साइनोबैक्टीरीया, पूर्व में नीले, हरे शैवाल के रूप में जाना जाता है, के रूप में ही ऊर्जा और पानी के रूप में सूरज की रोशनी का उपयोग करने में सक्षम प्रोकैर्योसाइटों द्वारा गठित जीवाणुओं की एक जाति हैं एक प्रकाश संश्लेषण में इलेक्ट्रॉनों की स्रोत (ऑक्सीजन-युक्त संश्लेषण)।
उच्च पौधों की तरह, उनमें वर्णक होते हैं जो उन्हें ऑक्सीजनयुक्त प्रकाश संश्लेषण करने की अनुमति देते हैं। इस फीलम में 150 जेनेरा में लगभग 2000 प्रजातियां शामिल हैं, जिनमें कई प्रकार के आकार और आकार हैं।
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सायनोबैक्टीरिया बहुत प्राचीन जीव हैं। आधुनिक साइनोबैक्टीरिया के लिए महान समानता वाले माइक्रोफ़ॉसिल्स को 2.1 अरब साल पहले की जमा राशि में पाया गया है। साइनोबैक्टीरिया के चरित्रगत बायोमार्कर अणु 2.7 और 2.5 बिलियन वर्ष पुराने समुद्री निक्षेपों में भी पाए गए हैं।
प्रकाश संश्लेषण के उप-उत्पाद के रूप में ऑक्सीजन को उत्पन्न करने और छोड़ने के लिए साइनोबैक्टीरिया की क्षमता के कारण, यह माना जाता है कि पृथ्वी पर इसकी उपस्थिति ने वातावरण के संशोधन की अनुमति दी, जिससे एक बड़ी ऑक्सीजनकरण घटना हुई।
ऑक्सीजन में वृद्धि से वायुमंडलीय मीथेन सांद्रता में लगभग 2.4 से 2.1 बिलियन साल पहले कमी आई है, जिससे एनारोबिक बैक्टीरिया की कई प्रजातियों का विलोपन हो सकता है।
सायनोबैक्टीरिया प्रजातियों के कुछ उपभेद जलीय वातावरण में शक्तिशाली विषाक्त पदार्थों का उत्पादन कर सकते हैं। ये विषाक्त पदार्थ माध्यमिक चयापचयों हैं जो पर्यावरण में जारी होते हैं जब पर्यावरण की स्थिति चरम पर होती है, यूट्रोफिक वातावरण में, फास्फोरस जैसे खनिज पोषक तत्वों की उच्च सांद्रता और पीएच और तापमान की विशेष स्थिति के साथ।
विशेषताएँ
साइनोबैक्टीरिया ग्राम-नकारात्मक धुंधला बैक्टीरिया है जो एकल-कोशिकाएं हो सकती हैं या फिलामेंट्स, शीट या खोखले गोले के आकार में कॉलोनियां बन सकती हैं।
इस विविधता के भीतर, विभिन्न प्रकार की कोशिकाएं देखी जा सकती हैं:
- वनस्पति कोशिकाएं वे होती हैं जो अनुकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों में बनती हैं, जिसमें प्रकाश संश्लेषण होता है।
- कठिन पर्यावरणीय परिस्थितियों में उत्पादित अकिनेट, एंडोस्पोरस।
- हेटरोसाइट्स, मोटी दीवारों वाली कोशिकाओं में एंजाइम नाइट्रोजन होता है, जो एनारोबिक वातावरण में नाइट्रोजन निर्धारण में शामिल होता है।
सायनोबैक्टीरिया सबसे सरल जीव हैं जो सर्कैडियन चक्रों का प्रदर्शन करते हैं, दिन के समय-समय पर पर्यावरणीय परिवर्तनों से जुड़े समय के नियमित अंतराल पर जैविक चर के दोलनों। साइनोबैक्टीरिया में सर्कैडियन घड़ी काईसी फॉस्फोराइलेशन चक्र से काम करती है।
