VIRUSI I BAKTERIJE KOPNENIH VODA

Virusi su uzročnici bolesti bakterija, biljaka, životinja i čoveka. Nesposobni su da se razvijaju na veštačkom supstratu, već postoje samo u živim ćelijama. Nije dokazano da virusi dišu, što je jedna od bitnih njihovih karakteristika.

Virusi su karakteristični i po tome što nemaju ćelijsku organizaciju. Čestica virusa (virion) se sastoji od nukleinske kiseline DNA ili RNA (nikad obe) i proteinskog omotača (kapsid). Neki virusi imaju spoljašnji omotač od polisaharida i lipida. Virusi izvan žive ćelije su metabolički neaktivni, što znači da nisu u stanju dasamostalno vrše metaboličke procese niti da se razmnožavaju. Ulaskom u živu ćeliju (infekcijom) virusi koriste ribozome i enzime domaćina za sintezu svojih specifičnih proteina, rast i razmnožavanje. Taj proces dovodi do promena u ćeliji domaćina ili se zaustavlja metabolizam inficirane ćeije što za posledicu ima smrt ćelije.

Razmnožavanje virusa je jedinstveno jer jedna virusna čestica može dati 1000 identičnih kopija.

Kao činioc kontrole bakterijskih populacija od posebnog značaja su virusi koji pripadaju grupi bakteriofaga. Skoro svaka danas poznata bakterijska vrsta može biti domaćin za jednu ili više vrsta virusa-bakteriofaga.

Infekcija bakterijske ćelije započinje adsorpcijom faga na receptore smeštene u ćelijskom zidu ili na flagelama. Svaki virus ima specifičan receptor za koji se veže, pa uglavno određeni virus napada ćelije jedne vrste ili nekoliko sojeva određene bakterijske vrste. Ulaskom nukleinske kiseline u ćeliju domaćina započinje proces infekcije.

Broj virusima sličnih čestica (VLP) u vodi varira od 103 i 108 ml-1. Abundancija virusa zavisi od proizvodnje i stvaranja novih virusnih čestica kao i od stope raspadanja slobodnih virusnih čestica.

Virusi koji mogu uzrokovati liziju fitoplanktona su široko rasprostranjeni i mogu biti ekstremno brojni. Oni mogu uzrokovati gubitak dnevne primarne produkcije u vodi za oko 2-3 %.

Iako su virusi intracelularni paraziti, ipak se izmetom zaraženih osoba u vodu može dospeti npr. virus hepatitisa, pa se može tako preneti. Osim toga u vodi se nalaze i virusi koji napadaju ribe na pr. Rhabdovirus caprio uzročnik prolećne viremije kod šarana. Prvi put je dijagnostikovan u bivšoj Jugoslaviji, kasnije u ostalim delovima Evrope, a 2002 god. se pojavio i u SAD.

Rhabdovirus caprio

Red: Mononegavirales

Fam: Rhabdoviridae

Morfološke karakteristike: sastoji se od nukleinske kiseline i proteinskog omotača.

Biologija: prenosi se vodom, izmetom obolelih riba i preko škrga

Značaj : uzročnik je prolećne viremije kod šarana (Cyprinus caprio), na koži riba uzrokuje otekline i čireve, škrge su blede, uzrokuje nakupljanje tečnosti u trbušnoj šupljini, crevima, bubrezima, jetri i srcu. Obolela riba je neaktivna pa se sakuplja na dotok vode

MONERA

(BAKTERIJE I CIJANOBAKTERIJE)

Carstvo Monera je najbrojnija i najraširenija grupa organizama na zemlji. Ono uključuje Prokariota, odnosno jednoćelijske organizme sa jednostavnom ćelijskom strukturom:

1. Bacteria

2. Cyanobacteria

3. Archea ili Archaebacteria

Poslednja grupa je izdvojena tek nedavno i još nije jasan njen položaj usistematici. Razlikuju se od bakterija u ćelijskoj strukturi, a žive u ekstremnimuslovima. Neki autori ih posmatraju kao jednu grupu bakterija(Archaebacteria) a drugi u posebno carstvo (Archea). Postoji tri tipa Archea:

metanogeni

halofili

termofili ili termoacidofili

Metanogeni su anaerobne arheje koje proizvode plin i metan. Pronađene su u kanalizacijskim vodama, močvarama, na velikim okeanskim dubinama i u digestivnom sistemu Ruminantia (preživara). Prvobitne metanogene arheje su izvor podzemnih prirodnih gasova.

Halofili su arheje koje žive na mestima visoke koncentracije soli i pronađene su u slanim jezerima ili litoralnim i sublitoralnim lokvama mora.

Termofilne arheje žive u blizini hidrotermalnih izliva i termalnih voda. Mnogi termofili su hemosintetski organizmi, tj. vrlo su važni u procesu stvaranja organske materije iz neorganske.

