藍菌門

(重定向自藍菌

藍菌門学名Cyanobacteria),也被稱為藍綠藻,是一类能透過产氧光合作用獲取能量的細菌,但有些也能透過異營來獲取能量[1]。屬於原核生物界。藍綠藻植物菌門下物種又稱藍細菌藍綠菌藍藻藍綠藻藍菌,當中包括藍鼓藻藍球藻等生物。過去曾長期被歸於藻類,但實際上藍菌與真核生物非常不同,例如沒有核膜,沒有細胞器,其遺傳物質DNA也不構成染色体,這些都是細菌的特徵,因此現時已被歸入細菌域[1]

藍藻門Infobox info icon.svg
化石时期:2100–0Ma
CyanobacteriaInPool.jpg
Anabaena sphaerica
科学分类 e
界: 细菌界 Bacteria
演化支 陆生菌 Terrabacteria
门: 藍藻門 Cyanobacteria
Stanier, 1973
  • 藍菌門之内的分類大多地位未定

參見 IJSEM

藍綠菌在地球上已存在約21甚或27億年[2],是目前以來發現到的最早的光合放氧生物,對地球表面從無氧的大氣環境變為有氧環境起了巨大的作用。通过刺激生物多样性和导致厌氧生物接近灭绝,显著的改变了在地球上生命形式的组成。根據內共生學說,在植物真核藻類發現的葉綠體是從藍細菌祖先通過內共生進化而來的。

形态编辑

 
從衛星圖片亦可以看到於阿蒂特兰湖生長著大片藍藻。

藻体为单细胞或群体,或为细胞成串排列组成藻丝状的丝状体,不分枝、假分枝或真分枝,不具鞭毛,不产游动细胞,一部分丝状种类能伸缩或左右摆动;细胞壁缺乏纤维素,由肽聚糖组成,壁外常形成胶质鞘;无真正细胞核,核的组成物质集于细胞中央,无核膜及核仁;细胞内除含有叶绿素类胡萝卜素外,尚含有藻蓝素,部分种类含藻红素;色素不包在质体内,而分散在细胞质的边缘,藻体因所含色素种类和多寡而呈现不同的颜色。

分類和細菌同屬细菌界,無膜狀胞器,體內作用易互相干擾。

分布编辑

藍菌主要分布在含有机质较多的淡水中,部分生於海水中、潮湿和干旱的土壤或岩石上、树幹和树叶上,温泉中、冰雪上,甚至在盐卤池、岩石缝中都可以发现藍菌;有些还可穿入钙质岩石或介壳中(如穿钙藻类)或土壤深层中(如土壤蓝藻);也有同真菌共生形成地衣,或生于植物体内形成内生植物,少数种类能生活于85℃以上的温泉或终年积雪的极地

藍菌已知约2000种。目前藍菌的系統發育分類仍未確定,根據色素種類可單分出類似植物的葉綠體,含有葉綠素a和葉綠素b的原綠藻類,根據形態可分爲色球藻目(Chroococcales)、寬球藻目(Pleurocapsales)、顫藻目(Oscillatoriales)、念珠藻目(Nostocales)和真枝藻目(Stigonematales)。但以上分類可能除真枝藻目以外均非單系群,有待進一步研究。形態分類可參見細菌分類表。是發現年代最早的化石。

分類编辑

 
《Generelle Morphologie der Organismen》(1866)中的生命之树。注意带有藻类而不是细菌的念珠藻属Nostoc)的位置(原核生物界)

歷史上,細菌最初被分類為植物,包括裂殖菌綱Schizomycetes[3],連同裂殖菌類Schizophyceae[4],共同組成了裂殖植物門Schizophyta;亦作分裂植物門分裂藻類[5][6]。後來裂殖植物於1866年被恩斯特·海克尔歸入原生生物界Protista)的原核生物門Monera),包括有ProtogensProtamaebaVampyrellaProtomonaeVibrio,但不包括Nostoc及其他藍菌,因為當時其他藍菌被分類為藻類[7]、然後再被Chatton英语Édouard Chatton於1925年分類到原核生物域Prokaryotes[8]