सियानोबैक्टीरिया को स्थलीय और जलीय वातावरण की एक विशाल विविधता में वितरित किया जाता है: नंगे चट्टान, रेगिस्तान में अस्थायी रूप से गीली चट्टानें, ताजे पानी, समुद्र, नम मिट्टी और यहां तक कि अंटार्कटिक चट्टानें।
वे पानी के निकायों में प्लवक का हिस्सा बन सकते हैं, उजागर सतहों पर फोटोट्रॉफिक बायोफिल्म बना सकते हैं, या पौधों या लाइकेन बनाने वाले कवक के साथ सहजीवी संबंध स्थापित कर सकते हैं।
कुछ साइनोबैक्टीरिया पारिस्थितिकी प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। Microcoleus vaginatus और M. vaginatus मिट्टी को एक पॉलीसैकराइड म्यान का उपयोग करके स्थिर करते हैं जो रेत के कणों को बांधता है और पानी को अवशोषित करता है।
जीनस प्रोक्लोरोकोकस के जीवाणु खुले महासागर के प्रकाश संश्लेषण के आधे से अधिक का उत्पादन करते हैं, जिससे वैश्विक ऑक्सीजन चक्र में एक महत्वपूर्ण योगदान होता है।
साइनोबैक्टीरिया की कई प्रजातियाँ, जैसे कि अपहानिज़ोन फ्लोस-एक्वा और आर्थ्रोस्पिरा प्लैटेंसिस (स्पिरुलिना), खाद्य स्रोतों, पशु चारा, उर्वरकों और स्वास्थ्य उत्पादों के रूप में काटी जाती हैं।
आकृति विज्ञान
सायनोबैक्टीरियल कोशिकाओं में प्लाज्मा झिल्ली के साथ एक अत्यधिक विभेदित, ग्राम-नकारात्मक कोशिका की दीवार और एक बाह्य झिल्ली एक पेरिप्लास्मिक स्थान से अलग होती है।
इसके अलावा, उनके पास थायलाकोइड झिल्ली की एक आंतरिक प्रणाली होती है जहां इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण श्रृंखलाएं होती हैं जो प्रकाश संश्लेषण और श्वसन में शामिल होती हैं। ये विभिन्न झिल्ली प्रणालियां इन जीवाणुओं को एक अद्वितीय जटिलता प्रदान करती हैं।
उनके पास फ्लैगेल्ला नहीं है। कुछ प्रजातियों में हॉर्मोगोनिया नामक फिलामेंट्स होते हैं, जो उन्हें सतहों पर विभाजित करने की अनुमति देते हैं।
बहुकोशिकीय फिलामेंटरी रूप, जैसे कि ऑसिलेटोरिया जीनस, फिलामेंट के दोलन के माध्यम से एक अविचलित गति उत्पन्न करने में सक्षम हैं।
अन्य प्रजातियां जो पानी के स्तंभों में रहती हैं, एक प्रोटीन म्यान द्वारा बनती हैं, जो उन्हें उछाल देती हैं।
होर्मोगोनिया छोर पर तेज कोशिकाओं के साथ पतली कोशिकाओं से बना होता है। इन कॉलोनियों को मुख्य कॉलोनी से दूर उन जगहों पर छोडा और जुटाया जाता है, जहाँ नई कॉलोनियाँ शुरू होती हैं।
व्यवस्थित
उच्चतम टैक्सोनोमिक स्तरों पर साइनोबैक्टीरिया के वर्गीकरण पर गर्म बहस की गई है। वानस्पतिक संहिताओं के अनुसार इन जीवाणुओं को शुरू में नीले-हरे शैवाल (सियानोफाइटा) के रूप में वर्गीकृत किया गया था। ये प्रारंभिक अध्ययन रूपात्मक और शारीरिक विशेषताओं पर आधारित थे।
बाद में, 1960 के दशक में, जब इन सूक्ष्मजीवों की प्रोकैरियोटिक विशेषताओं को स्थापित किया गया था, साइनोबैक्टीरिया को बैक्टीरियलोलॉजिकल कोड के तहत पुनर्वर्गीकृत किया गया था।
