Blauwalgen

Blauwalgen
	Celdraden van een blauwalgensoort
Taxonomische indeling
Rijk:	Bacteria
Stam
	Cyanobacteria;
	Afbeeldingen op Wikimedia Commons
	Blauwalgen op Wikispecies
	(en) World Register of Marine Species
Portaal	Biologie

Blauwalgen, ook wel blauwwieren of, formeler, cyanobacteriën zijn een groep van prokaryote organismes. Tot de wetenschappelijke namen die voor deze in gebruik zijn horen Cyanophyta of, moderner, Cyanobacteria. Tegenwoordig worden ze wel beschouwd als stam binnen het domein van de Bacteria. Blauwalgen zijn in staat tot fotosynthese, waarbij moleculaire zuurstof wordt geproduceerd; zij vermeerderen zich door binaire deling.

Volgens de endosymbiontentheorie zijn plastiden, die aanwezig zijn in eukaryote planten en algen (zoals roodwieren, groenwieren en bruinwieren), geëvolueerd uit endosymbiotische cyanobacteriesoorten. Deze plastiden maken bij eukaryoten de fotosynthese mogelijk.

In eutroof tot hypertroof water en bij hoge temperaturen kunnen populaties van verschillende blauwalgsoorten zich in korte tijd sterk vermeerderen, waardoor het natuurlijk evenwicht in het water wordt verstoord, een verschijnsel dat "algenbloei" of "blauwalg" wordt genoemd.

Naam

De naam cyanobacteria is afgeleid van de blauwe kleurstof fycocyanine die deze groep kenmerkt. De naam 'blauwalgen' wordt soms als misleidend beschouwd omdat deze organismen anders dan andere algen prokaryoten zijn. De meeste soorten zijn blauwgroen; sommige soorten in de Rode Zee zijn roodbruin, door het biopigment fycoërytrine. De cyanobacterie Planktothrix rubescens kleurt water rood/paars en veroorzaakt het fenomeen Bourgondisch bloed.

Evolutie en classificatie

Plaats van de Cyanobacteria in de fylogenie

LUCA
- Domein Bacteria (bacteriën)
  - Rijk Thermotogae
  - - Rijk Firmicutae
    - - Rijk Oxyphotobacteria
        Stam Cyanobacteria ('blauwalgen')
      - Rijk Chloroflexae (met 1 stam: Chloroflexobacteria)
        
        Rijk Pirellae (met 1 stam: Pirellobacteria)
        
        Rijk Saprospirae (met 1 stam: Saprospirobacteria)
        
        Rijk Chlorosulphatae (met 1 stam: Chlorobacteria)
        
        Rijk Spirochaetae (met 1 stam: Spirochaetes)
        
        Rijk Proteobacteria
- - Domein Archaea
  - Domein Eukaryota (eukaryoten)

Blauwalgen behoren tot de oudste organismen op aarde; er wordt geschat dat ze al 3,5 miljard jaar bestaan. Ze waren de eerste organismen op aarde die zuurstof konden produceren en zo uiteindelijk de evolutie van hogere, zuurstof verbruikende organismen mogelijk hebben gemaakt.

Het is in fossielen van 1,75 miljard jaar geleden mogelijk geweest met het gebruik van de elektronenmicroscoop de aanwezigheid van thylakoïden aan te tonen. Deze structuren die zich binnen in de bacteriecel bevinden en die de fotosynthese mogelijk maken, zijn zichtbaar als dubbele membranen met een smal lumen. De fossielen zijn tot nu toe de oudste tastbare getuigen van de aanwezigheid van fotosynthese. De cyanobacteriën uit die tijd hebben waarschijnlijk een grote rol gespeeld in de zuurstofcrisis, die zich langzaam rond de 2,4 miljard jaar geleden voltrok.^[1]^[2]

Er bestaan verschillende taxonomische indelingen van cyanobacteriën, waarbij hun indeling nog sterk aan verandering onderhevig is. Het is mogelijk cyanobacteriën in te delen:

De klassen Chroobacteria, Hormogoneae en Gloeobacteria
De orden Chroococcales, Gloeobacterales, Nostocales, Oscillatoriales, Pleurocapsales en Stigonematales
De families Prochloraceae en Prochlorotrichaceae
De geslachten Halospirulina, Planktothricoides, Prochlorococcus, Prochloron, Prochlorothrix.

Wetenschappelijke naamgeving

Blauwalgen krijgen traditioneel, net als andere algen, een wetenschappelijke naam onder wat tegenwoordig de International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants heet. Sommige auteurs geven ze echter een naam onder wat tegenwoordig de International Code of Nomenclature of Prokaryotes heet.

