Prochlorococcus

Infotaula d'ésser viuProchlorococcus Modifica el valor a Wikidata

Modifica el valor a Wikidata
Dades
Tinció de Gramgramnegatiu Modifica el valor a Wikidata
SocaProchlorococcus marinus
Taxonomia
RegneBacillati
FílumCyanobacteriota
ClasseCyanophyceae
OrdreSynechococcales
FamíliaProchlorococcaceae
GènereProchlorococcus Modifica el valor a Wikidata
Chisholm et al., 1992.[1]
Tipus taxonòmicProchlorococcus marinus Modifica el valor a Wikidata

Prochlorococcus és un gènere de cianobacteris marins de grandària molt petita (0,6 micres) amb pigmentació inusual (clorofil·la b). Aquests bacteris pertanyen a la picoplàncton fotosintètic i són, probablement, l'organisme fotosintètic més abundant a la Terra. Els microbis del gènere Prochlorococcus estan entre els principals productors primaris de l'oceà, sent els responsables de gran part de la producció fotosintètica d'oxigen.[2][3] L'anàlisi de les seqüències del genoma de 12 soques de Prochlorococcus mostren que 1100 gens són comuns en totes elles, i la grandària mitjana de genoma és d'aproximadament 2.000 gens.[2] En canvi, les algues eucariotes tenen més de 10.000 gens.[4]

Descobriment

[modifica]

Tot i que hi havia diversos registres anteriors d'una petita espècie contenidora de clorofil·la b a l'oceà,[5][6] Prochlorococcus va ser descobert el 1986;[1] l'equip estava format per Sallie W. (Penny) Chisholm de l'Institut de Tecnologia de Massachusetts, Robert J. Olson, de la Institució Oceanogràfica Woods Hole, i altres col·laboradors en el mar dels Sargassos utilitzant la citometria de flux.[7] El primer cultiu de Prochlorococcus es va aïllar en el mar dels Sargassos el 1988 (soca SS120) i al poc temps un altre soca es va obtenir en el mar Mediterrani (soca MED). El nom Prochlorococcus sorgí pel fet que originalment s'havia suposat que Prochlorococcus estava relacionat amb Prochloron i altres bacteris contenidors de clorofil·la b, anomenats procloròfits;[8] però actualment se sap que els procloròfits formen diversos grups filogenètics separats dins del subgrup dels cianobacteris.

L'única espècie del gènere que s'ha descrit és Prochlorococcus marinus.

Morfologia

[modifica]

Les cianobacteris marines són, fins avui, els organismes fotosintètics més petits coneguts; El Prochlorococcus és el més petit presentant només 0,5 a 0,8 micròmetres de diàmetre.[9][3] Aquestes cèl·lules, com totes amb forma de cocos, no tenen mobilitat. Són de vida lliure. Són d'una mida petita, i per tant presenten una alta relació superfície-volum, la qual cosa els dona un avantatge en aigües pobres en nutrients. Així i tot, se suposa que Prochlorococcus té un requeriment de nutrients molt petit.[10] En general, els individus de Prochlorococcus es divideixen una vegada al dia en la capa subsuperficial o en aigües oligotròfiques.[10]

Distribució

[modifica]

Els Prochlorococcus s'han trobat, de manera abundant, a la zona eufòtica dels oceans tropicals del món.[11] Són, possiblement, les espècies més abundants de la Terra: un sol mil·lilitre d'aigua marina superficial pot contenir 100.000 o més cèl·lules. A nivell mundial, l'abundància mitjana anual és de 2,8 i 3,0 octil·lions (~ 1027) d'individus; en comparació, és aproximadament el nombre d'àtoms que conté una tona d'or.[12] Els Prochlorococcus habiten entre el 40° N i 40° S,[10] i dominen a les regions oligotròfiques (pobres en nutrients). Els Prochlorococcus es troben sobretot en un rang de temperatura de 10-33° C i alguns exemplars poden créixer a profunditats amb poca llum (<1 % de llum de la superfície).[2] A aquestes soques se li ha assignat l'ecotips LL (Low Light), a les soques que ocupen menor profunditat en la columna d'aigua se'ls va assignar l'ecotip HL (High light).[13]