Methanobacterium formicium

Razdeo: Euarchaeota

Klasa: Methanobacteria

Red: Methanobacteriales

Fam: Methanobacteriaceae

Morfološke karakteristike: ćelija je sastavljena od proteina

Biologija: žive u anaerobnim uslovima i samo na mestima gde postoji CO2

Značaj: pretvara CO2 u plin i metan

Holobacterium salinarium

Razdeo: Euarchaeota

Klasa: Holobacteria

Red: Holobacteriales

Fam: Holobacteriaceae

Morfološke karakteristike: ćelija je sastavljena od proteina

Biologija: žive u sredina sa više od 25% koncentracije soli

Značaj: upotrebljava se za proizvodnju soli

Sulfolobus acidocaldarius

Razdeo: Crenarchaeota

Klasa: Thermoprotei

Red: Sulfolobales

Fam: Sulfolobaceae

Morfološke karakteristike: ćelija je sastavljena od proteina

Biologija: žive na temperaturi 600C-800C pri pH 2-4

Značaj: dobijaju energiju oksidacijom sulfata i sulfatne kiseline

BACTERIA

Bakterijski organizmi su sastavni deo ukupnog planktona u pelagijalu kopnenih i morskih voda, a nazivaju se bakterioplankton. Prema veličinskoj kategorizaciji bakterioplankton spada u pikoplankton koji je definisan rasponom veličine čestica 0,2-2 µm. U novije vreme je otkrivena važnost deo ukupne planktonske biomase. Naročito su značajni u oligotrofnim sistemima gde su mikroorganizmi dominantna planktonska komponenta.

U vodama bakterije mogu biti uzročnici bolesti, važne su u procesu mineralizacije i kruženje materije u vodi. Takođe, povećan broj koliformnih bakterija upućuje na organsko zagađenje voda. To su uglavnom vrste iz rodova Escherichia, Enterobacter, Klebsiella i Citrobacter.

U kopnenim vodama sa mnogo organske materije će biti prisutna bakterija Sphaerotilus natans

Morfološke karakteristike: filamentozna bakterija

Biologija: prisutna u vodama sa mnogo organske materije

Značaj: vrlo brojna u zagađenim vodama i često prisutna u vodama sa niskim sadržajem kiseonika

CYANOBACTERIA

MODROZELENE ALGE

Modrozelene alge su najstarija grupa fotoautotrofnih organizama. Još uvek postoje fosili koji se nazivaju stromatoliti a sastavljeni su od modrozelenih algi. Razdeo Cyanophyta ili Cyanobacteria (prema novoj sistematici Cyanobacteriaspada u carstvo Bacteria) obuhvata 150 rodova i 2000 vrsta koje žive u slatkim vodama i morima, na vlažnom zemljištu kao i na ekstremnim staništima kao što su glečeri, pustinje i vrući izvori. Većina algi živi u slatkim vodama dok manji živi u moru.

U planktonu Jadrana najčešće su prisutne jednoćelijske modrozelene alge koje pripadaju pikoplanktonu. U gornjem delu morske zone plime i oseke često postoji tamna horizontalna traka na stenama koju stvaraju EPILITSKE modrozelene alge. Ovde spadaju vrste rodova Gleocapsa i Pleurocapsa. Tamo gde su stene od krečnjaka modrozelene alge žive većinom unutar stena, jer mogu da prodru u karbonat. Ove vrste se zovu ENDOLITSKE alge. U koralnim grebenima se može naći endolitska vrsta Mastigocoelus testarum. Ova alga fiksira atmosferski N2pomoću heterocista i na taj način obogaćuje oligotrofne ekosisteme koralnih grebena.

Modrozelene alge se često mogu naći u fitoplanktonu stajaćih ili sporotekućih voda. U umerenim jezerima one stvaraju guste populacije tek nakon što dođe do stratifikacije vode krajem proleća, kada se iznad hladne vode (hipolimnion) stvori sloj tople, manje guste vode (epilimnion). U kasno proleće ili rano letodolazi do rasta populacija filamentoznih formi, kao što su vrste rodova Anabenaili Aphanizomenon, dok se u leto javljaju kolonijalne vrste kao što je Microcystis aeruginosa.

U vodama koje su bogate organskim materijama (manjim jezerima, barama) stvaraju guste prevlake što nazivamo cvetanjem vode. Tako crvena alga Oscillatoria rubescens može obojiti vodu u krvavo crvenu boju u eutrofnim jezerima, što je zabeleženo u 19. veku u Švajcarskoj, u jezerima oko Alpa kao rezultat zagađenja otpadnim vodama. Uglavnom Anabaena flos-aquae i vrste roda Aphanizomenon uzrokuju cvetanje u slatkim vodama. U bentosu modrozelene alge žive kao jednoćelijski, kolonijalni ili višećelijski oblici.

