Cyanobacteria

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Cianobatteri

Anabaena spherica
(Foto: Dr. Ralf Wagner)
Classificazione scientifica
Dominio: Prokaryota
Regno: Bacteria
Phylum: Cyanobacteria
Stanier ex Cavalier-Smith, 2002
Sezione
  • I - Chroococcales
  • II - Pleurocapsales
  • II - Oscillatoriales
  • IV - Nostocales
  • V - Stigonematales
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I cianobatteri (Cyanobacteria Stanier ex Cavalier-Smith, 2002) chiamati anche impropriamente alghe azzurre, alghe verdi-azzurre o Cianoficee, sono un phylum di batteri fotosintetici.

Sono organismi unicellulari procarioti, fotoautotrofi, e costituiscono uno dei 23 phyla del regno dei Bacteria.

Riescono a sopravvivere nelle condizioni estreme trasformandosi in spore attraverso un processo chiamato sporulazione.

Indice

Morfologia

I cianobatteri hanno una parete di tipo Gram negativo, sono sempre unicellulari con le cellule singole o riunite in colonie. In questo caso le cellule possono essere organizzate in filamenti (ad esempio Anabaena o Oscillatoria), oppure possono essere piatte (es. Merismopedia) o tonde (ad esempio nei Pleurocapsa e nei Microcystis).

Caratteristiche

La fotosintesi dei cianobatteri ha luogo nella loro membrana tilacoide, in un modo analogo a quello dei cloroplasti delle alghe, dei muschi, delle felci e delle piante con semi. Per la fotosintesi i cianobatteri non utilizzano solo quella parte dello spettro cromatico che utilizzano anche le piante verdi, ma hanno anche oltre alla fotosintesi clorofilliana anche un complesso di antenne, i ficobilosomi, nei quali sono contenute la ficobilina, tra cui la ficocianina (azzurro) o la ficoeritrina (rossa).
La ficocianina dona a molti cianobatteri la caratteristica colorazione blu, ma talvolta (ad esempio nei casi della Spirulina e della Oscillatoria rubescens) la colorazione è rossa, a causa della ficoentrina. Il rapporto delle concentrazioni dei singoli pigmenti può variare di molto, colorando i batteri di verde o persino di nero (colorazione a tratti).
La ficobilina permette lo sfruttamento di una vasta porzione dello spettro visibile (nelle piante la lunghezza d'onda sfruttata varia da 500 a 600 nm). L'efficienza del processo di raccoglimento della luce é per la ficoeritina persino più elevata che nella clorofilla. I cianobatteri possono, in questo modo, sopravvivere con successo anche in condizioni di scarsa luminosità, come ad esempio nelle profondità marine o in ecosistemi acquatici caratterizzati da forte corrente.

Secondo la teoria degli Endosimbionti furono antenati degli odierni Cianobatteri i precursori dei cloroplasti nelle piante verdi. Si parla quindi, in anatomia cellulare, di una serie di opportune caratteristiche biochimiche, che permettono di differenziare i cianobatteri ed i cloroplasti per le proprietà nella cellula eucariote.

Scambio di elementi

Colonie sferiche Cianobatteri d'acqua dolce, del genere Nostoc pruniforme

Molti cianobatteri possono fissare l'azoto: trasformando l' azoto (N2) elementare in ioni ammonio (NH4+) all'interno delle eterocisti.

Tutte le specie sono in grado di produrre tossine, come la β-metilammino-alanina, una neurotossina. Note sono le Microcistine della specie Microcystis. Attraverso l'ingestione di pesce e molluschi alcune tossine, come il BMMA, possono giungere all'organismo umano ed occasionalmente condurre ad avvelenamenti fatali. Ricercatori della Carnegie Institution scoprirono nel 2006 che nel Parco Nazionale di Yellowstone vivono cianobatteri che utilizzano cicli giorno-notte: di giorno effettuano la fotosintesi clorofilliana e di notte la fissazione dell'azoto. Questa caratteristica è, ad oggi, considerata unica.

Sistematica

In passato erroneamente classificati tra le alghe, i cianobatteri sono stati più correttamente inclusi tra gli Eubatteri, contribuendo all'abbandono del termine errato di alghe azzurre, con cui si sono designati per lungo tempo questi microrganismi.

Come per molte sistematiche di procarioti, non c'è consenso unanime nella comunità scientifica in merito al sistema di suddivisione dei cianobatteri. Le circa 2000 specie di cianobatteri sono state tradizionalmente suddivise in cinque sezioni, sulla base dell'aspetto morfologico. Tuttavia, tali suddivisioni non sono tutte coerenti con gli studi filogenetici. In particolare, Chroococcales, Pleurocapsales ed Oscillatoriales sono in disaccordo con gli approcci filetici, mentre Nostocales e Stigonematales sono effettivamente monofiletici.

Nei primi anni del XXI secolo sono stati avanzate tre proposte principali di suddivisione.[1]

La prima, avanzata dal Taxonomy Browser, il database tassonomico del National Center for Biotechnology Information (NCBI) statunitense, propone sette suddivisioni:[2]

  • Chroococcales
  • Gloeobacteria
  • Nostocales
  • Oscillatoriales
  • Pleurocapsales
  • Prochlorales (prochlorophytes)
  • Stigonematales

Cavalier-Smith nel 2002 ha invece proposto due suddivisioni, a loro volta suddivise in tre classi e sei ordini:[3]

  • Gloeobacteria
    • Gloeobacteria
      • Gloeobacterales
  • Phycobacteria
    • Chroobacteria
      • Chroococcales
      • Pleurocapsales
      • Oscillatoriales
    • Hormogoneae
      • Nostocales
      • Stigonematales

Un'ulteriore proposta è infine quella del Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, in cui l'utilizzo dei termini ordine e famiglia è in accordo con quanto definito dall'International Code of Nomenclature of Bacteria (Bacteriological Code).[4]

Gli unici taxa finora approvati dal Bacteriological Code sono infatti le classi Chroobacteria, Hormogoneae e Gloeobacteria, gli ordini Chroococcales, Gloeobacterales, Nostocales, Oscillatoriales, Pleurocapsales e Stigonematales; le famiglie Prochloraceae e Prochlorotrichaceae; i generi Halospirulina, Planktothricoides, Prochlorococcus, Prochloron e Prochlorothrix.[1]

Note

  1. ^ a b Le attuali proposte di suddivisione presentate da J.P. Euzéby - List of Bacterial Names with Standing in Nomenclature
  2. ^ Suddivisione dei cianobatteri secondo il Taxonomy Browser di NCBI
  3. ^ Cavalier-Smith (T.): The neomuran origin of archaebacteria, the negibacterial root of the universal tree and bacterial megaclassification. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2002, 52, 7–76.
  4. ^ D.R. Boone, R.W. Castenholz, G.M. Garrity (eds), Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, second edition, vol. 1 (The Archaea and the deeply branching and phototrophic Bacteria), Springer-Verlag, New York, 2001. Citato da J.P. Euzéby: List of Prokaryotic names with standing in Nomenclature (LPSN).

Bibliografia

  • Thomas Börner: Le tossine dei cianobatteri: nuove connessioni bioattive (in lingua tedesca). Biologie in unserer Zeit 31(2), 2001, S. 108 - 115, ISSN: 0045-205X

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni

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