1979 में 5 खंडों का प्रस्ताव किया गया था जो 5 आदेशों के अनुरूप थे: खंड I = चेरोकोकल्स, खंड II = प्लूक्रोकैप्सल्स, अनुभाग III = ऑस्किलेटोरियल, खंड IV = नोस्टोकेल्स और अनुभाग V = स्टीगोनोमेलेस।
साइनोबैक्टीरिया की टैक्सोनोमिक प्रणाली को इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और आणविक और आनुवंशिक तरीकों की शुरूआत के साथ मौलिक रूप से बदल दिया गया था।
सायनोबैक्टीरिया की वर्गीकरण की समीक्षा पिछले 50 वर्षों में लगभग लगातार की गई है, जिसमें मौलिक रूप से विभिन्न प्रस्ताव तैयार किए गए हैं। सायनोबैक्टीरिया के वर्गीकरण पर बहस जारी है।
इस फ़ाइलम के लिए फ़ाइलोजेनेटिक पेड़ों के लिए नवीनतम प्रस्ताव आदेशों के उपयोग का प्रस्ताव करते हैं: ग्लोबोबैक्टेरियल्स, सिन्टेकॉकॉल्स, ऑसिलीटोरियलस, चेरोकोकल्स, प्लुओक्रोसपल्स, स्पिरुलिनलेस, रूबिडीबैक्टीर / हेलोथीस, चेरोकोकाइडियोप्सिडेल्स y नोस्टोकैलेस। ये आदेश कई प्रजातियों से बने मोनोफोनिक जेनेरा से बने हैं।
विषाक्तता
यह अनुमान लगाया जाता है कि लगभग 2000 प्रजातियों वाले साइनोबैक्टीरिया के 150 जेनेरा हैं, जिनमें से लगभग 46 में कुछ विष-उत्पादक तनाव हैं।
जलीय पारिस्थितिक तंत्रों में, सायनोबैक्टीरिया की प्रचुरता उच्च स्तर तक पहुंच सकती है जब पर्यावरण की स्थिति उनके विकास के लिए उपयुक्त होती है, जो साइटोप्लाज्म में द्वितीयक चयापचयों के संचय का पक्षधर है।
जब पर्यावरण की स्थिति प्रतिकूल हो जाती है, तो फॉस्फोरस, सायनोबैक्टीरिया जैसे खनिज पोषक तत्वों की सांद्रता में वृद्धि के साथ, सेल लसीका का उत्पादन और पर्यावरण के लिए विषाक्त पदार्थों की रिहाई होती है।
दो मुख्य प्रकार के विषाक्त पदार्थों की पहचान की गई है: हेपेटोटॉक्सिन और न्यूरोटॉक्सिन। न्यूरोटॉक्सिन मुख्य रूप से प्रजाति और उपभेदों जेनेरा द्वारा उत्पादित किए जाते हैं: अनाबायना, अपहानिज़ोमोन, ओस्किलटोरिया, ट्राइकोड्समियम और सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिस।
न्यूरोटॉक्सिंस तेजी से कार्य करते हैं, जिससे विष की उच्च सांद्रता में प्रवेश करने के कुछ मिनटों के भीतर श्वसन गिरफ्तारी से मृत्यु हो जाती है। सैक्सिटॉक्सिन एक पैरालाइजिंग न्यूरोटॉक्सिन है, जो रासायनिक हथियार सम्मेलन के अनुलग्नक 1 में सूचीबद्ध है।
हेपेटोटॉक्सिंस जेनेरा माइक्रोकैस्टिस, अनाबाएना, नोडुलरिया, ओस्सिलोरिया, नोस्टॉक और सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिस द्वारा निर्मित होते हैं। वे साइनोबैक्टीरिया से संबंधित सबसे आम प्रकार के विषाक्तता का कारण बनते हैं। वे अधिक धीरे-धीरे काम करते हैं और विषाक्तता के बाद कुछ घंटों या दिनों में मौत का कारण बन सकते हैं।
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