Alge su obojene cijelim spektrom boja, od crvene do tamno ljubičaste, što je rezultat mješavine različith pigmenata (više o tome vidi u Novela o Fotosintezi) pa i nazivi pojedinih razreda potječu od njihove boje: crvene alge (Rhodophyta), zelene alge (Chlorophyta), modrozelene alge (Cyanophyta), zlatnosmeđe alge (red Chrysophyceae), i smeđe alge (red Phaeophycaea).

Alge pokazuju veliko bogatstvo oblika (morfološka raznolikost). Neke, kao što je to npr. Chlorella pyrenoides su duge svega 2-3 mikrometra, dok vrste poput smeđe alge Macrocystis pyrifera (divovska haluga) mogu doseći dužinu od 100 metara. Alge kremenjašice ili “dijatomeje” stvaraju najneobičnije i najljepše oblike u prirodi. Neke alge tijekom života čak mijenjaju i svoj oblik.

Alge obuhvaćaju jednostanične, višestanične i kolonijalne oblike, pokretne ili nepokretne. Jednostanične alge uglavnom pripadaju skupini biljnog planktona (fitoplankton), a višestanične su najčešće međusobno povezane na način da stvaraju lance / filamente / niti (u akvarističkom žargonu – dlake ili konac) različite dužine i različitog oblika grananja. Največi broj slatkovodnih nitastih alga pripada razredu zelenih alga, zatim slijede modrozelene alge (cijanobakterije) i crvene alge. Nitaste oblike nalazimo i kod smeđih alga (Pheophyta), međutim, one su (gotovo sve) isključivo stanovnici mora. Mnoge vrste žive u skupinama (od nekoliko pa do više tisuća stanica), koje nazivamo kolonije, a po obliku i boji kolonije često ih možemo i prepoznati. Npr. Volvox sp. je nakupina mikroskopski sitnih zelenih alga u obliku želatinozne loptaste kolonije koja sadrži i do 50.000 stanica, a svaka stanica ima po dva biča koji svojim pokretanjem tjeraju koloniju kroz vodu.

Alge imaju vrlo kratak životni ciklus i brzo se razmnožavaju (nespolnim i spolnim načinom), što ih čini pogodnim bioindikatorima za vodene ekosustave (eutrofikacija - količina kisika, dušika, fosfora, slobodnog ugljičnog dioksida, svjetla, temperature i dr.). Na temelju tih karakteristika je izvršena i ekološka kategorizacija voda na oligotrofne (čiste), eutrofne (zagađene) ...

1. – MODROZELENE ALGE (razred Cyanophyceae) ili CIJANOBAKTERIJE

To je najstarija (oko tri milijarde godina), najrasprostranjenija i jedna od najvažnijih skupina organizama na Zemlji. Modrozelene alge ili cijanobakterije su prijelazni oblik između pravih bakterija i alga, a starije ime cijanofita odražava njihove algalne karakteristike, kao što su njihova sposobnost fotosinteze, te sličnost sa strukturom kloroplasta kod pravih alga. Oko 2000 vrsta cijanobakterija većinom živi u slatkim vodama (eutrofnim, a samo neke vrste i u oligotrofnim !), nalazimo ih i u moru, na vlažnom tlu, krovovima, stablima, u termalnim vrelima na +700 C (Mastocladus i Phormidium laminosus), pustinji ali i na Arktiku i Antarktiku. Cijanobakterije, ovisno od vrste, izlučuju više ili manje sluzi, te ih zovemo i sluzave "alge".

Među cijanobakterijama postoje jednostanični, lančasti (filamentozni ili nitasti ili končasti) i kolonijalni oblici sastavljeni od okruglih, štapićastih ili pločastih stanica. Vanjski čimbenici (promjena biotopa) utječu u znatnoj mjeri ne samo na oblik, već i na boju cijanobakterije. Fotosintetski pigmenti – klorofil a (zeleni), fikocijan (plavi), fikoeritrin (crveni) i ostali fikobilini – smješteni su u tilakoidima, koji slobodno plivaju u citoplazmi (nemaju kloroplasta).

Cijanobakterije su uglavnom modrozelene do ljubičaste, ali kako su količinski odnosi pigmenata djelomično labilni, boje su ponekad crvene ili zelene, a mogu biti i (zlatno)smeđe.

