Izraz “cijanobakterije” odnosi se na veliku skupinu jednostaničnih organizama koji imaju prapovijesne korijene, ali su još uvijek u izobilju u moderno doba, obično u vodi ili na neki drugi način vlažnom okruženju. Ponekad se nazivaju “plavo-zelenim algama” jer njihove velike kolonije u vodi često izgledaju kao alge, koje su vodene biljke. Međutim, ne postoji biološka veza između bakterija i algi. Bakterije stvaraju energiju fotosintezom i postoje blizu površine većine vode. Okeani, rijeke, potoci i lokve udomljavaju ih; čak su i neki ledenjaci i blato sadržavali male kolonije. Mnogi znanstvenici vjeruju da je ova vrsta bakterija igrala ključnu ulogu u evoluciji staničnog života na Zemlji.
Osnovne karakteristike
Pojedinačne cijanobakterije su mikroskopske, što znači da se ne mogu vidjeti bez mikroskopa ili drugog alata za povećanje. Međutim, oni su široko prisutni u većini izvora vode na planeti i često tvore kolonije koje se mogu vidjeti. Ove kolonije, koje se obično sastoje od milijuna stanica povezanih zajedno, ponekad nalikuju algama. Bakterije će se povezati iz nekoliko različitih razloga, ali kada se to dogodi, obično je najvidljivije blizu površine vode i obično je svijetlo plave boje. Stanice su ove boje i pojedinačno, ali to je najočitije kada se vidi u masivnoj skupini.
Pojedinačne stanice mogu varirati u obliku; većina je vitka i cjevasta, ali neke imaju više spljošteni ovalni oblik. Imaju prosječnu duljinu od oko 2 milimetra i općenito su vrlo jednostavne sa znanstvenog stajališta.
Različiti tipovi
Na temelju svog oblika, formalnije poznatog kao njihova “morfologija”, cijanobakterije su razvrstane u pet skupina: chroococcales, pleurocapsales, oscilatoriales, nostocales i stigonematales. Međutim, utvrđena je zajednička loza samo posljednje dvije skupine. Samo zato što dva organizma imaju sličan oblik, nisu nužno filogenetski povezani, što znači da ne moraju biti članovi iste klasifikacijske skupine poznate kao tip.
Proizvodnja energije
Ova vrsta bakterija stvara vlastitu energiju i hranu fotosintezom, kao i većina biljaka. To znači da su stanice sposobne pretvoriti sunčevu svjetlost u energiju koja se može pohraniti kao ugljikohidrati poput šećera. Kao rezultat toga, stanice su gotovo potpuno samodostatne: sposobne su stvoriti i pohraniti svu energiju koja im je potrebna za razvoj i reprodukciju.
Fotosinteza u cijanobakterijama koristi vodu kao donora elektrona i proizvodi kisik kao nusprodukt. Fotosinteza se događa u membranama zvanim tilkoidi, pri čemu se klorofil koristi za apsorpciju sunčevih zraka. Za razliku od većine drugih organizama koji provode fotosintezu u specijaliziranim organelama, ove bakterije vrše pretvorbu izravno u citoplazmi svojih stanica.
Evolucijska povijest
Mnogi evolucijski biolozi kažu da kloroplasti koji se nalaze u većini živih biljaka vjerojatno potječu od cijanobakterija ili su ih nekada stvorile. S obzirom na to da posjeduju vlastitu DNK, stručnjaci kažu da je moguće da su sofisticiranije biljne stanice davno donijele ove bakterije u njihovu strukturu kao svojevrsni obostrano koristan “simbiotski” odnos.
Ti su organizmi vrlo stari, a neki fosili datiraju gotovo 4 milijarde godina u pretkambrijsku eru. To ih čini među najstarijim stvarima u fosilnom zapisu. Biolozi općenito vjeruju da su ti organizmi odigrali ključnu ulogu u povećanju količine kisika u Zemljinoj atmosferi. Istraživanja su pokazala da su te bakterije i drugi prokarioti gotovo 2 milijarde godina bili jedini organizmi na Zemlji, budući da eukarioti još nisu evoluirali. Moguće je da se život na drugim biljkama, ako postoji, može sastojati od prokariota poput cijanobakterija, a ne od eukariota. Zbog svoje jednostavnosti, prokariotske stanice su oko 1,000 puta manje od eukariotskih stanica.
Zdravstvena razmatranja
S vremena na vrijeme, bakterije će formirati velike lance u vodi, a zatim se početi raspadati ili umrijeti. To uzrokuje da se stanice raspršuju, a rezultat se ponekad naziva “cvjetanje” plave alge zahvaljujući svojoj boji i izgledu. Cvjetovi mogu biti otrovni za ljude i životinje, a ljudi se obično obeshrabruju od kupanja u jezerima i bazenima gdje su bakterije uočene u visokim koncentracijama poput ove. Pojedinačne stanice obično nisu štetne i često se gutaju ili gutaju bez ikakvih loših posljedica, čak i ako su slabe, umiru ili mrtve. Veliki sojevi, međutim, često sadrže dovoljno visoke koncentracije dušika i drugih kemikalija da mogu oštetiti pluća i dišne puteve ljudi koji ih konzumiraju. Bakterije specijalizirane za fiksaciju dušika nazivaju se heterociste, a one su obično najopasnije.