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Microcystis es un género de cianobacterias de agua dulce que incluye a Microcystis aeruginosa , una alga nociva que forma. Muchos miembros de una comunidad de Microcystis pueden producir neurotoxinas y hepatotoxinas , como la microcistina y la cianopeptolina . Las comunidades suelen ser una mezcla de aislados productores y no productores de toxinas. [1]
Etimología
El género Microcystis deriva del griego [2] mikros (pequeño) + kystis (vejiga).
Características físicas
Como lo indica la derivación etimológica, Microcystis se caracteriza por células pequeñas (de unos pocos micrómetros de diámetro), que poseen vesículas llenas de gas (que también carecen de vainas individuales). [2] Las células suelen estar organizadas en colonias (cuyas agregaciones son visibles a simple vista) que comienzan en forma esférica, perdiendo coherencia para volverse perforadas o de forma irregular con el tiempo. Estas colonias están unidas por un mucílago espeso compuesto por compuestos polisacáridos complejos, que incluyen xilosa , manosa , glucosa , fucosa , galactosa y ramnosa , entre otros compuestos. [3]
La coloración del protoplasto es de un azul verdoso claro, que parece oscuro o marrón debido a los efectos ópticos de las vesículas llenas de gas . [ cita requerida ]
Ecología
Microcystis es capaz de producir grandes floraciones superficiales mediante una combinación de división rápida y regulación de la flotabilidad mediante la producción de vesículas llenas de gas. En la naturaleza, Microcystis puede existir como células individuales o en grandes colonias que contienen muchas células. Su capacidad para regular la flotabilidad es una de las claves de su dominio en aguas eutróficas , al posicionarse óptimamente dentro de la zona fótica en una columna de agua estable. [ cita requerida ]
Debido a que pueden formar grandes floraciones superficiales, se cree que pueden superar a otros fitoplancton al monopolizar la luz en la zona fótica. [ cita requerida ]
Las especies de Microcystis también son capaces de absorber de manera eficiente fosfato y nitrógeno; se cree que están fuertemente influenciadas por la relación nitrógeno-fósforo ( relación N:P ). [4] Las células de Microcystis también son eficientes en la asimilación de carbono de su entorno; durante grandes floraciones, la fotosíntesis desenfrenada puede llevar el pH de las comunidades a < 9,0. Los esfuerzos recientes han sugerido que una combinación de mecanismos efectivos de concentración de carbono y una capacidad potencial para usar urea como fuente de carbono y nitrógeno permiten que Microcystis persista en estas condiciones de pH alto. [5]
En Sudáfrica, la presa Hartebeestpoort se ve muy afectada por Microcystis debido a los elevados niveles de fosfato y nitrato que fluyen desde las alcantarillas de Johannesburgo, una de las pocas ciudades del mundo que se extiende a lo largo de una divisoria de aguas continental, [6] por lo que se encuentra aguas arriba de importantes presas y ríos. [7]
En América del Norte, las floraciones de Microcystis han causado problemas en numerosos sistemas de agua dulce durante las últimas dos décadas, entre ellos grandes lagos (Erie, Okeechobee) y pequeñas masas de agua regionales como el Grand Lake St Marys de Ohio. En 2014, la detección de la toxina de microcistina en el agua tratada de Toledo (OH) provocó el corte del suministro de agua a más de 400.000 residentes. La irrupción de la toxina en el sistema se relacionó con la presencia de un virus que lisó las células y liberó la toxina de las partículas a la fase disuelta. [8]
Riesgos para la salud
Las cianobacterias pueden producir neurotoxinas y hepatotoxinas , como la microcistina y la cianopeptolina . [9] [10] También se ha informado que Microcystis produce un compuesto (o compuestos) que pueden tener efectos disruptores endocrinos. [11] En 2018, se fundó el Great Lakes Center for Fresh Waters and Human Health en la Bowling Green State University (OH) con el objetivo de abordar los problemas asociados con las floraciones de Microcystis en los Grandes Lagos Laurentianos. Bajo el liderazgo del director inaugural George S. Bullerjahn , el centro involucra a científicos de nueve instituciones en seis estados y cuenta con el apoyo de fondos combinados de la National Science Foundation y el National Institute of Environmental Health Sciences.
