Цианобактерии некогда сыграли ключевую роль в эволюции биосферы как изобретатели самого эффективного способа фотосинтеза, идущего с выделением кислорода, и создатели привычной нам кислородосодержащей атмосферы. В наши дни массовому развитию этих древних обитателей планеты способствует антропогенное загрязнение вод, устройство каналов и искусственных водохранилищ с зарегулированным стоком. Примерно в половине случаев «цветения» водоемов в них присутствуют токсины – ядовитые для животных и человека вещества, вырабатываемые цианобактериями.
Цианобактерии наиболее близки к древнейшим микроорганизмам, постройки которых (строматолиты, возраст более 3,5 млрд лет) обнаружены на Земле. Это единственные бактерии, способные к оксигенному фотосинтезу. Цианобактерии относятся к наиболее сложно организованным и морфологически дифференцированным прокариотам.
Анабена (Сине-зеленая водоросль или Anabaena Cyanophyta) – многоклеточная водоросль. Она живет на почве, и для фотосинтеза ей необходим солнечный свет. Сине-зеленые водоросли неприхотливы и не требуют каких-то особых условий для роста, но водород образуют только тогда, когда в окружающей среде нет кислорода.
Поэтому, чтобы получить водород, их выращивают в аргоне. Водоросли при фотосинтезе вместе с водородом выделяют кислород, который мешает образованию водорода. К тому же такой процесс дорог. Поэтому производство водорода обычными сине-зелеными водорослями невыгодно.
Анабена (лат. Anabaena) — род нитчатых цианобактерий (синезелёных водорослей), входит в состав планктона.
Анабена — это цианобактерия, которая обитает в пресных водоемах. Ее можно встретить по всему миру: в Австралии, Новой Зеландии, Европе, Азии и Северной Америке. Считается, что цианобактерии были одними из первых организмов с многоклеточной структурой, появившихся на Земле. Тысячелетиями они эволюционировали и приобрели некоторые очень любопытные способности.
Клетки округлые или бочонковидные, имеются гетероцисты. Для анабены характерно наличие специализированных клеток для переживания неблагоприятного периода – акинет. Известны своими азотфиксирующими способностями, образуют симбиотические отношения с определёнными растениями, такими, как некоторые папоротники. Являются одними из четырёх родов цианобактерий, которые производят нейротоксины, наносящими ущерб местной дикой природе, а также сельскохозяйственным и домашним животным.
Если говорить об анабене, то этот микроорганизм научился синтезировать нейротоксин, получивший название анатотоксина.
Обнаружили эти бактерии абсолютно случайно, когда в 50-х годах прошлого столетия в Америке и Европе начался массовый падеж скота. Как установили ветеринарные врачи, причиной отравления стала анабена.
Опасны и цианобактерии, синтезирующие сакситоксины, которые встречаются по всему миру, но наиболее распространены в Австралии. Примечательно, что этот токсин активно используется военными, которые классифицируют его как «вещество, которое не имеет никакого практического применения кроме оружейного производства».
Анабена принадлежит к числу организмов, вызывающих так называемое цветение воды. В жаркие летние дни она размножается до невероятия и сплошь покрывает поверхность воды тонкой она лесцирующей дымкой. Ее иногда легко наловить в достаточном количестве и сохранить в формалине, при чем клетки ее долгое время, почти не изменяются. Анабена имеет вид цепочки, свернутой то кольце образно то винтообразно, с несколькими граничными клетками.
Клетки кажутся темными от находящихся в их протоплазме небольших телец, при повороте микрометрического винта меняющих свою окраску, иногда почти радужных, чаще же красноватых.
Читайте также:
При заготовке фиксированного материала все анабены также всплывают на поверхность и образуют сплошной слой, хорошо отличимый, благодаря их яркой окраске. Значит, это не прижизненное, а чисто «физическое явление.
