mm1 Flashcards
Mikrobiologija mora?
znanost koja se bavi
proučavanjem mikroorganizama (bakterija, arheja,
eukariotskih mikroorganizama i virusa) u morskom
okolišu, odnosno njihovom bioraznolikošću, ekologijom
njihovih zajednica i njihovim utjecajem na biogeokemijske
cikluse
Tko je otac
moderne mikrobiologije mora?
Ephraim Claude ZoBell
Tko objavljuje istraživanja vezana uz
kultivaciju mikroorganizama iz
dubokog mora u sklopu francuskih
ekspedicija brodovima Travailleur i
Talisman?
Adolph-Adrien Certes
Čije je Die Bakterien des
Meeres djelo?
Bernhard Fischer
Podjela morskog dna?
Kontinentska podina (do 200m)
- Strmi nagib, kontinentalni slaz
(do 3000m)
- Ravnica (do 6000m)
- Dubokooceanske brazde 1%
(11000m)
Podjela dubinskih zona?
Epipelagijal (do 200m)
- Mezopelagijal (200 – 1000m)
- Batipelagijal (1000 – 3000m)
- Abisopelagijal (3000 – 6000m)
- Hadalopelagijal (6000 – 11000m)
Gibanja vodenih masa?
Površinska i dubinska gibanja
Površinska gibanja
Vjetar i Coriolis-ova sila
Dubinska gibanja
Termohalini cirkulacijski sustav
Podjela vodenih masa s obzirom na temperaturu
Polarne vodene mase
Umjereno hladne vodene mase
Umjereno tople vodene mase (subtropske)
Ekvatorijalne vodene mase (tropske)
Jadransko more…
dio Sredozemnog mora (njegov najsjeverniji dio)
* Povezan sa Sredozemnim morem preko Otrantskih vrata
* Dimenzije Jadrana
- Dužina: 470 nm (870 km)
- Širina: 86 nm (159.3 km)
- Površina: 138.595 km2
73,9% površine do dubine od 200 m
* Srednja dubina Jadranskog mora 251 m
* Najveća dubina Jadranskog mora 1233 m
NEUSTON?
–mikro-stanište na granici atmosfera-površina mora
EPIBIOTSKA STANIŠTA
- površine živih i neživih
organizama koje se prihvaćaju
zajednice mikroorganizama
NEKTON
velike plivajuće životinje koje stvaraju organski otpad
SESTON (Plankton + Tripton) koji značajno sudjeluje
u ishrani mikroorganizama
ENDOBIOTSKA STANIŠTA
tkiva većih organizama s kojima
mikroorganizmi mogu uspostaviti različite odnose
(mutualizam, parazitizam, patogeneza)
PELAGIČKA STANIŠTA
– izravna vodena
staništa koja se preciznije mogu definirati prema
dubini vodenog stupca u epipelagičko,
mesopelagičko, batipelagičko i abisopelagičko
BENTIČKO STANIŠTE
predstavlja život na
morskom dnu (u
sedimentu) i granici
more-sediment
Epipelagijal je dubinska zona mora koja obuhvaća sloj od?
0 m do 200 m
Koji su mikroorganizmi zastupljeni u moru?
PROKARIOTI (bakterije, cijanobakterije, arheje)
* EUKARIOTI
* VIRUSI (bakteriofagi, cijanofagi, virusi)
Autotrofni protisti (fitoplankton)
Heterotrofni protisti (zooplankton)
Miksotrofni protisti
Filamentne gljive
Kvasci
Zašto su mikroorganizmi važni u moru?
Brojnošću i ulogom čine značajnu komponentu živog
svijeta u moru
* Biomasa im je tolika da čine temelj morskih hranidbenih
lanaca - mreža (temelj života u moru)
* Najveća su biološki aktivna površina u moru
* Metabolički su vrlo aktivni
* Brzo se razmnožavaju i repliciraju
* Sudjeluju u svim važnim procesima u morskom ekosustavu
Zašto je bitno proučavati morske mikroorganizme?