Levenswijze

Cyanobacteriën leven niet alleen in zoet en zout water maar ook in de grond, op rotsen, takken en boomstammen. In de tropen leven ze als epifyten op bladeren (epifyl) van planten. Sommige soorten kunnen zeer hoge temperaturen, tot zelfs 75–85 °C, verdragen en leven in heetwaterbronnen.

Er zijn ook soorten die in mutualistische symbiose leven met een bepaalde plant, zoals de cyanobacterie Anabaena azollae in de bladholten van de grote kroosvaren (Azolla filiculoides) en andere soorten in de wortels van palmvarens en Gunnera. Daarnaast zijn er soorten die symbiotisch met schimmels samenleven in korstmossen.

Bouw

De blauwalg Anabaena circinalis

Blauwalgen zijn eencellig, ze kunnen echter wel kolonies vormen, of al dan niet vertakte celdraden. Ze kennen geen geslachtelijke voortplanting: ze vermeerderen zich middels binaire deling. Bij de draadvormen breken kleine stukjes van de draden af; kolonies breken in stukken.

De cellen zijn meestal omgeven door een gelatineachtige laag. De pigmenten van cyanobacteriën bevinden zich in de buitenste plasmalagen van de cel.

Sommige soorten overwinteren als akineten, vegetatieve endosporen die in het voorjaar weer actief worden.

Fotosynthese

Het chlorofyl van cyanobacteriën is eenvoudiger van bouw dan bij de planten. Blauwalgen benutten een groter deel van het lichtspectrum dan de meeste algen en landplanten doordat ze beschikken over pigmentstructuren, fycobilisomen genoemd, waarin de pigmenten fycoerytrine, fycocyanine en allofycocyanine gerangschikt zijn. Deze pigmenten kunnen zonlicht met een golflengte van 550–620 nm invangen en aan chlorofyl doorgeven voor fotosynthese, het biochemische proces waarmee zonne-energie wordt omgezet in chemische energie.

Stikstofbinding

Bepaalde soorten cyanobacteriën zijn in staat om stikstofgas uit de lucht te binden net zoals de stikstofbindende bacteriën in de wortels van de vlinderbloemigen doen.

Algenbloei

Blauwalg verpest zwempret in Wylerbergmeer.

Enkele soorten cyanobacteriën, onder andere Planktothrix agardhii, zijn berucht omdat zij bij een 'algenbloei' in de zomer en nazomer massaal optreden en overlast bezorgen. Algenbloei is vaak een symptoom van eutrofiëring, een teveel aan voedingsstoffen (nutriënten) in het water, de onderliggende oorzaak. De optimale groeiomstandigheden voor algenbloei zijn eutroof tot hypertroof water, een temperatuur tussen de 20 °C en 30 °C, en lichtarme en luwe (wind en stroming) omstandigheden.

Menselijke gezondheid

Kun je zwemmen in water met blauwalg? - Universiteit van Nederland

Blauwalg in het Kanaal Alkmaar-Kolhorn in 2016

In verband met de gezondheid is zwemmen in gebieden met veel blauwalg riskant. Sommige soorten kunnen giftige stoffen afscheiden waarvan mensen ziek worden. Deze stoffen kunnen via de mond het lichaam binnenkomen. Juist daarom is voor kinderen zwemmen in met cyanobacteriën besmet zwemwater gevaarlijk: ze nemen nog weleens per ongeluk een paar slokken water. Ze zijn ook nog eens gevoeliger dan volwassenen. De klachten bij mensen variëren van hoofdpijn, ernstige zwelling van de oogleden, irritatie van slijmvliezen, huidirritatie, misselijkheid, diarree tot koorts. De vergiften kunnen ook tot langetermijnschade aan het zenuwstelsel leiden. Om deze reden wordt altijd gewaarschuwd wanneer ergens blauwalg wordt aangetroffen in het water. Op dergelijke plekken wordt dan een zwemverbod afgekondigd. Dit wordt tevens aangegeven met borden bij het betreffende water. Daarnaast heeft de overheid een speciale site en app gelanceerd waarop mensen die in open water willen zwemmen kunnen zien waar ze veilig kunnen gaan zwemmen. Dit wordt met symbolen aangegeven op een kaart.^[3] Waarschuwingen voor blauwalg worden doorgaans vaak gegeven bij langdurig warm weer, omdat blauwalgen bij dergelijk weer goed kunnen gedijen in het water.

Ook huisdieren kunnen ernstig ziek worden door het drinken van water met cyanobacteriën of door hun besmette vacht droog te likken.

