blågrønnbakterier

Blågrønnbakteriene har mange roller i naturen. Felles for dem er at de har klorofyll og omdanner lysenergi til kjemisk energi ved fotosyntese samtidig som de skiller ut oksygen, O₂. De er autotrofe og omdanner karbondioksid, CO₂ til organisk materiale ved hjelp av den kjemiske energien fra fotosyntesen. blågrønnbakterier kan binde nitrogen, og de spiller en viktig rolle for nitrogenkretsløpet på jorda.

Blågrønnbakterier er viktige komponenter i alle økosystemer både på land og i vann og finnes i store mengder i havet hvor de bidrar med 80% av all fotosyntetisk aktivitet som igjen tilsvarer 35% av all fotosyntese på Jorda.

Enkelte arter spiller en rolle som sandbindere på langgrunne mudderstrender, i det de kitter partikler sammen og bidrar til å danne jord.

Noen blågrønnbakterier produserer giftstoffer som virker på dyr og mennesker og kan gjøre stor skade for eksempel under en oppblomstring. Andre arter produserer stoffer som gir lukt og farge på vannet.

De færreste blågrønnbakterier egner seg som mat for mennesker. Et unntak er Spirulina som dyrkes industrielt og blir brukt som kosttilskudd fordi den er rik på proteiner, vitamin B ₁₂ og mineraler. Den inneholder også antioksidanter.

Blågrønnbakteriene oppsto på Jorda for omkring 3 milliarder år siden, og det er antatt at de var de første organismene på Jorda som produserte oksygen. I løpet av de neste 2 milliarder år tilførte de oksygen til atmosfæren slik at den gradvis endret seg til dagens innhold. Produksjonen av oksygen fra blågrønnbakterier la grunnlaget for det plantelivet og dyrelivet vi kjenner i dag.

Ifølge endosymbioseteorien har blågrønnbakteriene gitt opphav til kloroplastene hos alger og planter. Det forklarer hvorfor både alger og planter har den samme typen fotosyntese som blågrønnbakteriene.

Noen blågrønnbakterier produserer giftstoffer (toksiner), og noen av disse artene finnes i Norge. Det kan være skadelig å svelge vann med høy konsentrasjon av giftstoffer eller om stoffene kommer i kontakt med ører, øyne, munn, svelg og hud. Det kan gi mindre allergiske reaksjoner, som irritasjon i hud og svelg, kvalme, feber, muskelkramper.

Noen ganske få av artene som fins i Norge produserer giftstoffer som kan gi store leverskader (hepatoksiner) eller nerveskader (nevrotoksiner) på dyr og mennesker. Enkelte kan føre til lammelse og død. I Norge har det vært rapportert at husdyr har dødd etter å ha drukket vann med høy konsentrasjon av gift fra arten Microcystis aeruginosa.

Blågrønnbakterier varierer mye i form og størrelse. Noen arter finnes som enkeltceller, mens hos andre arter danner cellene lange tråder, og atter andre danner mer eller mindre regelmessige kolonier. En av de minste artene, Prochlorococcus, lever på store områder i havet og ble ikke oppdaget før i 1985 fordi den er så liten, bare 0,5 µm i diameter (se proklorofytter). Hos andre arter kan imidlertid cellene ha en diameter på 100 µm.

Det er vanlig å dele blågrønnbakteriene inn etter form i 5 grupper (morfologiske grupper):

1. Encellete arter som deler seg ved todeling.
2. Encellete arter som deler seg slik at de danner kolonier.
3. Trådformete arter som har heterocyster, som er spesialiserte celler for nitrogenbinding.
4. Trådformete arter uten heterocyster.
5. Trådformete, forgrenete arter.

Blågrønnbakterier er prokaryote organismer, som vil si at de har cellevegg og mangler organeller som cellekjerne, mitokondrier eller kloroplaster. De formerer deg ved enkel todeling.

De er blant de mest nøysomme av levende organismer og klarer seg bare de får vann, luft, lys og noen mineraler. Blågrønnbakterier er derfor de første organismene som slår seg ned på naken stein for eksempel etter et vulkanutbrudd.