Mikroorganizmi su osnova hranidbenog lanca
* 95% težine svog živog svijeta u oceanima su mikroorganizmi
* Osnova su biogeokemijskih ciklusa (C, N, P, Fe…)
* Odgovorni za proizvodnju 50% kisika u atmosferi
Prokarioti (bakterije) u moru…
Bakterije i arheje
* Velika brojnost u moru (1.2x1029 stanica)
* Visoka stopa rasta
* Metabolički su vrlo aktivni
* Najveća su biološki aktivna površina u moru
Bakterije i arheje
u oceanima
Slobodnoživuće ̴ 1.3-1.6 Gt C
Vezane ̴ 0.32 Gt C
Osobine autohtonih morskih bakterija
MORFOLOŠKI JEDNOSTAVNE (štapićaste, kuglaste, filamentne)
* MANJIH VELIČINA (1-2um), iznimka je Epulopiscium fishlesoni,
duljine 200-800µm, G+ (u crijevima riba)
- METABOLIČKI VRLO RAZLIČITE
* U VODENOM STUPCU VEĆINA SU G-
* U SEDIMENTU VEĆE UČEŠĆE G+
* MNOGE PROIZVODE PIGMENTE (žute, narančaste, crvene..)
* IMAJU (UGLAVNOM) POTREBU ZA NaCl
* IZRAŽENA SPOSOBNOST PROIZVODNJE EGZOENZIMA
* PREFERIRAJU KORIŠTENJE ŠEĆERA I AMINO KISELINA
Najveća do danas pronađena
bakterija, otkrivena 1999. u oceanskim sedimentima Namibije?
Thiomargarita namibiensis - - Zlatne inkluzije unutar
stanice su nakupine
sumpora
Bakterija otkrivena 2022. u mangrovima Guadeloupea, Karibi…Do sada najveća jednostanična bakterija koja oksidira
sumpor?
Thiomargarita magnifica
Koji oblik bakterija je najeefikasniji?
Sferični oblik, dok su većina uski štapići ili
filamentnog oblika
Raspoređeni u filogenetske skupine s obzirom na:
filogenetske osobine,
- bojanje po Gramu,
- obliku stanica,
- rasporedu stanica,
- zahtjevima za kisikom,
- pokretljivosti te
- metaboličkim i prehrambenim osobinama
Do danas je preko 100 rodova prokariota svrstano u__________ morske stanovnike
autohtone
Kojim metodama istraživati bakterijske vrste?
Metode ovisne i neovisne o kulturama
Raznolikost Archaea i Bacteria najniža u okolišu kada?
kada su abundancija pikoplanktona, BP i Chl a koncentracija najviši
Raznolikost bakterija je viša u kakvome okolišu?
u slanim okolišima koji su bogatiji
nitratima, nitritima i SRP-om, dok je raznolikost arhea viša u
najhladnijem okolišu s povećanim koncentracijama amonijaka i
ukupnog dušika
U oligotrofnom okolišu, najveća raznolikost bakterija pronađena
je u ?
u najdubljem sloju.
Najraširenije bakterije u moru?
Red Pelagibacteriales, SAR11 i SAR16 grupa bakterija
- FOTOTROFNE BAKTERIJE
Anoksične fotobakterije, Oksične fotobakterije i Cijanobakterije
anoksične bakterije
Gram (-), anaerobne
* Sadrže bakterioklorofil, provode fotosintezu
* Reducirani sumporni spojevi (H2S) izvor e
- za
asimilaciju CO2
* Morfološki različite: spiralne, štapićaste,
kuglaste i pupajuće
skupine anoksičnih bakterija?
