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 Cianobacteria

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leobeat74
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MensajeTema: Cianobacteria   Dom 02 Sep 2012, 22:23

CIANOBACTERIAS

Reino: Bacteria
División: Cianobacteria

Es una bacteria babosa al tacto y con un olor particularmente feo (tipo Gamexane) que por su actividad fotosintética es denominada comúnmente como alga sin serlo verdaderamente. En ocasiones su presencia supone emanación de toxinas que pueden llegar a ser perjudiciales para otros seres vivos.
Las causas de su aparición son variadas y pueden encontrarse tanto en aguas ricas en oxígeno en acuarios con escasa presencia de plantas naturales como en zonas pobres en este gas y con escasa circulación de agua, tanto en zonas iluminadas como en aquellas dotadas de una pobre instalación lumínica.
Suelen presentarse en forma de plaga cubriendo la superficie del sustrato y los cristales en acuarios con escasa presencia de nitratos y escasa circulación del agua ya que pueden prosperar con poca cantidad de oxígeno.
Se pueden combatir eficazmente sifonando y limpiando las zonas afectadas y aumentando la corriente de agua y la presencia de nitratos. En este caso no es efectiva la utilización, corriente en la lucha contra las algas, de especies de peces o invertebrados ya que no hay especies que se alimenten de ellas.
Conocidas comúnmente como algas verde-azuladas por su color verde-azulado (a veces rojizo, pardo o negro) y también como Cianofitos.
Se caracterizan por ser:
Procariotas (sin núcleo verdadero).
Autótrofos (fundamentalmente).
Constituidos por elementos idénticos aislados (unicelulares) o en cenobios.
Filamentosos, planos o globulares.
Viven en medios húmedos o acuáticos con una gran adaptabilidad.
Tamaño entre 1 µm hasta varios micrómetros.
Las cianobacterias son microorganismos cuyas células miden sólo unos µm (micrómetros) de diámetro, pero son más grandes que lo típico de las otras bacterias.
El citoplasma no suele presentar estructuras reconocibles salvo carboxisomas (corpúsculos que almacenan la enzima RuBisCO), vesículas gasíferas (llenas de gas, que presentan muchas pero no todas las formas) y tilacoides, vesículas aplastadas formadas por invaginación de la membrana plasmática (con la que suelen conservar comunicación o contacto) donde reside el aparato molecular de la fotosíntesis. Con medios más sofisticados se pueden reconocer agregados moleculares como ribosomas, microtúbulos (no homólogos de los eucarióticos). La envoltura está constituida, como en todas las bacterias gramnegativas, por una membrana plasmática y una membrana externa, situándose entre ambas una pared de mureína (peptidoglucano).
Las cianobacterias más comunes son unicelulares cocoides (esferoidales), a veces agregadas en una cápsula mucilaginosa, o formadoras de filamentos simples. Los filamentos pueden aparecer agregados en haces, envueltos por mucílago, o de
una manera que aparenta ramificación. Existen además cianobacterias que forman filamentos con ramificación verdadera.
Entre las células de un filamento hay una comunicación íntima, en forma de
microplasmodesmos, y existe además algún grado de especialización de funciones. La diferencia más notable la ofrecen los heterocistes. Estos aparecen como células más grandes y de pared engrosada intercaladas en los filamentos. Recientemente se ha confirmado que su pared presenta celulosa, el polímero más abundante en las paredes celulares de las plantas. Los heterocistes contienen la maquinaria de fijación del nitrógeno, la cual es relativamente incompatible con la de la fotosíntesis. En las cianobacterias sin heterocistes los dos procesos se separan en el tiempo, realizándose la fotosíntesis durante las horas de luz y la fijación de nitrógeno solamente por la noche.
Las cianobacterias son en general organismos fotosintetizadores, pero algunas viven heterotróficamente, como descomponedoras, o con un metabolismo mixto.
Las cianobacterias comparten con algunas otras bacterias la capacidad de usar N2 atmosférico como fuente de nitrógeno.
