Bakterioneuston – zespół bakterii wchodzących w skład neustonu. Bakterie neustonowe wykazują szereg przystosowań do szczególnego środowiska fizycznego i chemicznego neustonu, różnego od wody podpowierzchniowej. Siły napięcia powierzchniowego powodują fizyczną stabilność tej warstwy, ale skrajne wartości czynników środowiska powodują jej dużą niestabilność. Warstwa bakerioneustonu w wodzie waha się od 1 do 10 μm. Jej wystąpienie opiera się na obecności w niej dużych organicznych komponentów, tj.: białek, polisacharydów, lipidów, substancji humusowych. Baterioneuston jest ważnym elementem neustonu, ponieważ budują go bakterie będące producentami jak i konsumentami substancji organicznych.
Czynniki stresogenne Organizmy neustonowe są bardziej narażone na działanie stresujących czynników środowiska niż organizmy toni wodnej.
Potencjalnie szkodliwe czynniki to: promieniowanie słoneczne temperatura obecność toksycznych substancji, metali ciężkich
Czynniki te są silnie selektywne i wpływają na skład bakterioneustonu.
Promieniowanie słoneczne powoduje: letalne uszkodzenie DNA, hamuje wzrost organizmów inhibując syntezę enzymów, redukuje transport aktywny i indukuje mutacje subletalne. Najważniejsze znaczenie biologiczne ma średnie promieniowanie UV, tzw. UVB o długości 290–320 nm, oraz UVA o długości 320–400 nm. Bakterie neustonowe niezdolne do ucieczki przed promieniowaniem nauczyły się je tolerować dzięki 3 mechanizmom: fizycznej ochronie przez cząsteczki absorbujące UV umieszczone w ścianie lub błonie komórkowej efektywnemu systemowi naprawy DNA (fotoreaktywacja, rekombinacja, system SOS) ochronie przed produktami fotooksydacji dzięki barwnikom karotenoidowym, nadającym jasny kolor żółty lub pomarańczowy, np. Flavobacterium)
Promieniowanie UV powoduje powstawanie dimerów tyminowych w nici DNA. Bakterie chronią się przed tym dzięki dużej liczbie par G-C. U wielu z bakterii neustonowych (Micrococcus, Alcaligenes, Pseudomonas, Salmonella, Klebsiella) udział par G-C wynosi 56–75%.
Temperatura zarówno niska jak i wysoka wpływa na różnorodność i skład bakterioneustonu. Tworzenie się lodu podczas jesiennych przymrozków wpływa niszcząco na warstwę bakterioneustonu, jej wielkość i aktywność. Po nocnym powstaniu lodu i rozpuszczeniu go ranem potrzebny jest czas do ponownego utworzenia warstwy neustonowej. Krótkotrwałe, ale gwałtowne zmiany temperatury zwiększają różnorodność biologiczną bakterioneustonu, poprzez tworzenie nisz termicznych zasiedlanych przez bakterie o różnych wymaganiach termicznych.
Metale ciężkie także wpływają na skład bakterioneustonu. Najbardziej toksyczne są nieorganiczne połączenia metali dobrze rozpuszczalnych w wodzie. W neustonie większość toksycznych metali jest powiązanych z rozpuszczalną materią organiczną, przez co są mniej toksyczne, ale występują w dostatecznie dużych stężeniach aby stanowić zagrożenie dla bakterioneustonu. Jednakże bakterie wyizolowane z warstwy powierzchniowej wykazywały większą tolerancje na obecność metali ciężkich niż bakterie toni wodnej. Związane jest to z przekazywaniem plazmidów w których zakodowana jest zdolność do zmiany wartościowości metali, ich metylacji i demetylacji. Bakterie te mogą także wytwarzać zewnątrzkomórkowe biopolimery wiążące jony metali ciężkich, chroniąc komórki.
Substancje pokarmowe Materia organiczna w błonie powierzchniowej osiąga wyższe stężenia niż kilka cm niżej. Substancje odżywcze pochodzą z biosyntezy, dopływu na drodze wynoszenia z toni wodnej, opadów atmosferycznych i źródeł antropogenicznych. Większość substancji organicznych tej warstwy obniża napięcie powierzchniowe wody i dzięki temu ma zdolność adsorpcji w obrębie interfazy woda–powietrze. Nieorganiczne jony zwiększające napięcie powierzchniowe są wymywane do warstwy podpowierzchniowej. Większość aktywnego neustonu jest związana z cząstkowa materią organiczną Istnieje dodatni związek pomiędzy ilością substancji organicznej a liczebnością mikroorganizmów w neustonie.
Przystosowania Bakterie neustonowe mają w swych zewnętrznych strukturach mukopolisacharydy, glikoproteidy, polimery fosfatydylocholinowe, czyli związki hydrofobowe łączące się z błoną powierzchniową wody. Bakterioneuston obdarzony zdolnością ruchu może wędrować pomiędzy interfazą woda–powietrze a warstwą podpowierzchniową, w regularnych cyklach w zależności od warunków. 90% bakterii neustonowych rozkłada tłuszcze, 40–90% rozkłada białka, jest to konsekwencja budowy mikrowarstwy powierzchniowej bogatej w tłuszcze i białka. Około 50% bakterioneuston to Gram (-) pałeczki z rodzajów: Bacterium, Bacillus, Streptococcus, Micrococcus, Flavobacterium, Corynebacterium, grupy Vibro-teromonas, rodziny Enterobacteriaceae. Bakteria Nevskia ramosa, mająca silne właściwości hydrofobowe została wyizolowana tylko z błony powierzchniowej.
Bibliografia Maciej Walczak, Wojciech Donderski Bakterioneuston zbiorników wodnych Post. Mikrobiol., 2005, 44, 3, 275-288
Kategoria:Zespoły organizmów wodnych Kategoria:Bakteriologia