Microcystis

Microcystis
Microcystis aeruginosa
Systematik
Domäne: Bakterien (Bacteria) Stamm: Cyanobakterien s. l. (Cyanobacteriota) Klasse: Cyanobakterien s. s. (Cyanophyceae) Ordnung: Chroococcales Familie: Microcystaceae Gattung: Microcystis
Wissenschaftlicher Name
Microcystis
Lemmermann, 1907[1]

Microcystis ist eine Gattung der Cyanobakterien (Blaugrünbakterien, früher „Blaualgen“).

Beschreibung

Microcystis bildet bis auf über 1 mm Größe heranwachsende Aggregate aus vielen in Gallerte eingebetteten Zellen. Die Gallerte ist kugelig bis unregelmäßig geformt und ungeschichtet. Die Zellen sind blaugrün bis olivgrün gefärbt und von kugeliger Gestalt. Sie erreichen eine Größe von 1 bis 9 µm. In den Zellen befinden sich wie bei allen Bakterien keine Zellkerne und keine Plastiden. Meist enthalten die Zellen sogenannte Gasvakuolen. Hierbei handelt es sich um mit Luft gefüllte, von einer speziellen Proteinmembran umgebene Hohlräume. Durch den Auf- und Abbau dieser Vakuolen können die Zellen ihre Dichte verändern, was ihnen ermöglicht, in der freien Wassersäule von Seen zu schweben.

Fortpflanzung

Die ungeschlechtliche Vermehrung erfolgt durch Zellteilung. Die Teilungsebenen bei aufeinander folgenden Teilungen sind senkrecht zueinander angeordnet. Aggregate können außerdem fragmentieren.

Geschlechtliche Fortpflanzung kommt bei Cyanobakterien nicht vor.

Verbreitung

Microcystis lebt im Plankton kleinerer und größerer, stehender Gewässer. Die Art bildet zuweilen Algenblüten, wobei der Giftstoff Microcystin (MC) gebildet werden kann. Eine solche giftige Algenblüte gab es beispielsweise 2014 im Erie-See.^[2]

Arten (Auswahl)

• Microcystis aeruginosa
• Microcystis botrys
• Microcystis leavens
• Microcystis parasitica
• Microcystis thermalis

• 
  Clathrocystis aeruginosa Henfr., alias Microcystis aeruginosa^[3], - 1 einzelne Zellen, 2 die Gallerthülle einer Familie (Kolonie) sichtbar gemacht.
• 
  Kolonie von Microcystis wesenbergii unter dem Epifluoreszenzmikroskop, DNA mit SYTOX^[4] grün gefärbt
• 
  Microcystis floas-aquae Kirch.
• 
  Kolonie von Microcystis.
  Balken ca. 10 µm

Viren

Microcystis-Spezies werden von einer Reihe von Viren infiziert, die wegen ihres Wirtes als Bakteriophagen (genauer: Cyanophagen) klassifiziert werden. Beispiele sind:

• Spezies „Podophage BAC9D04“ (alias „Synechococcus-Podovirus BAC9D04“)^[5][6][7]
• Spezies „Cyanophage Ma-LBP“ (alias „Microcystis-Phage Ma-LBP“)^[8]
• Spezies „Cyanophage Ma-LEP“ (alias „Microcystis-Phage Ma-LEP“)^[9]

Diese haben den für die Klasse Caudoviricetes typischen Kopf-Schwanz-Aufbau und werden wegen des kurzen Schwanzteils als Podoviren typisiert. Mangels genauerer Daten werden sie vorläufig in die informelle Podoviren-Gattung „Cyanopodovirus“ gestellt, die taxonomisch nicht zugeordnete Cyanophagen mit diesem Morphotyp vereint.

Dem Morphotyp der Myoviren unter den Caudoviricetes entspricht dagegen die folgenden Beispiele von Microcystis-Viren:

• Spezies Microcystis virus LMM01 (wiss. Fukuivirus LMM01), mit Cyanophage Ma-LMM01 alias Microcystis-Phage Ma-LMM01 oder en. Microcystis aeruginosa phage Ma-LMM01
• Spezies Microcystis-Virus MVDC (wiss. Fukuivirus MVDC), mit Microcystis-Phage MaMV-DC alias en. Microcystis aeruginosa phage MaMV-DC

aus der offiziellen Gattung Fukuivirus.^[10][11]

Quellen

• Karl-Heinz Linne von Berg, Michael Melkonian u. a.: Der Kosmos-Algenführer. Die wichtigsten Süßwasseralgen im Mikroskop. Kosmos, Stuttgart 2004, ISBN 3-440-09719-6.