Las cianobacterias “inventaron” una variante de la fotosíntesis que ha llegado a ser la predominante, y que ha conformado la evolución de la biosfera terrestre. Se trata de la fotosíntesis oxigénica. La fotosíntesis necesita un reductor (una fuente de electrones), que en este caso es el agua (H2O). Al tomar el H del agua se libera oxígeno. La explosión evolutiva y ecológica de las cianobacterias, hace miles de millones de años, dio lugar a la invasión de la atmósfera por este gas, que ahora la caracteriza, sentando las bases para la aparición del metabolismo aerobio y la radiación de los organismos eucariontes.
Las cianobacterias comparten con algunas otras bacterias la habilidad de tomar el
N2 del aire, donde es el gas más abundante, y reducirlo a amonio (NH4), una forma que todas las células pueden aprovechar. Los autótrofos que no pueden fijar el N2, tienen que tomar nitrato (NO3), que es una sustancia escasa. Esto les ocurre por ejemplo a las plantas. Algunas cianobacteria son simbiontes de plantas acuáticas, como los helechos del género Azolla, a las que suministran nitrógeno. Dada su abundancia en distintos ambientes las cianobacterias son importantes para la circulación de nutrientes, incorporando nitrógeno a la cadena alimentaria, en la que participan como productores primarios o como descomponedores. Algunas cianobacterias producen toxinas y pueden envenenar a los animales que habitan el mismo ambiente o beben el agua. Se trata de una gran variedad de géneros y especies, algunas que producen toxinas muy específicas y otras que producen un espectro más o menos amplio de tóxicos. El fenómeno se hace importante sólo cuando hay una floración (una explosión demográfica), lo que ocurre a veces en aguas dulces o salobres, si las condiciones de temperatura son favorables y abundan los nutrientes, sobre todo el fósforo. Los géneros más frecuentemente implicados en floraciones son Microcystis, Anabaena y Aphanizomenon. Los mecanismos fisiológicos de la intoxicación son variados, con venenos tanto citotóxicos (atacantes de las células), como hepatotóxicos (atacantes del hígado) o neurotóxicos (atacantes del sistema nervioso).
Las cianobacterias colonizan numerosos ecosistemas terrestres y acuáticos. Sin embargo, en ambientes acuáticos es donde especialmente se agregan, dando lugar
a formaciones típicas conocidas como floraciones o blooms. Estas proliferaciones en masa ocurren en aguas eutróficas ricas en nutrientes (particularmente fosfatos, nitratos y amoniaco) bajo temperaturas medianamente altas (15 a 30ºC) y dónde el pH oscila entre 6 y 9. Con todo, las afloraciones cianobacterianas necesitan aguas poco removidas y sin vientos para poder desarrollarse. Dichos blooms, resultan muy inestéticos e indeseables en aguas de recreo ya que cambian el aspecto del agua y causan turbidez. Es más, está bien documentado que las cianobacterias, gracias a un metabolismo secundario muy activo, son capaces de sintetizar un gran número de compuestos orgánicos como antibióticos, antivirales, antitumorales, y también otros compuestos nefastos como la geosmina y el 2, metil-isoborneol, que confiere al agua de grifo un sabor execrable. Hay que añadir a todos estos compuestos toxinas responsables de varios episodios conocidos de mortandad de vertebrados (peces, así como ganado y otros animales que beben de las aguas afectadas por el bloom) por ingestión de cianobacterias concentradas en la orilla por la acción del viento.
En cuanto a la reproducción de las Cianobacterias solo se conoce reproducción asexual, y se puede llevar a cabo de tres formas:
1. bipartición, división binaria en organismos unicelulares
2. fragmentación de filamentos (tricomas, filamentos sin vaina), a partir de células especializadas o modificadas, los fragmentos liberados son los hormogonios, que regeneran al individuo completo, las células especializadas pueden ser de tres tipos:
a) disjuntores: una o dos células contiguas se gelifican, el contenido homogéneo y refringente adquiere una coloración verde y una forma de lente bicóncava con los bordes salientes, las células vecinas se decoloran un poco (amarillean), estas células no se colorean de rojo congo