傳統上藍綠菌歸於藻類,以往稱為藍綠藻門Cyanophyte),最新研究早已將它排除,因為其和藻類差異甚大。藻類是有膜狀胞器的真核生物成員,藍菌是缺乏膜包圍的胞器(膜狀胞器)的原核生物,含有單一環狀DNA分子,細胞壁含有肽聚糖,核糖體大小、成分和真核生物不同。[9][10]藍綠菌在特化摺疊的原生質膜(稱為葉綠囊膜)上行光合作用。因此,它們即使擁有類似的生態棲位,彼此仍然差異很大。

传统上,蓝藻按形态学分为五个部分,用数字I-V表示。前三个——色球藻目、宽球藻目(Pleurocapsales)和颤藻目——没有得到动植物种类史研究的支持。后两者 - 念珠藻目真枝藻目Stigonematales) - 是单系的,构成异囊藻。[11][12]

The members of Chroococales are unicellular and usually aggregate in colonies. The classic taxonomic criterion has been the cell morphology and the plane of cell division. In Pleurocapsales, the cells have the ability to form internal spores (baeocytes). The rest of the sections include filamentous species. In Oscillatoriales, the cells are uniseriately arranged and do not form specialized cells (akinetes and heterocysts).[13] In Nostocales and Stigonematales, the cells have the ability to develop heterocysts in certain conditions. Stigonematales, unlike Nostocales, include species with truly branched trichomes.[11]

Most taxa included in the phylum or division Cyanobacteria have not yet been validly published under The International Code of Nomenclature of Prokaryotes (ICNP) except:

The remainder are validly published under the 国际藻类、真菌和植物命名法规.

Formerly, some bacteria, like 贝日阿托氏菌属, were thought to be colorless Cyanobacteria.[14]

危害编辑

 
显微镜下的髮菜,同屬藍菌門,可見唸珠狀的藻絲及異形胞(明顯大於營養體細胞)
 
藍菌產生的藻華現象
 
藍菌毒素令魚類死亡

毒素编辑

國際間對食用藍菌門生物開始關注,因為不論土生和水生的藍菌生物皆含有神經毒素BMAA(β-N-methylamino-L-alanine),並可能透過食物鏈不斷累積產生生物放大作用,對人類的損害將逐漸增加。BMAA已證實會對動物產生強烈的毒性,加速動物神經退化、四肢肌肉萎縮等等,小量BMAA積累已能選擇性殺死老鼠的神經元。香港中文大學呼籲大眾停止食用同屬藍菌門的髮菜,減輕患上肌萎性側索硬化症柏金遜症老人癡呆症的風險。[15][16]

蓝菌的次生代谢产物微囊藻毒素英语Microcystin有非常強的毒性,可能會嚴重损害肝脏[17],引致肝癌[18]。1996至1999年間,美國俄勒冈健康部門(Oregon Health Division)曾對市面上87種藍菌及螺旋藻保健食品進行測試,發現其中竟然有85種保健食品均含有微囊藻毒素。[19]

不同種類的藍菌含有不同類型的毒素,當中包括神經毒素(Neurotoxin)、肝毒素(Hepatotoxicity)、細胞毒素(Cytotoxicity)及內毒素等,使他們對人體動物構成生命危險。已有紀錄証明飲用或於被藍菌污染的水源接觸會引致中毒現象[20],但實際多少的攝取量會致命則未有定論。

污染水質编辑

蓝菌和藻類皆會產生有腥臭味的“藻華”(又稱水華)現象,最大危害是令饮用水源受到威胁,毒素影响人类健康。亦會蓋住池水令魚類缺氧死亡。

螺旋藻、螺旋菌编辑

螺旋藻同屬於藍菌門,最初是由非洲乍得居民當作食物,雖然現時也是一種流行的商業保健食品,但螺旋藻的健康及治療效用一直備受質疑[21]。很多贊成的主張都是著重螺旋藻包含的個別養份,如γ-亞麻酸(GLA)、不同的抗氧化劑等,而不是著重直接食用螺旋藻。螺旋藻含有的所有營養如維生素,全部均可以在一般正常食物中找到,根本沒有食用必要,但螺旋藻卻會另外對重金屬產生富集作用[22]。2008年,中國雲南省疾控中心就對當地市場上25個品牌的螺旋藻進行檢驗,發現重金屬的含量均超標[23]。另外,螺旋藻食品所含的毒素,也是值得關注的問題。