Blågrønnbakterier har klorofyll og omdanner lysenergi til kjemisk energi ved fotosyntese samtidig som de skiller ut oksygengass- De er autotrofe og omdanner CO₂ til organisk materiale ved hjelp av den kjemiske energien fra fotosyntesen.

Klorofyllet og resten av det fotosyntetiske apparatet ligger i egne membraner, kalt tylakoider, inne i cellen. I tillegg til klorofyll a og karotenoider inneholder blågrønnbakterier andre pigmenter, kalt fykobiliner, som sammen med protein danner egne strukturer, kalt fykobilisomer, som er i nærkontakt med tylakoidene. Det er fykobilinene sammen med klorofyll som gir blågrønnbakteriene den blågrønne eller fargen. Fykobilinene absorberer lys ved andre bølgelengder enn klorofyll, og dette gjør at blågrønnbakteriene kan utnytte en større del av energien i det elektromagnetiske spektrum enn om de bare hadde hatt klorofyll.

Mange blågrønnbakterier som lever i vannmassene beveger seg opp og ned i vannet ved hjelp av små gassholdige blærer, kalt gassvesikler. Med disse blærene kan de regulere innholdet av gass i forhold til omgivelsene. Dette virker slik at cellene holder seg flytende på det dypet hvor lyset er optimalt for fotosyntese. Det er gassvesiklene som bidrar at store mengder blågrønnbakterier på kort tid kommer til overflaten og forårsaker oppblomstring i hav og vann.

Noen blågrønnbakterier beveger seg ved å bli på overflaten.

De fleste blågrønnbakterier har evnen til å binde nitrogen og spiller derfor en viktig rolle i nitrogenkretsløpet på Jorda.

Ved hjelp av enzymet nitrogenase omdanner de luftas nitrogen til ammonium. Nitrogenase tåler ikke oksygen, og derfor er nitrogenfiksering uforenelig med fotosyntese, hvor oksygen produseres. Noen blågrønnbakterier binder derfor nitrogen bare i mørke, altså når de ikke har fotosyntese. Andre arter, som for eksempel den trådformete Anabaena, har egne spesialiserte celler, heterocyster, hvor nitrogenbindingen finner sted. De ligger spredt mellom de vegetative cellene og er litt større enn disse. Heterocystene mangler den delen av det fotosyntetiske apparatet som produserer oksygen, og derfor er nitrogenbinding mulig. I tillegg har de tykke vegger som hindrer oksygen i å trenge inn. Heterocystene kan ikke omdanne karbondioksid (CO₂) til organisk materiale og får dette tilført fra nabocellene. Til gjengjeld får nabocellene nitrogenholdige forbindelser fra heterocystene.

Trådfomete blågrønnbakterier danner hormogonier som er korte tråder som bryter seg løs og sprer seg på andre områder. Noen arter kan også danne hvileceller, akineter. Dette er celler med tykke vegger som overlever vanskelige ytre forhold som mørke, tørke og kulde. Når forholdene bedrer seg, sprekker veggen og en ny tråd vokser ut.

De fleste bakterier egner seg ikke som ren mat for mennesker fordi de inneholder forholdsvis mye nukleinsyrer (RNA og DNA) som omdannes i kroppen til forbindelser som kan gi nyrestein og urinsyregikt. Et unntak er blågrønnbakterien Spirulina som inneholder mye protein og lite nukleinsyrer. Spirulina dyrkes industrielt i ferskvann og blir brukt som kosttilskudd fordi den er rik på protein, vitamin B₁₂ og mineraler. Den inneholder også antioksidanter. Dyrking og bearbeiding av Spirulina er blitt en stor industri.

En del blågrønnbakterier inngår i symbioser, for eksempel med sopp i mange arter av lav.

En viktig symbiose er den mellom blågrønnbakterien Anabaena og vannbregnen Azolla. Blågrønnbakterien lever i porer på bladene av vannbregnen hvor den binder luftas nitrogen til stor nytte for vannbregnen. Azolla har i hundrevis av år vært brukt til å gjødsle rismarkene i Asia. Azolla blir lagt ut på rismarkene før risen plantes, og på den måte blir jorda tilført nitrogen som blågrønnbakterier har skaffet til veie. Dette er og har alltid vært av uvurderlig økologisk og økonomisk betydning for risproduksjonen i disse områdene.

• algetoksiner