b) necridios: aparecen en ciertas especies de Oscillatoria, ciertas células presentan un aspecto granuloso, amarillento y sus paredes se abomban en forma de célula bicóncava, se colorean de rojo congo y se contraen con la acción de la glicerina
c) heterocistes: provienen de una célula gruesa y diferenciada que desarrolla una gruesa membrana, el contenido se tiñe de amarillo (caroteno), presenta uno o dos poros o plasmodemos, dependiendo de su posición apical o intercalar, al final la célula muere por vacuolización de su contenido. Aparecen sólo en cianofitas Nostocaceae y
Rivulariaceae, su formación está ligada a ciertas condiciones del medio, como débil intensidad luminosa y presencia de glucosa o ácido succínico como fuente de carbono. En algunas especies de Anabaena y Nostoc los heterocistes no mueren y se comportan como órganos de reproducción y liberan varias células aisladas.
3. esporas, reproducción por elementos de resistencia. Las esporas son células que modifican su contenido, se rodean de una cubierta espesa aislante de dos capas, la externa puede presentar ornamentación variada, el contenido es espeso, rico en reservas y desprovisto de pigmentos, durante la germinación la pared se rompe o gelifica, hay varios tipos de esporas
a) acinetos (akinetos): el tipo más frecuente, característicos de los organismos filamentosos, soporta condiciones desfavorables
b) hormosporas (hormocistes): cuando es un conjunto de células o un
hormogonio el que se encista
c) endosporas: se producen por la división de una célula en varios elementos resistentes, mientras la membrana plasmática permanece sin cambios, las endosporas se liberan todas simultáneamente, son frecuentes en las especies parásitas
d) nanosporas (nanocistes): endosporas de pequeña dimensión resultantes de la división de una célula madre sin aumento posterior del tamaño
e) exosporas: igual que las endosporas pero producidas continuamente
Los géneros Oscillatoria, Spirulina y Rivularia presentan movimiento los filamentos, que se caracteriza por que:
Es un movimiento por deslizamiento
No hay orgánulos ni estructuras responsables
No aparecen cambios de forma
El mecanismo aún no se comprende del todo, se plantean dos hipótesis:
Debido a la producción de mucílago, ya que en Oscillatoria el movimiento está confinado a las especies que producen mucílago
Por contracción rítmica del tricoma
Métodos de nutrición:
La mayoría son autótrofas
Algunas son heterótrofas o saprofíticas
Algunas son parásitas, en el tubo digestivo de herbívoros (cobayas) y en batracios anuros
Algunas son heterótrofas pero poseen clorofila y viven en simbiosis
1. con algas, Nostoc symbioticum y Goesiphon pyriformis con una
clorifita sifonal, carecen de clorofila
2. con hongos para formar líquenes:
Cora pavonia: basidiomiceto (Stereum) + Chroococcus
Collema, Peltigera, Physma, Loborina: Ascomiceto +
Gloeocapsa
Ephebe: Ascomiceto + Stigonema
Synalissa: Ascomiceto + Rivularia
3. con briófitos: Nostoc en cámaras aeríferas de hepáticas (Pellia,
Blasia) y Anthoceros
4. con pteridófitos: Azolla filiculoides con Anabaena azollae, que viven en criptas dentro de la hoja
5. con gimnospermas (Cicadáceas), Anabaena en las raíces de Cycas
6. con angiospermas: Nostoc vegetando en pozos del tronco de Gunnera (Haloragaceae)
7. con protozoos, con Panlinella, Amebas, etc.
8. con metazoos, espojas marinas, pelos de perezosos con Cyanoderma (Chamaesiphonales).

Las cianobacterias fueron los principales productores primarios de la biosfera durante al menos 1.500 millones de años, y lo siguen siendo en los océanos, aunque desde hace 300 millones de años han cobrado importancia distintos grupos de algas eucarióticas (las diatomeas, los dinoflagelados, etc.) Lo más importante es que a través de la fotosíntesis oxigénica inundaron la atmósfera de O2. Siguen siendo los principales suministradores de N para las cadenas tróficas de los mares.

ejemplos en nuestros acuarios
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Fuente:
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Material de la Cátedra: Introducción a la Biología (L.I.G.A.)
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