Цветение воды вызывается, однако, не одной анабеной, а также и другими организмами, например прямыми палочкообразными нитями, как у Aphanizomenon, где особенно часто можно видеть, кроме граничных клеток, еще и покоящиеся. Эти последние крупнее в б6 раз, чем деятельные клетки, и в них не видно псевдовакуолей, благодаря чему они окрашены равномерно в характерный синезеленый цвет. Покоящиеся клетки плавают, лишь пока их поддерживают деятельные клетки, после же отмирания последних падают на дно, где и прорастают; только по миновании условий, погубивших деятельные клетки, например по окончании зимы, после прорастания снова образуются цепочки клеток, в них развиваются «псевдовакуоли», и организм всплывает на поверхность.
Сине зеленые водоросли — это крупные бактерии, которые могут располагаться по одной, группами либо в виде нитей. Их особенность – способность осуществлять настоящий фотосинтез (на свету выделять кислород в водную среду). Они, в отличие от эвгленовых и пирофитовых водорослей, не имеют жгутиков и характерной слизистой оболочки, быстро разрастаются и покрывают плотным слоем поверхность, на которой закрепились. Кроме того, эта клетка – типичный прокариот. Она не имеет ядра и внутренних органоидов.
За 3 миллиарда лет своего существования сине-зеленые водоросли образовали много модификаций». На сегодня известно более 2,5 тысяч их видов. Среди них:
- глеотрихии;
- анабена;
- осциляторий.
Для глеотрихий естественной средой обитания являются водоемы с соленой подвижной водой, в которых они могут обитать на отживших частях растительности.
Анабену можно встретить в болотах и прудах с глинистым дном и даже в лужах после дождя.
Осцилятории предпочитают стоячую воду, часто окутывают поверхности утонувших предметов, но встречаются и на поверхности водоемов.
Многочисленные фото «цветущих» водоемов отражают результат заселения именно цианобактерий. Экологическое равновесие в таком случае нарушается. Растения перестают расти и плохо укрепляются, рыбы практически задыхаются от наличия в воде вредных химических веществ – продуктов жизнедеятельности вредителя.
Питание всех видов осуществляется фототрофным способом, аналогично ламинарии. Однако имеются данные, что бактерия может питаться и миксотрофно, т.е. смешанно. Она практически впитывает готовые органические вещества всей поверхностью, благодаря чему растет.
Размножаться половым способом водоросли не способны. Для них характерен нитчатый способ разрастания, известный как вегетативный. Из нескольких начальных элементов быстро образовываются целые заросли, часто опутывающие культурные растения, словно паутина.
Объединяет все виды цианобактерий высокая живучесть и способность быстро восстанавливаться.
Устойчив вредитель и к некоторым способам дезинфекции. Популярному в народе подсаливанию, добавлению в воду нескольких капель бриллиантового зеленого или прочему аналогичному воздействию он сможет противостоять. Для борьбы необходимы натуральные антибиотики и специальные средства для дезинфекции воды и поверхностей аквариума.
Цианобактерии или сине-зеленые водоросли встречаются во всем мире, особенно в спокойных богатых питательными веществами водах. Некоторые виды цианобактерий производят токсины, воздействующие на животных и людей. Люди могут подвергаться воздействию токсинов цианобактерий, когда пьют зараженную воду или купаются в ней. Самые частые и серьезные последствия для здоровья возникают при выпивании воды, содержащей токсины (цианобактерии), или ее попадании в организм при рекреационном водопользовании.
Течение болезни, вызванной токсинами цианобактерий, зависит от вида токсина и характера воды или связанного с водой воздействия (употребление для питья, контакт с кожей и т.д.). У людей проявляются разнообразные симптомы, включающие раздражение кожи, желудочные колики, рвоту, тошноту, диарею, высокую температуру, боль в горле, головную боль, боль в мышцах и суставах, волдыри во рту и повреждение печени. При купании в воде, содержащей токсины цианобактерий, может развиться аллергическая реакция, например астма, раздражение глаз, сыпь и волдыри вокруг рта и носа. Животные, птицы и рыбы также могут получить отравление при высоких уровнях цианобактерий, производящих токсины.