Skupine:
- Grimizne sumporne (bakterioklorofil a ili b)
- Zelene sumporne (bakterioklorofil c ili d ili e)
- Grimizne ne-sumporne (bakterioklorofil a ili b)
Grimizne sumporne bakterije
Chromatiaceae, Ectothiorhodospiraceae
štapičaste i spiralne, pokretni - bič
Zelene sumporne bakterije
Chlorobiaceae - Male stanice promjenjivog oblika, nepokretne,
- u okolišu s visokom koncentracijom sulfida,
- stvaraju plinske vakuole
- Fotosintetski pigmenti u vakuolama odmah ispod
citoplazmatske membrane
Grimizne ne-sumporne bakterije
Rhodospirillaceae, Chloroherpeton, Erythrobacter
Gram negativne, mikroaerofili ili anaerobi, posjeduju
karotenoide ili bakterioklorofil, široke morfološke
karakteristike
Oksične fotobakterije
Skupina fototrofnih bakterija
- obavljaju fotosintezu uz proizvodnju O2 kao biljke i alge
- Najznačajnija uloga u pelagijalu gdje čine značajnu frakciju
ukupne fitoplanktonske biomase i proizvodnje
- Red: Synechococcales i Chroococcales
Cijanobakterije
Kokoidne i nitaste-filamentne bakterije
- Nosioci fotosinteze u moru
- Sadrže klorofil a u parovima fotosintetskih
lamela (tilakoide)
- Na površini tilakoida se nalaze granule
(fikobilisomi) sa fikobilinima (40 do
50% proteina stanice)
M. Ordulj: Mikrobiologija mora
Cijanobakterije
- Posjeduju plinske vakuole za lebdjenje
- Pokretni (klizanje!) i nepokretni oblici
Morfologija cijanobakterija
1) štapići, 2) filament, 3) filament s
heterocistama (specijalizirane stanice za fiksaciju dušika),
4) koki ili diplokoki
Rodovi cijanobakterija
Synechococcus -
-morfološki najjednostavniji, koki
- Nepokretni
Prochlorococcus -
-fototrofni prokariot, manjih dimenzija od Synechococcus stanica
- Divinil klorofil b umjesto monovinil klorofila a
- Ne sadrže fikobiliproteine
- Brojniji (3x2027)u pučinskim morima u odnosu na Synechococcus (7x1026)
Gram negativni kemolitotrofi
Amonij-oksidirajuće bakterije, Nitrificirajuće bakterije, Sumporne bakterije
štapićasti oblik tijela, uglavnom pokretne
Amonij-oksidirajuće bakterije
Nitrosococcus, Nitrosomonas,
Nitrospira
Nitrificirajuće bakterije
Nitrobacter, Nitrococcus,
Nitrospina, Nitrospira
Sumporne bakterije
- štapićastog oblika, većinom pokretne (osim roda Thiobacterium)
- rodovi: Macromonas, Thiobacillus, Thiomicrospira, Thiospira,
Thiovulum, Thiobacterium i Achromatium
Gram-negativne morfološki različite bakterije
Morfološki široka skupina,
* Klizajuće bakterije ili prilikom prihvaćanja na površinu
stvaraju steljke, filament i mreže hifa među stanicama
* Važne za razgradnju organske tvari
Klizajuće bakterije
Pupajuće i/ili bakterije s izraslinama
Klizajuće bakterije
Ugrađene u sloj sluzi, kližu po površinama ostavljajući vidljiv trag
- Gram negativne i pigmentirane
- Prisutne kao slobodno plivajuće u priobalju, pričvršćene na
uginulim i živim morskim travama, površini riba te u sedimentu
- Porodice: Cytophagaceae, Thiotrichaceae
Pupajuće i/ili bakterije s izraslinama
morfološki neobične bakterije s posjedovanjem prostacea
(izbočine poput pupova i steljki)
- Gram negativne, pokretne
- Porodice: Caulobacteraceae (Caulobacter), Hyphomicrobiaceae
(Hyphomonas i Hyphomicrobium) i Planctomycetaceae (Pirella i
Planctomyces)
Spiralne i savijene bakterije
Malih dimenzija, oblika zareza ili prstena,
pokretne
Oceanospirillum, Bdellovibri, Flectobacillus
Spiroheti
Gram (-), pokreću se aksijalnim filamentima
- Anoksični morski muljevi i razgrađene biljne
tvari
- Spirochaetaceae
Aerobni Gram-negativni štapići i koki
Najzastupljenije bakterije u moru
* Dobro prilagođene na život s niskim koncentracijama nutrijenata i
velikom slanošću
* Enzimi zaštićeni u staničnoj stijenci, metaboliziraju široki spektar
složenih supstrata
Fakultativni anaerobni Gram-negativni štapići
