Trichodesmium (jūros pjuvenos) — azotą fiksuojančios tropinės cianobakterijos
Trichodesmium (jūros pjuvenos) — tropinės azotą fiksuojančios cianobakterijos, maitinančios vandenynų ekosistemas ir lemiančios pasaulinę azoto pusiausvyrą.
Trichodesmium, arba „jūros pjuvenos“, yra gijinių cianobakterijų gentis, aptinkama dažniausiai maistingųjų medžiagų stokojančiuose tropinių ir subtropinių vandenynų vandenyse. Šios bakterijos sudaro matomas pūkų, kilimų ar plyšių kolonijas, kurios neretai susitelkia į paviršines "plėves" ar šviesiai rudus, raudonus ar oranžinius guzus, matomus net iš kosmoso.
Morfologija ir kolonijų tipai
Trichodesmium yra siūlinės formos (gijinės) bakterijos: jų ląstelės sujungtos į trichomas (siūlus), kurie gali susivynioti į dvi pagrindines kolonijų formas — "tufts" (šiurkščios šluotelės) ir "puffs" (apvalios „pūkuotos“ kolonijos). Kai kurios rūšys lieka su laisvais trichomais. Kolonijos gali turėti dujų vakuoles (gas vesicles), leidžiančias reguliuoti plūdrumą ir susitelkti prie vandens paviršiaus, kur šviesa yra intensyviausia.
Azoto fiksacija ir metabolizmas
Trichodesmium yra diazotrofas, t. y. sugeba atmosferos azotą paversti amoniu, kuriuo gali naudotis kitos organizmų grupės. Skirtingai nuo kai kurių kitų cianobakterijų, Trichodesmium neturi specializuotų heterocistų — jis išskiria azoto fiksaciją laike (diurnaliai) ir erdvėje, kad apsaugotų azotazę nuo fotosintezės metu susidarančio deguonies poveikio. Paprastai azoto fiksacija vyksta dienos metu, kai yra daug šviesos, o bakterijos naudoja sudėtingus biocheminius mechanizmus ir vietines mikroaplinkas (pvz., vidines stulpelines struktūras arba aktyvų deguonies vartojimą) azotazei apsaugoti.
Ekologinė reikšmė
Trichodesmium vaidina didelį vaidmenį vandenynų biogeochemijoje — jo azoto fiksacija tiekia naują (inorganinį) azotą maisto grandinei tose jūrose, kur natūraliai trūksta maistinių medžiagų. Dėl šios priežasties manoma, kad Trichodesmium gali sudaryti reikšmingą dalį (kai kuriais vertinimais — net pusę) azoto fiksacijos jūrų sistemose visame pasaulyje. Azotas, kurį prijungia šios bakterijos, palaiko fitoplanktono augimą, o per tai ir žuvis bei kitas mitybos grandines.
Plitimas, aplinkos veiksniai ir klimato veiksnys
Trichodesmium paplitęs ypač šiltuose vandenyse — daugiausiai tropiniuose ir subtropiniuose baseinuose. Jis dažnai aptinkamas prie Australijos krantų ir Raudonosios jūros, kurį pirmą kartą užfiksavo ir aprašė kapitonas Kukas. Jo sėkmei reikalingi palankūs šviesos ir temperatūros sąlygos, taip pat geležies ir fosforo prieinamumas: geležis yra būtina azotazės komponentė, todėl dulkėmis atneštas geležis iš sausumos dažnai skatina masines žydėjimo bangas. Klimato kaitai šylant ir keičiantis vėjo bei srovių režimams, Trichodesmium pasiskirstymas ir žydėjimų dažnis gali keistis.
Blooms, poveikis jūros aplinkai ir žmonėms
Stiprūs Trichodesmium žydėjimai gali sukelti dideles paviršines guzas ar plėves, kurios turi kelių poveikių: jos keičia vietinio paviršiaus cheminių medžiagų pusiausvyrą, gali mažinti deguonies kiekį gilesniuose sluoksniuose, skatinti organinių medžiagų susidarymą ir išsiskyrimą bei keisti vietinę biologinę įvairovę. Kai kuriais atvejais tokie žydėjimai gali daryti neigiamą poveikį jūrinėms ekosistemoms ir žuvininkystei.
Sąveikos su kitomis organizmų grupėmis
Trichodesmium dažnai gyvena kartu su įvairiais epibiontais, bakterijomis ir protistais. Jų azoto ir organinių medžiagų išsiskyrimas gali sukurti lokalias maistinių medžiagų lizdas, kuriuos naudoja kitos rūšys. Taip pat aptinkami kompleksiniai tarpasmeniniai santykiai, kai kiti mikroorganizmai naudoja arba moduliuoja Trichodesmium veiklą ir prisideda prie kolonijų stabilumo ar skaidymo.
Mokslas ir taikymas
Dėl savo gebėjimo fiksuoti azotą Trichodesmium yra aktyviai tiriama mokslininkų, bandančių suprasti azoto ciklą vandenynuose, klimato sąsajas ir galimas idėjas, kaip valdyti ar prognozuoti žydėjimus. Tyrimai apima genomiką, fiziologiją, ekologiją ir tarpusavio santykius su kitomis mikrobiumo dalimis.
Apibendrinant, Trichodesmium yra svarbi tropinių ir subtropinių vandenynų dalis: jos gebėjimas fiksuoti atmosferos azotą daro tiesioginį poveikį produktų gamybai ir biogeocheminiams procesams plačiuose vandenynų regionuose.
Ieškoti