Phycology جلبک شناسی

نخستین پایگاه اطلاعاتی جلبک شناسی به زبان فارسی

جلبکهای تثبیت کننده نیتروژن

با سلام

این مطلب رو به تقاضای یکی از بازدیدکنندگان عزیز مینویسم. برای اطلاعات بیشتر کتابهای Algal ecology وecology of cyanobacteria میتونند مفید باشند:


سه دسته از جلبک‌های سبزآبی ازت گازی را تثبیت می‌کنند و بنابراین به منابع نیتروژن غیروابسته هستند. در ادامه به شرح این سه گروه پرداخته خواهد شد.

گروه اول جلبک‌های ریسه‏ای دارای هتروسیت مانند نوستوک، آنابنا، آنابنوپسیس، سیلیندروسپرموم، کالوتریکس و سیتونما می‏باشند. این گونه‏ها قادر به تثبیت ازت گازی هستند. در محیط فاقد نیتروژن معدنی هتروسیست‏ها رشد کرده و از ازت گازی استفاده می‌کنند. در حالیکه محیط سرشار از ازت معدنی، رشد هتروسیست‏ها را کند می‌کند. هتروسیست‏ها سلولهای بزرگ توخالی حاوی تیلاکوئیدهای لایه‏ای و دایره‏ای شکل با سیتوپلاسم متراکم و همگن هستند که دارای کاروتنوئید بیشتر و کلروفیل و فیکوبیلین کمتری می‏باشند و به رنگ مایل به زرد مشاهده می‏شوند. به دلیل نبود فیکوبیلین‏ها و کلروفیل a تثبیت CO2 یا تولید O2 در هتروسیست‏ها وجود ندارد. در این ساختارها تیلاکوئیدها به هم فشرده بوده، حاوی دو نوع چربی گلیکولیپید و آسیل لیپید هستند و در آنها میکروپلاسمودسم نیز یافت می‏شود که موجب انتقال آمونیوم تثبیت شده به صورت گلوتامین از هتروسیست‏ها به سلول‌های مجاور می‏شود. دیواره سلولی آنها شامل لایه لیفی بیرونی، لایه همگن میانی و لایه تیغه‏ای درونی است. ضخامت دو لایه اخیر در انتهای قطبی سلول بیشتر است. هتروسیست‏ها در جنس گلئوتریشیا4 موقعیت انتهایی، در جنس نوستوک و سیتونما موقعیت بینابینی و در جنس نوستوکوپسیس موقعیت جانبی دارند. در آنابنوپسیس این ساختارها حالت جفت جفت دارند (شکل 2-3).

هتروسیست تنها در جلبک‌های سبزآبی رشته‏ای اسیگونماتال‏ها5 و نوستکال‏ها6 به ویژه در تیره نوستوکاسه7 وجود داشته و در انواع تک سلولی و کلنی یافت نمی‏شود. امروزه مشخص شده است که تثبیت نیتروژن تنها در فقدان اکسیژن آزاد صورت می گیرد و نقش هتروسیست‌ها کمک به ایجاد شرایط بی هوازی با استفاده از دیواره ضخیم آنها است. هتروسیست‏های جدا شده از آنابنا به تنهایی نیز قادر به تثبیت ازت گازی هستند. وجود هتروسیست در فسیل‌های دوره آرکئوزوئیک بیانگر این مطلب است که تثبیت نیتروژن منشا قدیمی دارد. به نظر می‏رسد که نیتروژنازها و سایر آنزیم‌های دخیل در فرآیند تثبیت نیتروژن به تیلاکوئیدهای تخریب شده متصل می‏شوند. به طور کلی فعالیت‌های احتمالی هتروسیست‌ها شامل موارد زیر است. 1- فعالیت مکانیکی و استحکام رشته 2- مرکز ذخیره برخی مواد مانند املاح 3- دخالت در تولید مثل، اگر هتروسیست از رشته برداشته شود اسپورزایی متوقف می‏شود. 4- تحریک تولید آکینیت و واکوئل‏های گازی (دسیکاچاری 1959، بولد و وین 1985، پیرسون 1995، لی 2008).

گروه دوم تک‏سلولی‏های بدون هتروسیست مانند گلئوکاسپا هستند که قادر به تثبیت ازت گازی هستند. مکانیسم حفاظت از اکسیژن برای جلوگیری از غیر فعال شدن آنزیم نیتروژناز در این گروه به میزان زیادی ناشناخته است. اما ممکن است غلاف ژلاتینی مانع از اثر اکسیژن بر آنزیم نیتروژناز شود (بولد و وین 1985، پیرسون 1995).

گروه سوم جلبک‌های سبزآبی ریسه‌ای بدون هتروسیست مانند گونه پلکتونما بوریانوم،هستند که در شرایط بی هوازی قادر به تثبیت ازت گازی می‏باشند (دسیکاچاری 1959، بیلگرامی و ساها 2004، لی 2008).

 

  
نویسنده : رضا رمضان نژاد قادی ; ساعت ٤:٢۸ ‎ق.ظ روز شنبه ٢٧ شهریور ۱۳۸٩