سموم سیانوباكتریایی
مقدمه
بعضی از جلبكهای سبز - آبی سمومی تولید میكنند كه وجود این سموم و افزایش آنها در آب آشامیدنی باعث ایجاد اثرات حاد و مزمن میگردد و ممكن است حیات موجودات زندة آبزی و دیگر موجوداتی را كه از این آب آلوده استفاده میكنند، تهدید كنند.
فعالیتهای انسانی مانند ورود فاضلابهای شهری، صنعتی و كشاورزی كه حاوی عناصر غذایی فراوانی هستند باعث شكوفایی این جلبكها میگردد و در نتیجه اكسیژن آب كاهش مییابد و آب رنگ و بوی نامطبوع پیدا میكند و سبب افزایش مرگ و میر موجودات زنده و یا افزایش بیماریهای حاد و مزمن میشود. مدیریت صحیح منابع آبی میتواند از لوم این جلبكها جلوگیری كند.
با ارزیابی این سموم در منابع آبی و تعیین مقادیر آنها و اتخاذ روشهای مناسب برای مبارزه و كنترل آنها میتوان میزان آلودگی منابع آبی و تعیین مقادیر آنها و اتخاذ روشهای مناسب برای مبارزه و كنترل آنها میتوان میزان آلودگی منابع آبی به سموم سیانوباكترها را تا حد قابل ملاحظهای كاهش داد و سلامت و بقاء موجودات زنده را تضمین كرد.
پژوهشها و مطالعات فراوانی در زمینة روشهای كنترل این سموم صورت گرفه است و این روشها تا حد قابل ملاحظهای در كاهش سموم سیانوباكترها مؤثر واقع شدهاند. این روشها عبارتند از كنترل یا مبارزة بیولوژیك و یا افزودن مواد شیمیایی به منابع آب.
البته سیانوباكترها در بعضی از نقاط دنیا به علت اینكه شرایط مناسبی فراهماست تجمع زیستی پیدا كردهاند.
فصل اول
انواع سیانوباكترها (جلبكهای سبز - ویژگیهای بیولوژیكی، ظاهری و بلومهای سمی آنها)
جلبكهای سبز - آبی دارای 150 جنس و 2000 گونه هستند كه در حال حاضر كمتر از 40 گونة سمی تشخیص داده شدهاند. جلبكهای سبز - آبی با بیش از 3 میلیون سال قدمت از قدیمیترین موجودات بوده كه سالانه با بلوم خود سبب مرگ و میر بسیاری از آبزیان و احشام میگردند.
1-1- تاریخچه
سیانوفیتها یا جلبكهای سبز - آبی در واقع همان سیانوباكترها هستند كه تا سال 1978 این میكروارگانیسمها جزء جلبكها محسوب میشدند تا اینكه در سال 1978 دانشمندی به نام Stanier و همكارانش بررسی علمی بسیار منطقی روی این میكروارگانیسمها انجام دادند و ثابت نمودند كه سیانوفیتها نه تنها فاقد هسته و غشاء هسته میباشند، بلكه از نظر ضریب رسوبگذاری میتوكندری SRNA شانزده میباشند كه شباهت بسیار زیاد بین آنها و باكتریهاست.
1-2- ویژگیهای ساختاری و بیولوژیكی سیانوباكترها
سیانوباكترها فاقد هستة مشخص، مژك و تاژك بوده و گروه اصلی پروكاریوتها را تشكیل میدهند. از نظر ساختمانی حاوی دیوارة سلولی هستند، كه در باكتریهای گرم منفی وجود دارد. با این تفاوت كه در بسیاری از آنها لایة پكتینی و سلولزی نیز موجود است. سیانوباكترها دارای رنگدانههای مخصوص بیلوپروتئینها (فیكواریترین C)، زانتین، كلروفیل a و كاروتین. معمولاً كلروفیل c و b در سیانوباكترها وجود ندارند. جلبكهای سبز - آبی علاوه بر كلروفیل a دارای رنگ خاص آبی به نام فیكوسیانین میباشند. رنگ قرمز فیكواریترین هم در برخی گونهها دیده میشود. تقریباً در تمامی گونهها اطراف سلول را یك غشاء ژلهای فرا گرفته است كه از بخش غشاء سلولی و یا از سلول مستقیماً ترشح میشود. واكوئل در سیانوباكترها از انواع هوایی و یا غذایی هستند كه واكوئلهای هوایی موجب شناوری سیانوباكترها در سطح آب و بهبود فتوسنتز میگردند. معمولاً ذرات رنگی (كروموبلاست) بر روی تیلاكوئید قرار دارند. سنتروبلاستها در مركز سلول قرار دارند و برخلاف كروموبلاستها ناحیة بیرنگ محسوب میشوند. طیف رنگ و رنگدانهها در سیانوباكترها با توجه به نوع گونه متفاوت است. معمولاً، هیدراتهای كربن در سیانوباكترها وجود دارند كه به آمیلوپكتین معروفند. برخی از چربیها و پروتئینهای دیگر نیز در سیانوباكترها دیده میشوند.