Especies
Las especies de Microcystis incluyen: [12]
- Microcystis aeruginosa
- Microcystis argentea
- Microcystis botrys
- Microcystis elongata
- Microcystis flos-aquae
- Microcystis holsatica
- Microcystis lutescens
- Microcystis marina
- Microcystis pallida
- Microcystis panniforme
- Microcystis salina
- Microcystis termalis
- Microcystis viridis
- Microcystis wesenbergii
Véase también
Referencias
- ^ Rinta-Kanto JM, Ouellette AJ, Boyer GL, Twiss MR, Bridgeman TB, Wilhelm SW (junio de 2005). "Cuantificación de especies tóxicas de Microcystis durante las floraciones de 2003 y 2004 en el oeste del lago Erie mediante PCR cuantitativa en tiempo real". Environmental Science & Technology . 39 (11): 4198–4205. Bibcode :2005EnST...39.4198R. doi :10.1021/es048249u. PMID 15984800.
- ^ ab "Cyanobacteria: Microcystis". El disco de sílice Secchi . Connecticut College: El disco de sílice Secchi. Archivado desde el original el 26 de marzo de 2008. Consultado el 24 de junio de 2011 .
- ^ Gademann K, Portmann C, Blom JF, Zeder M, Jüttner F (mayo de 2010). "Producción de toxinas múltiples en la cianobacteria microcystis: aislamiento del inhibidor tóxico de la proteasa cianopeptolina 1020" (PDF) . Journal of Natural Products . 73 (5): 980–984. doi :10.1021/np900818c. PMID 20405925.
- ^ Xie L, Xie P, Li S, Tang H, Liu H (mayo de 2003). "La baja relación TN:TP, ¿causa o resultado de las floraciones de Microcystis?". Water Research . 37 (9): 2073–2080. Bibcode :2003WatRe..37.2073X. doi :10.1016/S0043-1354(02)00532-8. PMID 12691892.
- ^ Krausfeldt LE, Farmer AT, Castro Gonzalez HF, Zepernick BN, Campagna SR, Wilhelm SW (17 de mayo de 2019). "La urea es una fuente de carbono y nitrógeno para Microcystis aeruginosa: seguimiento de la incorporación de 13C en condiciones de pH de floración". Frontiers in Microbiology . 10 : 1064. doi : 10.3389/fmicb.2019.01064 . PMC 6536089 . PMID 31164875.
- ^ Turton A, Schultz C, Buckle H, Kgomongoe M, Malungani T, Drackner M (junio de 2006). "Oro, tierra quemada y agua: la hidropolítica de Johannesburgo". Water Resources Development . 22 (2): 313–335. doi :10.1080/07900620600649827. S2CID 54697979.
- ^ Turton AR (2015). "Sentado sobre los cuernos de un dilema: el agua como recurso estratégico en Sudáfrica". @Liberty . 6 (22). Johannesburgo: Instituto Sudafricano de Relaciones Raciales. Archivado desde el original el 4 de octubre de 2017.
- ^ Steffen MM, Davis TW, McKay RM, Bullerjahn GS , Krausfeldt LE, Stough JM, et al. (junio de 2017). "Examen ecofisiológico de la floración de Microcystis en el lago Erie en 2014: vínculos entre la biología y el cierre del suministro de agua de Toledo, Ohio". Environmental Science & Technology . 51 (12): 6745–6755. Bibcode :2017EnST...51.6745S. doi :10.1021/acs.est.7b00856. PMID 28535339.
- ^ Tooming-Klunderud A (2007). Sobre la evolución de los grupos de genes de la sintetasa de péptidos no ribosómicos en cianobacterias (tesis doctoral). Universidad de Oslo.
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- ^ Rogers ED, Henry TB, Twiner MJ, Gouffon JS, McPherson JT, Boyer GL, et al. (marzo de 2011). "El perfil de expresión génica global en larvas de pez cebra expuestas a microcistina-LR y microcystis revela efectos disruptores endocrinos de las cianobacterias". Environmental Science & Technology . 45 (5): 1962–1969. Bibcode :2011EnST...45.1962R. doi :10.1021/es103538b. PMID 21280650.
- ^ "Navegador de taxonomía Género: Microcystis". AlgaeBase . Consultado el 24 de junio de 2011 .
