Trichodesmium (meresahk): lämmastikku fikseeriv filamentne tsüanobakter

Trichodesmium (meresahk) — filamentne tsüanobakter, mis fikseerib õhulämmastikku ja toidab ookeani ökosüsteeme; tähtis lämmastikuallikas troopilistes ja subtroopilistes vetes.

Trichodesmium ehk "meresahk" on filamentsete tsüanobakterite perekond. Neid leidub toitainevaestes troopilistes ja subtroopilistes ookeanivetes.

Nad on kõige levinumad Austraalia ümbruses ja Punases meres, kus neid kirjeldas esimesena kapten Cook.

Trichodesmium on diasotroof, st ta fikseerib õhulämmastikku ammooniumiks, mis on teiste organismide poolt kasutatav toitaine. Arvatakse, et Trichodesmium fikseerib lämmastikku sellises ulatuses, et see moodustab peaaegu poole lämmastiku sidumisest meresüsteemides kogu maailmas.

Morfoloogia ja koloniseerumine

Trichodesmium on filamentne — nende rakud ühenduvad trihheemideks (kiududeks), mis võivad moodustada hõreda või tiheda võrgu. Kolooniad esinevad peamiselt kahes morfoloogilises vormis:

• "puffs" ehk ümmargused, pallikujulised kobarad;
• "tufts" ehk harjalised, harjulised kobarad.

Lämmastiku fikseerimine ja füsioloogia

Trichodesmium on eriline selle poolest, et ta fikseerib lämmastikku päevasel ajal samal ajal, kui teeb fotosünteesi. Erinevalt mõnest teistest lämmastikku siduvatest tsüanobakteritest ei moodusta ta eraldi heterotsüüte; selle asemel kasutatakse spetsiifilisi rakustruktuure ja käitumuslikke lahendusi (näiteks lokaalse madala hapniku taseme tekitamine rühmas või suurenenud respiratsioon), et ensüümilükasele (nitrogenaasile) sobivad tingimused tekkiksid.

Fikseeritud lämmastik muutub organismi sees ammooniumiks ja orgaanilisteks ühenditeks, millest osa jääb Trichodesmiumi enda kasvuks ja osa vabaneb vette, olles teiste mikroorganismide ja planktoni jaoks oluline lämmastikuallikas.

Ökoloogiline tähtsus

Trichodesmium mängib olulist rolli ookeanide lämmastiku- ja süsinikuringes. Olles suur diazotroof, suudab ta toita avameres paiknevat toiduvõrgustikku uue lämmastikuga, mis soodustab primaarproduktsiooni piirkondades, kus lahustunud mineraaltoitaineid on vähe. Tema kolooniad võivad:

• suurendada lokaalset toiteväärtust ja seeläbi toetada planktonit ja kalastikku;
• mõjutada süsiniku säilitamist, sest osaliselt fikseeritud orgaaniline aine võib setetena sügavamale veesambasse liikuda;
• muuta pinnavee keemiat, näiteks hapnikutaset ja toitainete jaotust.

Keskkonnatingimused ja hajumine

Trichodesmium eelistab sooje, stratiseerunud ja toitainetevaeseid veekihte. Bloomide ehk massilise kogunemise vallandajateks on sageli:

• soe ja stabiilne ilmastik;
• madal veerõhu kiht ja tugev stratifikatsioon;
• rauavaste (raua) ja fosfori lisandumine, näiteks atmosfäärilise tolmu (uziirtolmu) või ookeani segunemise kaudu.

Koostoimed teiste organismidega ja uurimismeetodid

Trichodesmium elab koos teiste mikroobidega — nende pinnal ja ümbruses on symbiootilisi ja dekstraalseid baktereid, mis kasutavad ära vabanenud orgaanilist ainet. Uurimiseks kasutatakse mitmeid lähenemisi:

• satelliit- ja õhust vaatlustel põhinev suurfotograafia, mis tuvastab pinnalised laigud;
• mikroskoopia ja kolooniate morfoloogiline kirjeldus;
• molekulaarsed markerid (nt nifH geen, mis kodeerib lämmastiku fikseerimise ensüümi osalist komponenti) ja genomika;
• laboratoorsed kultuurid ja in situ mõõtmised lämmastiku sidumise ja fotosünteesi kiiruse hindamiseks.

Praktiline ja majanduslik mõju

Kuigi Trichodesmium ei ole laialdaselt tuntud kui toksiline samamoodi nagu mõned magevee sinivetikate õitsengud, võivad suured pinnapealsed laigud mõjutada turismi, kalandust ja vee kvaliteeti kohalikul tasandil. Samas on nende roll uue lämmastiku varustamisel avameres kasulik kogu ökosüsteemile ning mõjutab kalavarude ja biogeokeemiliste tsüklite toimimist.

Kokkuvõte

Trichodesmium ehk meresahk on troopilistes ja subtroopilistes ookeanivetes levinud filamentne tsüanobakter, mis fikseerib atmosfäärilist lämmastikku ja toetab merelist primaarproduktsiooni. Tema omapärane füsioloogia, kolooniastruktuurid ja suur ökoloogiline roll teevad temast olulise komponendi ookeanide toitainete ringluses ja kliimaaruteludes.

Otsing