جلبكهای سبز - آبی براساس نوع و نسبت رنگدانهها ممكن است به رنگهای چمنی، سیاه، قرمز، قهوهای، زرد و یا بنفش دیده شوند و با وجودی كه سیانوباكترها فاقد هرگونه مژك یا تاژكاند، ولی نوعی حركت ویژه در گونههای رشتهای دیده میشود كه هنوز مكانیسم دقیق آن روشن نشده است. در حقیقت گونههای رشتهای یك حركت بطنی خزنده دارند و گونههای تك سلولی و تشكیل دهندة كلنی فاقد تحرك هستند. برخی از گونههای جلبكهای سبز - آبی (در گونههای رشتهای) تا حدی بزرگ میشوند كه با چشم غیرمسلح قابل دید هستند. در جلبكهای رشتهای مواد ژلهای به شكل لوله بوده و سلولها در امتداد یكدیگر از طریق پلاسمودیوم به یكدیگر متصلاند. شناسایی مواد ژلهای به ویژه زمانی كه بیرنگ هستند از طریق میكروسكوپ مشكل است. ردیفهای سلولی در گونههای نخی شكل را تریكوم گویند.
تكثیر جلبكهای سبز - آبی از طریق غیرجنسی (پاره شدن غلاف ژلاتینی و دو نیم شدن سلولها) صورت میگیرد، یعنی تكثی در قسمت داخلی دیوارة سلولی انجام میشود ولی بخش خارجی بدون تقسیم باقی میماند به طوری كه یك تراكم بالای سلولی رسیده و تشكیل كلنی میدهند.
تشكیل اسپور: نانویستها سلولهای بسیار كوچكی هستند كه با سرعت از طریق تقسیم سلول مادر و پیدرپی تشكیل میشوند. این سلولها تا حد طبیعی رشد مییابند بنابراین اسپورهای داخلی از طریق تقسیم متوالی یك سلول بزرگ مادر حاصل میشوند. ولی اسپورهای خارجی در بخش سلولهای انتهایی تشكیل میشوند در تكثیر جلبكهای رشتهای جدا شدن رشتههای كوچك از رشتة اصلی را هورموژنی و جدا شدن سلولها را پلانوكوكون گویند.
هرویستهای سلولهای فاقد مواد فتوسنتزی بیرنگ یا زردرنگ هستند و اغلب دارای دیوارة ضخیم سلولی بوده كه در گونههای رشتهای در دورة‌رشد در بین سلولها در انتهای رشته ظاهر میشوند.
جلبكهای سبز - آبی از قدیمیترین جانداران فوتواتوتروف به شمار میروند كه معمولاً در دریاها، آبهای لب شور و شیرین به صورت پلانكتونی و بنتیك زندگی نموده و میتوانند دامنة وسیعی از شوری و تغییرات درجه حرارت را تحمل نمایند. البته بیشتر جلبكهای سبز - آبی ساكن آبهای شیرین میباشند و این جلبكها فیتوپلانكتونهای غالب تابستانی هستند.
سیانوفیتها در صنایع مختلف از جمله آرایشی، دارویی، غذای دام، طیور، ماهیها، ماكیان و نیز غذای انسان مصرف دارند. البته این میكروارگانیسمها به دلیل داشتن ژلاتین زیاد برای تغذیه چندان مناسب نیستند ولی بعضی از انواع آن، مثل نوستوك (Nostoc) به علت داشتن پروتئین و چربی زیاد مصرف میگردد.