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CyanobakterienTaxonomie der Oxyphotobacteria1. Hauptgruppe: CyanobacteriaCyanobakterien besitzen Chlorophyll a und Phycobiline. Die bisherige Systematik (s. u.) basiert im wesentlichen auf morphologischen Merkmalen (vielfach v. Botanikern erarbeitet). Die neueren mikrobiologischen und molekularbiologischen Daten, die die Phylogenie oft genauer widerspiegeln, stehen dazu z. T. im Gegensatz. Daher befindet sich die Taxonomie der Oxyphotobacteria in einer gewissen Umbruchphase.Gruppe 1: „Croococcales“Phylogenetisch sehr uneinheitlich; da z. T. nur wenige morphologische Merkmale, molekularbiologische Analyse sinnvoll; einzellige Kokken und Stäbchen; im Wasser z. T. Bildung von Zellaggregaten versch. Größen (durch Schleim zus.-gehaltene Zellen); Querteilung (in versch. Ebenen symmetrisch oder asymmetrisch) oder Sprossung. Kokken Stäb- Scheide Sprossg. Teilg. Thyla- N2-Fix.
chen koide
ChamaesiphonE +1) (-) + - + -
SynechococcusE6) +2)oder+ - - +7) + var
SynechocystisE A) + +4) - +8) + +
MicrocystisA
CyanotheceE,6) + - - +7) + +
GloeobacterA +1)2) + - +7) - -
GloeocapsaA + +3) - +8) + (+)
GloeotheceA + + - +7) + +
MyxobactronE +5) ? - +7) + +
1) z. T. ovoid 7) Teilung in 1 Ebene 2) Zelldurchmesser3µm („Picophytoplankton“)8) Teilung in 2-3 Ebenen 3) Scheide vielschichtig 4) „Scheide“ aus amorphem Schleim var: variabel 5) sehr langgestreckte Zellen (typ.Zellform) E: nur als Einzelzellen 6) uneinheitliche Gattung A: auch oft als Aggregate Gruppe 2: Pleurocapsales phylogenetisch einheitliche Gruppe einzellige Formen, z. T. Aggregatbildung Vermehrung durch Baeocyten (= Nanocyten, = “Endosporen“): 4 bis 1000 pro Mutterzelle; diese Vermehrungsweise (über multiple Teilungen, Baeocyten) nur in dieser Ordnung; in einigen Gattungen daneben auch binäre Teilung möglich, Wachstum oft auf festen Oberflächen (= Periphyton), weite Verbreitung (terrestrisch, Süßwasser, Meerwasser); oft fakultativ photoheterotroph u. N2-fixierend. - Pleurocapsa1) - Chroococcidiopsis - Dermocarpa1) - Xenococcus - Dermocarpella1) - Myxosarcina1) 1) Baeocyten gleitend Gruppe 3: „Oscillatoriales“ phylogenetisch uneinheitlich filamentöse Formen, z. T. mit Scheide, binäre Teilung in 1 Ebene; geringe Differenzierung: keine Heterocysten oder Akineten (nur z. T. Hormogonien) in allen Gattungen gleitende Formen, weitverbreitet: Boden, Süßwasser, Meerwasser, Periphyton, heiße Quellen (bei 62 °C). - Spirulina: uneinheitl. Gattung
- Oscillatoria: „Schwingalge“: Rotation des Trichoms um die
Längsachse durch gleitende Bewegung
- Lyngbya: Scheide um Trichome als bisheriges Hauptmerkmal zur
Abgrenzung von anderen Gattungen; möglicherweise nicht
ausreichend zur Abgrenzung
- Arthrospira
verwandt mit
- Microcoleus
- Crinalium (abgeflachtes Trichom, bandartig)
- Starria
- Pseudoanabaena
- Trichodesmium
Gruppe 4: Nostocales filamentöse Formen mit binärer Teilung in 1 Ebene und etwas stärkerer Differenzierung; Potential zur Heterocysten-Bildung (z. T. regelmäßig, z. T. nur bei N-Mangel). Nostocaceae Trichome bestehen aus vegetativen Zellen (uniseriat) von gleichem Durchmesser (nicht zugespitzt), von Heterocysten unterbrochen, keine falschen Verzweigungen.