Цианобактерии, известные также как сине-зеленые водоросли, получили такое название, поскольку эти организмы обладают свойствами как водорослей, так и бактерий, хотя они и отнесены сегодня к бактериям. Сине-зеленый цвет объясняется их способностью к фотосинтезу, как и у растений.
Токсины цианобактерий классифицируются по их воздействию на организм человека. Гепатотоксины (воздействующие на печень) производятся некоторыми штаммами цианобактерий Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nodularia, Nostoc, Cylindrospermopsis и Umezakia. Нейротоксины (воздействующие на нервную систему) производятся некоторыми штаммами Aphanizomenon и Oscilatoria. Цианобактерии вида Cylindroapermopsis raciborski могут также производить токсичные алкалоиды, вызывающие у людей гастроэнтерологические симптомы или болезнь почек. Не все цианобактерии этих видов производят токсины, и, вероятно, существуют токсины, которые еще не признаны в качестве таковых.
Люди в основном подвергаются воздействию токсинов цианобактерий, когда пьют загрязненную воду или купаются в ней. Другими источниками являются пищевые таблетки из водорослей. Некоторые виды образуют на поверхности воды пленку, однако высокие концентрации могут также присутствовать во всей массе зараженной воды. Поверхностная пленка представляет особую опасность для здоровья человека в силу ее высокотоксического воздействия при контакте. Контакт, особенно со стороны детей, следует избегать.
Эти микроорганизмы могут быстро размножаться в благоприятных условиях, например в спокойной богатой питательными веществами пресной или морской воде в теплом климате или в конце лета в более прохладных частях мира. Цветение цианобактерий обычно происходит регулярно в одних и тех же водоемах, что создает риск повторяющегося воздействия на здоровье определенных групп населения. Давно известно, что токсины цианобактерий в озерах и прудах в различных частях мира вызывают отравления у животных и людей. Один из первых случаев их токсического воздействия был зарегистрирован в Ките 1000 лет назад (Chorus и Bartram, 1999 г.).
Цианобактерии увязываются с болезнями в различных частях всего мира, в т.ч. Северной и Южной Америке, Африке, Австралии, Европе, Скандинавии и Китае. Точные цифры числа людей, подвергающихся их воздействию во всем мире, отсутствуют. Единственные документированные и научно-подтвержденные случаи смерти людей от токсинов цианобактерий связаны с их воздействием во время диализа. Лицам, подвергшимся воздействию цианобактерий через питьевую воду и при рекреационном использовании водоемов, требуется интенсивный больничный уход.
-
Читайте также:
- Сокращение роста концентрации питательных веществ (эвтрофикации) в озерах и водоемах, особенно путем более качественного управления системами обработки сточных вод и борьбы с загрязнением удобрениями (в том числе навозом) в сельском хозяйстве.
- Информирование сотрудников здравоохранения и водоснабжения, а также населения о рисках питья, купания или занятия водным спортом в воде, которая может содержать высокую концентрацию цианобактерий.
- В соответствующих случаях обработка воды, предназначенной для питьевого водоснабжения, с целью удаления микроорганизмов и их токсинов.
Частые вопросы
Каково строение анабены?
Анабены представляют собой цианобактерии, которые имеют форму нитевидных клеток, объединенных в цепочки.
Какую пользу могут нести анабены?
Анабены способны фиксировать азот из атмосферы, что делает их важными для улучшения плодородия почвы и поддержания экосистем водоемов.
Какой вред могут причинить анабены?
Некоторые виды анабен могут вырабатывать токсины, которые представляют опасность для животных и людей, вызывая отравления и загрязнение водоемов.
Полезные советы
СОВЕТ №1
При изучении статьи об анабене обратите внимание на ее классификацию и родовую принадлежность, чтобы понять ее место в биологической системе.
СОВЕТ №2
Изучите информацию о пользе и вреде анабены, чтобы понимать ее влияние на окружающую среду и человека.
Загрузка...