Anabaena flos-aquae

Carstvo: Bacteria

Klasa: Cyanophyceae

Red: Nostocales

Fam: Nostocaceae

Morfološke karakteristike: poseduje okrugle ćelije

Biologija: živi u planktonu

Značaj: proizvodi jake otrove (neurotoksine) uzrokuje cvetanje vode, vezuje atmosferski kiseonik, neki sojevi su jestivi pa se proizvode za konzumiranje. Jedan od konzumnih sojeva se zove “AFA” i sadrži vitamine, minerale, enzime, hlorofil, masne kiseline i aminokiseline. Smatra se da konzumiranje poboljšava duševno stanje i podupire duhovni razvoj.

Aphanizomenon flos-aquae

Carstvo: Bacteria

Klasa: Cyanophyceae

Red: Nostocales

Fam: Nostocaceae

Morfološke karakteristike: ćelije povezane u niti

Biologija: živi u planktonu

Značaj: proizvodi jake otrove (neurotoksine) uzrokuje cvetanje vode. Upotrebljava se za jelo jer poboljšava zdravlje na više načina

Arthrospira (Spirulina) platensisArthrospira (Spirulina) maxima

Carstvo: Bacteria

Klasa: Cyanophyceae

Red: Oscillatoriales

Fam: Phormidiaceae

Morfološke karakteristike: poseduje okrugle ćelije

Biologija: živi u planktonu, najčešće se prirodno može naći u kopnenim vodama sa višim pH vrednostima i sa većim koncentracijama karbonata i bikarbonata

Značaj: Uzgaja se za potrebe ishrane ljudi, sadrži visok udeo proteina i esencijalnih aminokiselina

Microcystis aeruginosa

Carstvo: Bacteria

Klasa: Cyanophyceae

Red: Chroococcales

Fam: Microcystaceae

Morfološke karakteristike: male ćelije smeštene u želatinoznom omotaču

Biologija: slatkovodna, najaktivnija leti

Značaj: luči otrov mikrocistin koji uzrokuje nekrozu i hemoragiju jetre i gastrointestinalne smetnje

Oscillatoria limosa

Carstvo: Bacteria

Klasa: Cyanophyceae

Red: Oscillatoriales

Fam: Oscillatoriaceae

Morfološke karakteristike: ima dugačke filamentozne ćelije koje se mogu podeliti na fragmente. Iz svakog fragmenta može izrasti novi filament

Biologija: razmnožava se fragmentacijom

Značaj: prisutna u plitkim vodama oko rubova zagađenih jezera i kanala, prekriva sedimente u debelom sloju.

Oscillatoria rubescens

Carstvo: Bacteria

Klasa: Cyanophyceae

Red: Oscillatoriales

Fam: Oscillatoriaceae

Morfološke karakteristike: ima dugačke filamentozne ćelije koje se mogu podeliti na fragmente. Iz svakog fragmenta može izrasti novi filament

Biologija: razmnožava se fragmentacijom

Značaj:uzrokuje cvetanje vode u rano proleće (odmah nakon topljenja leda) i boji vodu u krvavo crvenu boju u eutrofnim jezerima. Indikator je povećane eutrofnosti jezera

Gloeocapsa magma

Carstvo: Bacteria

Klasa: Cyanophyceae

Red: Chroococcales

Fam: Microcystaceae

Morfološke karakteristike: imaju kuglaste ćelije udružene u kolonije

Biologija: fotosintetska modrozelena alga

Značaj: U gornjem delu morske zone plime i oseke stvara tamnu horizontalnu traku na stenama, epilitska modrozelena alga

Pleurocapsa minor

Carstvo: Bacteria

Klasa: Cyanophyceae

Red: Pleurocapsales

Fam: Hyellaceae

Morfološke karakteristike: imaju kuglaste ćelije udružene u kolonije

Biologija: pronađena u kopnenim i morskim vodama. U kopnenim vodama sa povećanim alkalinitetom učestvuje u stvaranju stromatolita. U morima je pronađena u uslovima veće koncentracije soli

Značaj: Fiksator kiseonika, u gornjem delu morske zone plime i oseke stvara tamnu horizontalnu traku na stenama, epilitska modrozelena alga

Mastigocoleus testarum

Carstvo: Bacteria

Klasa: Cyanophyceae

Red: Stigonematales

Fam: Nostochopsidaceae

Morfološke karakteristike: nitaste ćelije

Biologija: endolitska alga u morskim vodama

Značaj: živi unutar stena od krečnjaka, jer mogu prodreti u kalcijum karbonat. Oštećuje školjke (Mytilus galloprovincijalis) čije ljušture postaju deformisane. Fiksira atmosferski N2 i na taj način obogaćuje oligotrofne ekosisteme

Nostoc sp.

Carstvo: Bacteria

Klasa: Cyanophyceae

Red: Nostocales

Fam: Nostocaceae

Morfološke karakteristike: poseduje okrugle ćelije

Biologija: fotosintetski organizam, može živeti u ekstremno niskim i visokim temperaturama medijuma. Često je u simbiozi sa gljivama, mahovinama i papratima

Značaj: fiksator kiseonika, vrlo raširen rod u vodenom medijumu