Sinice "vynález" thylakoidů a fykobilisómů. oxygenní fotosyntéza (proto také oxyfototrofní baktérie) (umějí ovšem i sulfurogenní fotosyntézu)

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Sinice "vynález" thylakoidů a fykobilisómů. oxygenní fotosyntéza (proto také oxyfototrofní baktérie) (umějí ovšem i sulfurogenní fotosyntézu)"

Iveta Navrátilová
před 5 lety
Počet zobrazení:

2 Proterozoikum

Sinice "vynález" thylakoidů a fykobilisómů 6 CO 2 + 6 H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 oxygenní

3 Sinice "vynález" thylakoidů a fykobilisómů 6 CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 oxygenní fotosyntéza (proto také oxyfototrofní baktérie) (umějí ovšem i sulfurogenní fotosyntézu) fykobilisóm

4 věk sinic 2,5-0,6 Van den Hoek, 1995

5 před 2,5 až 0,6 miliardami let - věk sinic, nebo také boring billion stromatolity dobře dokumentované fosilie kokálních a vláknitých sinic - stáří 2,5 miliardy let

6 Vývoj koncentrace plynů v atmosféře GOE "great oxygenation event"

veledůležitá schopnost fixace vzdušného dusíku - žijí úplně všude - ve fanerozoiku tzv.

7 Základní charakteristika sinic - kokální (jednotlivě žijící či koloniální) nebo vláknité stélky - samozřejmě bakteriální stavba buňky se vším všudy - chlorofyl a (a někdy i b, c či d) - u některých veledůležitá schopnost fixace vzdušného dusíku - žijí úplně všude - ve fanerozoiku tzv. statická evoluce fenotypu - rozmnožují se dělením buněk, pohlavní proces nemají - u některých je již znám horizontální přenos DNA plazmidy

8 tři typy fotosyntetického aparátu sinic typ Gloeobacter violaceus - bez thylakoidů, fykobilisómy a pigmenty na plasm. membráně G. violaceus byl izolován z povrchu vápencové skály ve Švýcarsku Je to pravděpodobně nejprimitivnější existující sinice, která představuje jejich nejpůvodnější typ.

9 standardní stav (typ Synechococcus) - thylakoidy, na nich fykobilisómy

10 typ Prochlorococcus (Prochloron, Prochloroccoccus, Prochlorothrix, Acaryochloris) - úplně bez fykobilisómů, s chlororylem b

11 vsuvka: fotosyntetické pigmenty chlorofyly fykobiliny karotenoidy a xanthofyly

12 sinicová fylogeneze 16S rrna sinice a plastidy Nostocales (incl. větvené sinice) plastidy eukaryot Turner et al, 1999, J. Euk. Microbiol. 46: Gloeobacter

13 GOE and cyanobacterial multicellularity Schirrmeister et al., 2013, PNAS

14 evoluce ca 60% sinicových genových rodin je ovlivněna laterálními přenosy Dagan et al., 2013, Genome Biol. Evol. 5:

15 sinice a evoluce plastidů Marin et al., 2005, Protist 156:

16 Sánchez-Baracaldo, 2015, Sci Rep

17 nitrogenační schopnost sinic - zdroj dostupného dusíku pro živé organismy - dusičnany z molekulárního dusíku - v heterocytech (Nostocales), ale ne vždy... (!) Berman-Frank et al., 2003, Res. Microbiol.

18 Fixace vzdušného N 2 fixace = přeměna atmosférického N 2 (N N) na využitelnou formu dusíku (amoniak: NH 4+ ) N H ATP 2 NH 3 + H ADP + 16 P N limitující prvek v moři, nutný pro tvorbu aminokyselin pouze sinice a bakterie mají schopnost fixovat N; sinice zároveň produkují O 2 inaktivuje nitrogenázu prostorová nebo časová separace obou aktivit Mo esenciální prvek pro enzymový komplex nitrogenázy Energeticky nejnáročnější buněčný proces v živé přírodě!