Enterobacteriaceae (za sada izolirana vrsta iz roda Serratia)
- Vibrionaceae
- Zastupljenije u odnosu na enterobakterije, emitiraju svjetlo
- Rod: Photobacterium (P. angustum, P. leiognathi P. phosphoreum)
- Rod: Vibrio (V. harveyi)
- Rod: Alivibrio (A. fischeri)
Gram-negativni anaerobni štapići i koki
Haloanaerobiaceae
- Halobacteroides – živi u sediment, umjereni halofil, pokretan
* Desulfurococcaceae
- anaerobne, sulfat reducirajuće, žive u sediment
Metanogene bakterije
Jedne od 3 glavne skupine Archea
* 4 porodice:
- Methanobacteriaceae (Methanobacterium, Methanospirillum)
- Methanococcaceae (Methanococcus)
- Methanomicrobiaceae (Methanococcoides, Methanogenium,
Methanomicrobium, Methanoplanus)
- Methanosarcinaceae (Methanosarcina)
Aerobni Gram-pozitivni koki
v
Gram-pozitivni štapići koji tvore endospore
Dvojba oko svrstavanja u autohtone morske stanovnike
Planococcaceae i Clostridiaceae
Aktinomiceti i srodne im bakterije
Nisu uobičajeni za morski okoliš, uglavnom u sedimentu
* Fakultativni ili obvezatni anaerobi, Gram pozitivni
* Ne tvore spore
Arheje
Brojne u morskom okolišu,
posebno u dubokim oceanima
(1x1028 u sedimentu)
M. Ordulj: Mikrobiologija mora
* Razlike u građi stanica u odnosu
na prokariote (ribosomi,
membrane)
* Mogu tvorit metaboličku
simbiozu sa SRB bakterijama
Aerobni anoksigeni fototrofi
Pripadaju skupinama Alfa- i Gama- proteobacteria
Vrše aerobnu anoksigenu fotosintezu
Dosta su raširene u morima, u prosjeku više od 10%
* U oligotrofnim uvjetima mogu činiti i do 25% bakterijske zajednice
* 2-5% fotosinteze u površinskom sloju oceana
12. Aerobni anoksigeni fototrofi
* Posjeduju karotenoide, razne oblike
bakterioklorofila – BChl
aerobna anoksigena fotosinteza
proces fotosinteze koji se
odvija u aerobnim uvjetima gdje su donori elektrona sulfidi ili
organska tvar, ne nastaje kisik (donor e
- nije voda)
Uloga AAP u mikrobnoj hranidbenoj mreži
Sekundarni proizvođači – ne mogu fiksirati ugljik fotosintezom
(recikliraju DOM)
Pod svjetlom rastu brže i u prednosti su nad kemoheterotrofima
* Vrlo aktivne
* Niska brojnost:
- U površini bolje uspijevaju mikroorganizmi koji sadrže pigment
proteorhodopsin i koje su miksotrofi (Prochlorococcus), AAP
samo jedna od brojnih drugih skupina koje imaju slične
mogućnosti
- Rast ograničen nedostatkom esencijalnih nutrijenata (dušik, fosfor,
željezo)
EUKARIOTI
- Alge, 2. Morski heterotrofni protisti (Zooplankton), 3. Morske gljive, 4. Virusi
ALGE
Dijatomeje (alge kremenjašice)
* Jednostanične ili kolonijalne
* Ljušturica od pektina (kutija/poklopac)
* Slobodno plivajuće
Dinoflagelati
* Najvažniji predstavnici morskog
fitoplanktona
* 90% vrsta u morskom okolišu
* Uzročnici cvatnji
EUKARIOTI M. Ordulj: Mikrobiologija mora
Pikoeukarioti
* Posljednjih godina otkriveno da većina
alga u oceanima spada u pikoplankton
(veličina stanica 0.2–3 μm)
* Spadaju u glavne grupe algi (npr.
zelene alge, haptofiti, stramenopili i
dinoflagelate)
ZOOPLANKTON
Nanoflagelati (2 - 20 µm)
* Heterokontni flagelati (s dva različita biča)
Miksotrofni flagelati (fitoflagelati)
Mikrozooplanktonski protisti (20 –
200µm)
* Cilijati
* Fagotrofni dinoflagelati veći od 20 µm
morske gljive
Filamentne gljive
* Važne za raspad organske tvari
* Na uginulim algama i morskim cvjetnicama
* 102 roda izolirana iz mora
3. Morske gljive M. Ordulj: Mikrobiologija mora
Metschnikowia australis
* Kvasci
* 19 rodova, >177 vrsta izolirano iz mora
* Veće stanice u odnosu na bakterije
* Prisutni u priobalju i otvorenom moru
* Brojnost od 10 – x103 u litri
* Candida, Cryptococcus, Debaryomyce
VIRUSI
Najbrojnija komponenta
morskog mikrobnog planktona
(<104
- >108 mL-1
)
* Inficiraju sve organizme u moru
* DNA/RNA
* Virusi u morskom okolišu:
-Bakteriofagi
-Cijanofagi
-Virusi
-NCLDV
-Virofagi
