ها رشد کرده و از ازت گازی استفاده می‌کنند. هتروسیست‌ها سلولهای بزرگ توخالی حاوی تیلاکوئیدهای لایهای و دایرهای شکل با سیتوپلاسم متراکم و همگن هستند که دارای کاروتنوئید بیشتر و کلروفیل و فیکوبیلین کمتری میباشند و به رنگ زرد مشاهده می‌شوند. به دلیل نبود فیکوبیلینها و کلروفیل a تثبیت CO2 یا تولید O2 در هتروسیست‌ها وجود ندارد. در این ساختارها تیلاکوئیدها به هم فشرده بوده، حاوی گلیکولیپید و آسیل لیپید هستند و در آنها میکروپلاسمودسم نیز یافت میشود که موجب انتقال آمونیوم تثبیت شده به صورت گلوتامین از هتروسیست‌ها به سلولهای مجاور میشود. دیواره سلولی آنها شامل لایه لیفی بیرونی، لایه همگن میانی و لایه تیغهای درونی است. ضخامت دو لایه اخیر در انتهای قطبی سلول بیشتر است. هتروسیست‌ها در جنس گلئوتریشیا موقعیت انتهایی، در جنس نوستوک و سیتونما موقعیت بینابینی و در جنس نوستوکوپسیس موقعیت جانبی دارند. در آنابنوپسیس این ساختارها حالت جفت جفت دارند. امروزه مشخص شده است که تثبیت نیتروژن تنها در فقدان اکسیژن آزاد صورت می گیرد و نقش هتروسیست‌ها کمک به ایجاد شرایط بی هوازی با استفاده از دیواره ضخیم آنها است.
گروه دوم: تکسلولیهای بدون هتروسیست مانند گلئوکاسپا هستند که قادر به تثبیت ازت گازی هستند.مکانیسم حفاظت از اکسیژن برای جلوگیری از غیر فعال شدن آنزیم نیتروژناز در این گروه به میزان زیادی ناشناخته است. اما ممکن است غلاف ژلاتینی مانع از اثر اکسیژن بر آنزیم نیتروژناز شود.
گروه سوم: جلبک‌های سبز- آبی ریسه‌ای بدون هتروسیست مانند گونه پلکتونما بوریانوم هستند که در شرایط بی هوازی قادر به تثبیت ازت گازی میباشند.
بعضی از جلبک‌های سبز- آبی سمومی(میکروسیستینها، نودولارینها، ساکسی توکسینها و آناتوکسین a) تولید می‌کنند که وجود این سموم و افزایش آنها در آب آشامیدنی باعث ایجاد اثرات حاد و مزمن میگردد و ممکن است حیات موجودات زنده آبزی و دیگر موجوداتی را که از این آب آلوده استفاده می‌کنند تهدید کنند. فعالیتهای انسانی مانند ورود فاضلاب های شهری، صنعتی و کشاورزی که حاوی عناصر غذایی فراوانی هستند باعث شکوفایی این جلبکها میگردد و در نتیجه اکسیژن آب کاهش مییابد و آب رنگ و بوی نامطبوع پیدا میکند و سبب افزایش مرگ و میر موجودات زنده و یا افزایش بیماریهای حاد و مزمن میشود. مدیریت صحیح منابع آبی میتواند از این جلبکها جلوگیری کند.
با ارزیابی این سموم در منابع آبی و تعیین مقادیر آنها و اتخاذ روش های مناسب برای مبارزه و کنترل آنها میتوان میزان آلودگی منابع آبی به سموم سیانوباکترها را تا حد قابل ملاحظهای کاهش داد و سلامت و بقاء موجودات زنده را تضمین کرد.
پژوهشها و مطالعات فراوانی در زمینه روش های کنترل این سموم صورت گرفته است و این روش ها تا حد قابل ملاحظهای در کاهش سموم سیانوباکترها مؤثر واقع شده‌اند. این روش ها عبارتند از کنترل یا مبارزه بیولوژیک و یا افزودن مواد شیمیایی به منابع آب ،کلرزنی، فیلتراسیون سریع یا کند.
چهار گونه نوستوک، آنابنا، اسیلاتوریا وسنیچوکوکوس مهمترین سیانوباکتری های آب و فاضلاب هستند.
منبع:http://microblahijan.blogfa.com