Bestrijding

De Nieuwe Meer in het Amsterdamse Bos wordt met luchtbellen behandeld om blauwalg te bestrijden. In de haven van het Zeeuwse Tholen is het geprobeerd door middel van ultrasone trillingen. In de Kooikersgracht in Leusden werd jarenlang een soort sproeier gebruikt voor de bestrijding. De enige echte oplossing is echter het verminderen van de fosfaat- en nitraat-belasting. Aangezien sommige cyanobacteriën (Anabaena) ook stikstof uit de lucht kunnen binden is de fosfaatconcentratie in de praktijk de belangrijkste beperkende factor.

Behandeling van het water met een verdunde oplossing van waterstofperoxide heeft zeer goede resultaten opgeleverd. Drie dagen na behandeling zijn de bacteriën niet meer in schadelijke concentraties aanwezig. Wel moet nog gecontroleerd worden of daarna het toxinegehalte voldoende verlaagd is.^[4]

Gebruik

Spirulina-tabletten

Sommige cyanobacteriën worden verwerkt in cosmetica zoals pillen en gezichtsmaskers. Ook worden ze in levensmiddelen als stabilisator, smaakmaker of eiwitleverancier toegepast.

De cyanobacteriën Arthrospira platensis en Arthrospira maxima zijn in tabletvorm te koop als Spirulina en dit middel zou de gezondheid bevorderen. Bij dierproeven is gebleken dat het pigment fycocyanine ontstekingsremmend kan werken. Er zijn echter ook gifstoffen aangetoond in blauwalgtabletten en capsules.^[5]^[6]

Sinds 2012 worden proefprojecten uitgevoerd om cyanobacteriën te gebruiken voor de productie van biobrandstoffen, uitgaande van de afvalgassen van staalbedrijven om zo de CO₂-uitstoot van deze industrie te verlagen. Het bedrijf Lanzatech heeft, in samenwerking met Baosteel, een proefinstallatie in China nabij Beijing, waar sinds april 2012 jaarlijks 370.000 liter ethanol (alcohol) wordt geproduceerd.^[7]^[8]

Zie ook

Stromatoliet

Externe links

Bronnen, noten en/of referenties

↑ (en) Cowing, Keith, The Evolution Of Photosynthesis Documented By Thylakoids In Fossil Cyanobacteria. Astrobiology (6 januari 2024). Geraadpleegd op 11 januari 2024.
↑ (en) Demoulin, Catherine F., Lara, Yannick J., Lambion, Alexandre, Javaux, Emmanuelle J. (3 januari 2024). Oldest thylakoids in fossil cells directly evidence oxygenic photosynthesis. Nature : 1–6. ISSN:1476-4687. DOI:10.1038/s41586-023-06896-7.
↑ Vind een zwemplek | Zwemwater.nl. www.zwemwater.nl. Geraadpleegd op 21 juni 2023.
↑ Blauwalgen succesvol bestreden met waterstofperoxide uva.nl (gearchiveerd)
↑ Gilroy et al 2000, Jiang et al 2008 Food Additives and Contaminants Vol. 25, No. 7, 885–894 (gearchiveerd)
↑ Bruno, M., Fiori, M., Mattei, D., Melchiorre, S., Messineo, V. (20 juli 2006). ELISA and LC-MS/MS methods for determining cyanobacterial toxins in blue-green algae food supplements. Natural Product Research 20 (9): 827–834. ISSN:1478-6419. PMID: 16753920. DOI:10.1080/14786410500410859.
↑ Lanzatech capturing carbon
↑ Iron & Steel Today, November/december 2012 p17–18

Zie de categorie Cyanobacteria van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.

[1] (en) Cowing, Keith, The Evolution Of Photosynthesis Documented By Thylakoids In Fossil Cyanobacteria. Astrobiology (6 januari 2024). Geraadpleegd op 11 januari 2024.

[2] (en) Demoulin, Catherine F., Lara, Yannick J., Lambion, Alexandre, Javaux, Emmanuelle J. (3 januari 2024). Oldest thylakoids in fossil cells directly evidence oxygenic photosynthesis. Nature : 1–6. ISSN:1476-4687. DOI:10.1038/s41586-023-06896-7.

[3] Vind een zwemplek | Zwemwater.nl. www.zwemwater.nl. Geraadpleegd op 21 juni 2023.

[4] Blauwalgen succesvol bestreden met waterstofperoxide uva.nl (gearchiveerd)

[5] Gilroy et al 2000, Jiang et al 2008 Food Additives and Contaminants Vol. 25, No. 7, 885–894 (gearchiveerd)

[6] Bruno, M., Fiori, M., Mattei, D., Melchiorre, S., Messineo, V. (20 juli 2006). ELISA and LC-MS/MS methods for determining cyanobacterial toxins in blue-green algae food supplements. Natural Product Research 20 (9): 827–834. ISSN:1478-6419. PMID: 16753920. DOI:10.1080/14786410500410859.

[7] Lanzatech capturing carbon

[8] Iron & Steel Today, November/december 2012 p17–18

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]