19 Global glaciations and nitrogenase activity in the oceans Sánchez-Baracaldo et al., 2014, Curr. Biol.

20 větvení sinic tzv. pravé a nepravé

21 aerotopy - jediné intracelulární plynové měchýřky v živé přírodě

22 Příklady diverzity sinic: kokální sinice: Synechocystis Chroococcus

23 Synechococcus occurs in virtually all regions of marine euphotic zone (with some exceptions in Antarctica) (usually less abundant than Prochlorococus) density in the phytoplankton up to 10 6 cells/ml

24 Gloeocapsa Gloeocapsopsis

25 Prochloron symbioza se sumkami obligátní symbiont, nelze ho kultivovat

26 Prochlorococcus dominanta oceanického fytoplanktonu, až 50% primární produkce oceánů, příklad pikoplanktonního organismu

27 mořský fytoplankton úvodní informace - 70% primární produkce na Zemi - čtyři dominantní skupiny: - sinice (Prochlorococcus, Synechococcus) - Haptophyta - Dinophyta - Bacillariophyceae velikost buněk abundance (chl a)

28 oceanický fytoplankton základní obrázek globální struktury

29 další koloniální kokální sinice sladkovodní fytobentos Merismopedia

sinicové vodní květy (water blooms) hlavně rody: Microcystis, Planktothrix, Anabaena, Aphanizomenon, Cylindrospermopsis, Nodularia microcystiny

koncentrace microcystinů v pitné vodě max. 1,0 µm.l -1 ČR vyhl. 252/2004 MZd technologické prostředky boje s v.k.: bagrování sedimentů, použití algicidů, umělé provzdušňování, srážení hlinitými solemi (PAX-18) další info: www.

30 sinicové vodní květy (water blooms) hlavně rody: Microcystis, Planktothrix, Anabaena, Aphanizomenon, Cylindrospermopsis, Nodularia microcystiny hepatotoxické oligopeptidy anatoxiny neurotoxické heterocyklické látky cylindrospermopsiny hepatotoxické saxitoxiny neutoxické limit WHO pro koncentrace microcystinů v pitné vodě max. 1,0 µm.l -1 ČR vyhl. 252/2004 MZd technologické prostředky boje s v.k.: bagrování sedimentů, použití algicidů, umělé provzdušňování, srážení hlinitými solemi (PAX-18) další info: (BÚ AV ČR) - příčiny vzniku, ekologická dynamika, - environmentální význam, cyanotoxiny

31 Microcystis

32 Oscillatoriales: Oscillatoria, Phormidium Arthrospira (Spirulina) eutrofní plankton, vegetační zákaly - sušené čadské koláče dihé

33 Spirulina - Arthospira historie Aztékové sbírali spirulinu už v 16.st. (Mexiko) sběr a sušení spiruliny v okolí Čadského jezera placky dihé

34 heterocytární sinice (Nostocales) Nostoc sinice s heterocyty mají zásadní význam v symbiotických interakcích

35 symbiotické interakce (nostokálních) sinic Geosiphon rozsivky Azolla hlevíky lišejníky cycasy

36 Anabaena (Aphanizomenon)

37 Cylindrospermopsis raciborskii v.k. C. raciborski v severní Argentině teplomilný toxický druh šířící se v posledních 20 letech do Evropy obsahuje hepatotoxické microcystiny a další látky

38 Rivularia R. mesenterica Středozemní moře sladkovodní Rivularia oligotrofní biotopy heteropolární vlákna, bazální heterocyt, slizove kolonie

39 nepravě větvené tradiční rody Tolypothrix Scytonema Petalonema

40 pravě větvené sinice: Hapalosiphon, Stigonema pravé větvení

41 Mastigocladus laminosus extremofilní, termální sinice příklad striktně ekologicky podmíněného geografického rozšíření

Podobné dokumenty

http://botany.natur.cuni.cz/algo/predmety.html DOBRONICE Kde se s námi můžete seznámit? MB120T61 Terénní cvičení z botaniky (Field course in Botany) 29.5.-3.6. 2017 Terénní demonstrace základních skupin