Els Prochlorococcus d'ecotip LL presenten una major proporció de clorofil·la b que de clorofil·la a, la qual cosa ajuda a la seva capacitat per absorbir la llum blava.[14] Ja que la llum blava és capaç de penetrar en les aigües de l'oceà més profund que la resta de l'espectre visible, fins a aconseguir profunditats de >200 metres, depenent de la turbidesa de l'aigua. Aquesta profunditat de penetració de la llum blava, combinat amb la capacitat del Prochlorococcus de ecotipo LL d'utilitzar-la per a la fotosíntesi, permet que les poblacions de Prochlorococcus LL sobreviure a profunditats de fins a 200 metres.[15]

Pigments

[modifica]

Els Prochlorococcus està estretament relacionat amb els Synechococcus, un altre cianobacteri fotosintètic abundant, que conté ficobilisomes (antenes per a captació de llum). No obstant, Prochlorochoccus ha evolucionat per utilitzar un únic complex captador de llum, que consisteix predominantment de derivats divinilics de clorofil·la a (Chl a2) i b (Chl b2) i freturosa de clorofil·les monoviniliques i ficobilisomes.[16] Prochlorococcus és l'única espècie silvestre fototròfica oxigènica coneguda que no conté Chl a com a pigment fotosintètic important, i és l'únic procariota conegut amb α-carotè.[17]

Els Prochlorococcus ocupen dos nínxols ecològics diferents, la qual cosa porta a classificar-los en per la seva exposició a la llum, ja sigui baixa (LL) ja sigui alta (HL),[18] que varien en proporcions de pigment (els de l'ecotipus LL té una alta proporció de clorofil·la B2 enfront de la clorofil·la a2 i els de l'ecotipo HL té una baixa relació de b2 enfront de la clorofil·la a2), requeriments de llum, de nitrogen i la utilització de fòsfor, coure, i la sensibilitat per als virus. Aquests "ecotipos" poden diferenciar-se sobre la base de la seqüència dels seus gens d'RNA ribosomal. Les soques adaptats d'alta llum habiten en profunditats entre 25 i 100 m, mentre que les soques adaptats de poca llum habiten en aigües entre 80 i 200 m.[19] Recentment, els genomes de diversos soques de Prochlorococcus s'han pogut seqüenciar.[20][21] Dotze genomes complets s'han seqüenciat que revelen fisiològicament i genèticament diferents llinatges de Prochlorococcus marinus que són 97 % similar en el gen del 16S rRNA.[19]

Vegeu també

[modifica]