參見编辑

参考文献编辑

  1. ^ 1.0 1.1 Life History and Ecology of Cyanobacteria. University of California Museum of Paleontology. [17 July 2012]. (原始内容存档于2012-09-19). 
  2. ^ Whitton, Brian A. (编). The fossil record of cyanobacteria. Ecology of Cyanobacteria II: Their Diversity in Space and Time. Springer Science & Business Media. 2012: 17–. ISBN 978-94-007-3855-3. 
  3. ^ Schizomycetes - 裂殖菌網. 台灣國家教育研究院:雙語詞彙、學術名詞暨辭書資訊網. [2021-09-13] (中文(繁體)). 
  4. ^ schizophyceae - 裂殖藻類. 台灣國家教育研究院:雙語詞彙、學術名詞暨辭書資訊網. [2021-09-13] (中文(繁體)). 
  5. ^ schizophyta - 裂殖植物門. 台灣國家教育研究院:雙語詞彙、學術名詞暨辭書資訊網. [2021-09-13] (中文(繁體)). 
  6. ^ Von Nägeli C. Caspary R , 编. Bericht über die Verhandlungen der 33. Versammlung deutscher Naturforscher und Ärzte, gehalten in Bonn von 18 bis 24 September 1857 [Report on the Proceedings of the 33rd Meeting of German Natural Scientists and Physicians, held in Bonn, 18 to 24 September 1857]. Botanische Zeitung. 1857, 15: 749–76. 
  7. ^ Haeckel, Ernst. Generelle Morphologie der Organismen. Reimer, Berlin. 1867.  已忽略未知参数|name-list-style= (帮助)
  8. ^ Chatton É. Pansporella perplexa. Réflexions sur la biologie et la phylogénie des protozoaires. Ann. Sci. Nat. Zool. 1925, 10–VII: 1–84. 
  9. ^ Biology 8th ed. Losos, Jonathan B., Mason, Kenneth A., Singer, Susan R., McGraw-Hill. 2007.
  10. ^ FIU BOT4404 Lecture Notes. [2009-05-13]. (原始内容存档于2021-04-03). 
  11. ^ 11.0 11.1 Gugger MF, Hoffmann L. Polyphyly of true branching cyanobacteria (Stigonematales). International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. March 2004, 54 (Pt 2): 349–57. PMID 15023942. doi:10.1099/ijs.0.02744-0 . 
  12. ^ Howard-Azzeh M, Shamseer L, Schellhorn HE, Gupta RS. Phylogenetic analysis and molecular signatures defining a monophyletic clade of heterocystous cyanobacteria and identifying its closest relatives. Photosynthesis Research. November 2014, 122 (2): 171–85. PMID 24917519. S2CID 17745718. doi:10.1007/s11120-014-0020-x. 
  13. ^ Komárek J, Kaštovský J, Mareš J, Johansen JR. Taxonomic classification of cyanoprokaryotes (cyanobacterial genera) 2014, using a polyphasic approach (PDF). Preslia. 2014, 86: 295–335. 
  14. ^ Pringsheim, Ernst Georg. Farblose Algen: Ein Beitrag zur Evolutionsforschung. Gustav Fischer Verlag. 1963.  已忽略未知参数|name-list-style= (帮助)
  15. ^ Greg Miller. Guam's Deadly Stalker: On the Loose Worldwide? Science July 2006, 28 (313), 428-431. [1]
  16. ^ 過年吃髮菜(發財)小心中毒
  17. ^ 螺旋藻無助減肥 或致肝腎中毒. [2009-05-14]. (原始内容存档于2014-02-21). 
  18. ^ 毒素可致肝癌页面存档备份,存于互联网档案馆),載明報新聞網,2007年12月27日
  19. ^ Assessing Potential Health Risks from Microcystin Toxins in Blue-Green Algae Dietary Supplements. [2009-05-14]. (原始内容存档于2008-07-04). 
  20. ^ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=8830224&dopt=AbstractPlus
  21. ^ 螺旋藻“神话”的破灭页面存档备份,存于互联网档案馆),螺旋藻不能「包治百病」
  22. ^ 鈍頂螺旋藻對7種重金屬的富集作用极大螺旋藻(Spirulina maxima)对六种重金属离子的生物吸附作用[永久失效連結]
  23. ^ 螺旋藻重金属超标呼唤“国标”出台. [2009-05-14]. (原始内容存档于2015-06-08). 

外部链接编辑