Weiterführende Literatur

• Brian E. Lapointe, Rachel A. Brewton, Malcolm N. McFarland, Nicole Stockley: Nutrient availability in a freshwater-to-marine continuum: Cyanobacterial blooms along the Lake Okeechobee Waterway. In: Harmful Algae, Band 139, November 2024, S. 102710; doi:10.1016/j.hal.2024.102710 (englisch). Dazu:
  • What’s really ‘fueling’ harmful algae in Florida’s lake Okeechobee? FAU Harbor Branch study marks groundbreaking step in preserving this crucial ecosystem. Auf: EurekAlert! vom 10. September 2024. Quelle: Florida Atlantic University.
• Lindsey Doermann: Toxic Tides: Satellites Capture Lake Erie’s Alarming Transformation. Auf: SciTechDaily vom 9. September 2024. Quelle: NASA Earth Observatory (englisch).

Weblinks

• Microcystis auf algaebase.org
• Bilder von Micocystis

Einzelnachweise

1. NCBI: Microcystis (genus); graphisch: Microcystis, auf: Lifemap, NCBI Version.
2. Ferdi L. Hellweger, Robbie M. Martin, Falk Eigemann, Derek J. Smith, Gregory J. Dick, Steven W. Wilhelm: Models predict planned phosphorus load reduction will make Lake Erie more toxic. In: Science, Band 376, Nr. 6596, 26. Mai 2022, S. 1001–1005; doi:10.1126/science.abm6791. Dazu:
   • Nadja Podbregar: Gegenmaßnahmen machen Algenblüten giftiger – Verringerung des Phosphoreintrags begünstigt Giftproduktion der Cyanobakterien. Auf: scinexx.de vom 30. Mai 2022.
   • Martin Vieweg: Gewässerschutz könnte giftig wirken. Auf: wissenschaft.de vom 30. Mai 2022 – „Modellorganismus“
   • Walter Willems et al.: Mehr Gift als vorher? Blaualgen-Blüte nicht nur von Phosphor abhängig. Auf: n-tv.de vom 30. Mai 2022.
3. WorlSpecies: Microcystis aeruginosa
4. P. Lebaron, P. Catala, N. Parthuisot: Effectiveness of SYTOX Green Stain for Bacterial Viability Assessment, in: ASM Applied and Environmental Microbiology (AEM), 1. Juli 1998, doi:10.1128/AEM.64.7.2697-2700.1998
5. Itai Sharon et al.: Viral photosynthetic reaction center genes and transcripts in the marine environment, in: The ISME Journal Band 1, S. 492–501, Oktober 2007, doi:10.1038/ismej.2007.67
6. Ruth-Anne Sandaa et al.: Photosynthetic genes in viral populations with a large genomic size range from Norwegian coastal waters, in: FEMS Microbiology Ecology, Band 63, Nr. 1, 1. Januar 2008, S. 2–11, doi:10.1111/j.1574-6941.2007.00400.x
7. John H. Paul, Matthew B. Sullivan: Marine phage genomics: what have we learned?, Curr. Op. in Biotechnology Band 16, Nr. 3, Juni 2005, S. 299–307, doi:10.1016/j.copbio.2005.03.007, PMID 15961031, EuroPMC 15961031, siehe Fig. 3 (Genomkarte)
8. Stephen Tucker, Peter Pollard: Identification of Cyanophage Ma-LBP and Infection of the Cyanobacterium Microcystis aeruginosa from an Australian Subtropical Lake by the Virus, in: ASM Applied and Environmental Microbiology, Band 71, Nr. 2, 3. Februar 2005, S. 629–635, doi:10.1128/AEM.71.2.629-635.2005
9. NCBI: Cyanophage Ma-LEP, equivalent: Microcystis phage Ma-LEP (species)
10. ICTV: ICTV Taxonomy history: Microcystis virus Ma-LMM01.
11. D. Turner et al.: Rename 2,532 bacterial virus species to the binomial format (zip,xlsx), Vorschlag an das ICV, Oktober 2020.