Referències

[modifica]
  1. ↑ 1,0 1,1 «A novel free-living prochlorophyte occurs at high cell concentrations in the oceanic euphotic zone». Nature, 334, 6180, 1988, pàg. 340–343. DOI: 10.1038/334340a0.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Munn, C. Marine Microbiology: ecology and applications Second Ed. Garland Science, 2011.
  3. ↑ 3,0 3,1 «Life at the Edge of Sight — Scott Chimileski, Roberto Kolter | Harvard University Press» (en anglès).
  4. ↑ «Patterns and Implications of Gene Gain and Loss in the Evolution of Prochlorococcus». PLoS Genetics, 3, 12, 12-2007, pàg. e231. DOI: 10.1371/journal.pgen.0030231. PMC: 2151091. PMID: 18159947.
  5. ↑ «Chroococcoid cyanobacteria in the sea: a ubiquitous and diverse phototrophic biomass». Limnology and Oceanography, 24, 5, 1979, pàg. 928–935. DOI: 10.4319/lo.1979.24.5.0928.
  6. ↑ «Unknown chlorophyll a derivatives in the North Sea and the tropical Atlantic Ocean revealed by HPLC analysis». Limnology and Oceanography, 28, 4, 1983, pàg. 757–766. DOI: 10.4319/lo.1983.28.4.0757.
  7. ↑ S. W. Chisholm, R. J. Olson, E. R. Zettler, J. Waterbury, R. Goericke & N. Welschmeyer «A novel free-living prochlorophyte occurs at high cell concentrations in the oceanic euphotic zone». Nature, 334, 6180, 1988, pàg. 340–343. DOI: 10.1038/334340a0.
  8. ↑ Sallie W. Chisholm, S. L. Frankel, R. Goericke, R. J. Olson, B. Palenik, J. B. Waterbury, L. West-Johnsrud & E. R. Zettler «Prochlorococcus marinus nov. gen. nov. sp.: an oxyphototrophic marine prokaryote containing divinyl chlorophyll a and b». Archives of Microbiology, 157, 3, 1992, pàg. 297–300. DOI: 10.1007/BF00245165.
  9. ↑ Biller, Steven J.; Berube, Paul M.; Lindell, Debbie; Chisholm, Sallie W. «Prochlorococcus: the structure and function of collective diversity». Nature Reviews Microbiology, 13, 1, 01-12-2014, pàg. 13–27. DOI: 10.1038/nrmicro3378. PMID: 25435307.
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 «Prochlorococcus, a marine photosynthetic prokaryote of global significance.». Microbiology and Molecular Biology Reviews, 63, 1, 1999, pàg. 106–127. PMC: 98958. PMID: 10066832.
  11. ↑ Chisholm, S.W.; Frankel, S.; Goericke, R.; Olson, R.; Palenik, B.; Waterbury, J.; West-Johnsrud, L.; Zettler, E. «Prochlorococcus marinus nov. gen. nov. sp.: an oxyphototrophic marine prokaryote containing divinyl chlorophyll a and b.». Archives of Microbiology, 157, 3, 1992, pàg. 297–300. DOI: 10.1007/bf00245165.
  12. ↑ Flombaum, P.; Gallegos, J. L.; Gordillo, R. A.; Rincon, J.; Zabala, L. L.; Jiao, N.; Karl, D. M.; Li, W. K. W.; Lomas, M. W. «Present and future global distributions of the marine Cyanobacteria Prochlorococcus and Synechococcus». Proceedings of the National Academy of Sciences, 110, 24, 2013, pàg. 9824–9829. DOI: 10.1073/pnas.1307701110. PMC: 3683724. PMID: 23703908.
  13. ↑ Coleman, M.; Sullivan, M.; Martiny, A.; Steglich, C.; Barry, K.; DeLong, E.; Chisholm, S. «Genomic islands and the ecology and evolution of Prochlorococcus». Science, 311, 5768, 2006, pàg. 1768–1770. DOI: 10.1126/science.1122050. PMID: 16556843.
  14. ↑ Ralf, G.; Repeta, D. «The pigments of Prochlorococcus marinus: The presence of divinylchlorophyll a and b in a marine prokaryote». Limnology and Oceanography, 37, 2, 1992, pàg. 425–433. DOI: 10.4319/lo.1992.37.2.0425.
  15. ↑ Zinser, E.; Johnson, Z.; Coe, A.; Karaca, E.; Veneziano, D.; Chisholm, S. «Influence of light and temperature on Prochlorococcus ecotype distributions in the Atlantic Ocean». Limnology and Oceanography, 52, 5, 2007, pàg. 2205–2220. DOI: 10.4319/lo.2007.52.5.2205.
  16. ↑ «Cyanobacterial photosynthesis in the oceans: the origins and significance of divergent light-harvesting strategies». Trends in Microbiology, 10, 3, 2002, pàg. 134–142. DOI: 10.1016/s0966-842x(02)02319-3.
  17. ↑ «The pigments of Prochlorococcus marinus: the presence of divinyl chlorophyll a and b in a marine prokaryote». Limnology and Oceanography, 37, 2, 1992, pàg. 425–433. DOI: 10.4319/lo.1992.37.2.0425.
  18. ↑ «Niche-partitioning of Prochlorococcus in a stratified water column in the eastern North Atlantic Ocean». Applied and Environmental Microbiology, 65, 1999, pàg. 2585–2591.
  19. ↑ 19,0 19,1 «Taxonomic resolution, ecotypes and biogeography of Prochlorococcus». Environmental Microbiology, 11, 4, 2009, pàg. 823–832. DOI: 10.1111/j.1462-2920.2008.01803.x.
  20. ↑ «Genome divergence in two Prochlorococcus ecotypes reflects oceanic niche differentiation» (– Scholar search). Nature, 424, 6952, 2003, pàg. 1042–1047. Arxivat de l'original el 11 desembre 2004. DOI: 10.1038/nature01947. PMID: 12917642. Arxivat 11 de desembre 2004 a Wayback Machine.
  21. ↑ «Genome sequence of the cyanobacterium Prochlorococcus marinus SS120, a nearly minimal oxyphototrophic genome». Proceedings of the National Academy of Sciences, 100, 17, 2003, pàg. 10020–10025. DOI: 10.1073/pnas.1733211100. PMC: 187748. PMID: 12917486.

Bibliografia

[modifica]

Enllaços externs

[modifica]
En altres projectes de Wikimedia:
Commons
Commons
 Commons (Galeria) Modifica el valor a Wikidata
Commons
Commons
 Commons (Categoria) Modifica el valor a Wikidata
Viquiespècies
Viquiespècies
 Viquiespècies Modifica el valor a Wikidata