weitere Gattungen: Aphanizomenon, Cylindrospermum Scytonemataceae Trichome aus vegetat. Zellen (uniseriat) von gleichem Durchmesser, seltener zugespitzt, falsche Verzweigungen vorkommend, Akineten fehlen meist.
weitere Gattungen: Tolypothrix, Hydrocoryne, Diplocolon u. a. Rivulariaceae i. d. R. zugespitzte Trichome, falsche Verzweigungen vorkommend, Hormogonien nach beendetem Phosphat-Mangel gebildet, meiste Arten mit Heterocysten (deren Bildung durch NH+4 od. NO-3-Anwesenheit unterdrückt). - Calothrix Rivularia Gloetrichiadie beiden letzteren Gattungen bilden makroskop. Kolonien, möglicherweise als ökologische Varianten v. Calothrix anzusehen (?) Gruppe 5: Stigonematales morphologisch sehr komplex, höchster Grad der Differenzierung unter den Cyanobakterien: sowohl Heterocysten, Akineten als auch Hormogonien, multiseriate Trichome (Teilung in versch. Ebenen) und echte Verzweigungen; phylogenetisch aber nicht von Nostocales zu unterscheiden. - Chlorogloeopsis: wächst sehr leicht chemoheterotroph (Glucose, Ribose) - Fischerella: z. T. thermophile Arten in heißen Quellen ( 58 °C), auch in oligotrophen Seen, keine marinen Formen - Geitleria: nach GEITLER, österr. Botaniker und Blaualgen-Forscher (um 1930), benannt; Scheide stark mit Calcium inkrustiert. - Stigonema: in Süßwasser od. auf Felsen; in oligotrophen, leicht sauren Seen; selten in Reinkultur untersucht. 2. Hauptgruppe: Prochlorales (Prochlorophyten)gehören zu Oxyphotobacteria, aber nicht zu Cyanobakterien, obwohl sie mit letzteren einige Gemeinsamkeiten aufweisen, besitzen im Gegensatz von Cyanobakterien Chlorophyll a und b, aber keine Phycobiline (auch kein Cyanophycin); möglicherweise gemeinsame Vorfahren mit Chloroplasten der Pflanzen, die ebenfalls Chlorophyll a + b enthalten. Photosynthesepigmente daher vergleichbar den eukaryot. Algen, aber Zellwand hier aus Murein, statt Zellkern Nucleoid sowie weitere typ. Prokaryoten-Merkmale. Nur wenige Arten bekannt. Prochloron didemni: runde, einzellige Formen (Durchmesser 10 - 30 µm) mit binärer Teilung, N2-Fixierung, mariner Lebensraum, bisher nur als Symbiose-Partner bekannt, und zwar als extrazellulärer Symbiont von marinen Seescheiden (Ascidien); dort epizoisch (als Ektosymbiont) lebend, z. T. in Hohlräume (Peripharynx, Cloace) eindringend, z. T. obligat für Wirte, zusätzl. Pigment: Echinenon (kommt auch in Cyanobakt. vor). Prochlorothrix hollandica: fädige Formen, Trichome bildend (zylindr. Zellen), freilebend in Süßwasser-Arealen. Prochlorococcus spec.: Chlorphyll a kommt als Derivat vor (Divinyl-Reste); besitzt außerdem das seltene alpha-Carotin (im Gegensatz zu anderen Bakterien, z. B. Cyanobakterien u. a., die ß-Carotin bilden). ||
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Microbial
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Jörg Bernhardt, phone +49 3834 864202, bernhard@microbio2.biologie.uni-greifswald.de 20.03.2000 |
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