Image Image


Rijetke vrste su sposobne za tzv. kromatičku prilagodbu: pri zelenom svjetlu stvara se pretežno crveni, a pri crvenom svjetlu prvenstveno zeleni i modri pigment. Neki rodovi nemaju uopće pigmenata (namjesto fotosinteze koriste kemosintezu), npr. vrste roda Beggiatoa, a njihove nježne niti tvore bjelkaste prevlake na dnu voda koje sadrže sumporovodik (H2S).

Većina cijanobakterija može se kretati klizanjem. Pojedinačne stanice prave nepravilne pokrete, dok Oscillatoria i neke druge čine pravilne pokrete – kližu brzinom od 4 nanometra u sekundi. Neke imaju mikrofibrile ("propelere") pa mogu proizvesti rotirajuće kretanje cijelog organizma i kod njih je naglašena fototaksija (negativna za jako svjetlo) i fotokineza (promjena brzine kretanja ovisno od intenziteta svjetla).

"Dosjetljivije" cijanobakterije, naročito planktonske vrste, imaju "balončiće" tj. plinske vakuole (mjehuriće) koji im omogućavaju određenu kontrolu svoje pozicije u vodi te se mogu kretati gore – dole (plinom pune ili prazne "balončić"). Neke namjesto plina koriste kapljice ulja. Ovakovo kretanje ispoljavaju neke vrste Anabaena, Microcystisa, Lyngbya, Aphanizomenon... koje ponekad uzrokuju fenomen toksičnog cvjetanja vode – otrovni vodeni cvijet – na površinama mirnih i zagađenih voda (posebno dobro poznata vrsta je Aphanizomenon flos-aquae)

Image
 Image


Među cijanobakterijama nalazimo i prave "trovačice" (npr. Microcystis aeruginosa, Anabaena flos aquae...) – za vlastitu obranu proizvode i izlučuju toksine: hepatotoksine i neurotoksine (alkaloidi saksitoksin, anatoksin, mikrocistin... su snažni neuromišični otrovi). U slučaju masovnog razmnožavanja ("vodeni cvijet"), uzrokuju trovanje riba, a toksične su i za ljude (alrgija, dermatitis, proljev, grčevi mišića). Neke od "trovačica" izazivaju kod riba sterilitet, smanjenje imuniteta ili oštećenja unutrašnjih organa (npr. Mycrocystis aeruginosa uzrokuje hemoragiju i nekrozu jetre).

Cijanobakterije se razmnožavaju isključivo nespolnim načinom. Kod većine jednostaničnih i kolonijalnih oblika reprodukcija je vegetativna, koja se javlja podjelom stanice – u optimalnim uvjetima iz jedne cijanobakterije svakih 20 minuta nastanu dvije nove. Teoretski, jedna cijanobakterija mogla bi stvoriti oko 5000 milijarda potomaka tijekom 24 sata. U zbilji se to obično ne događa (pomanjkanje hrane). Kod nekih se stanice uvećavaju i svaka se dijeli na brojne stanice kćeri (endospore). Kod nitastih (lančastih) oblika može doći do odvajanja (raspadanja) niti na manje dijelove (hormogonije), a zatim hormogonije klize i izrastu u nove niti.

Endospora se u nepovoljnim razdobljima stisne na trečinu normalne veličine, i može ostati uspavana ili dormantna kroz tisuće godina (i u akvariju ih ima kad mislimo da ih nema!), sve dok uvjeti opet ne postanu povoljni. Nakon toga ona će opet početi klijati ili rasti. U "planktonskom obliku" ostat će sve dok uvjeti ne postanu optimalni (voda u lošem stanju, eutrofična voda, tj. voda zagađena s fosfatima, nitratima ili amonijakom, odnosno s bakterijama), nakon čega se aktivira gen za proizvodnju sluzi (kompleksni polisaharidi). Sluz ("želatina") omota cijanobakteriju i one se počnu međusobno sljepljivati pa nastaju veće površine ("paukova mreža") s kojima "love" bakterije (raspadanjem bakterija oslobađa se "hrana" za cijanobakterije – tj. fosfati, nitrati, proteini...).


I kod brojnih nitastih vrsta cijanobakterija nalazimo prilagodbe za preživljavanje nepovoljnih razdoblja. Naime, pojedine stanice u filamentu jako se povećaju i omotaju debljom staničnom stijenkom koja štiti uskladištene rezervne hranjive tvari. To su tzv. trajne stanice – ciste, i od svih stanica u filamentu jedino one prežive nepovoljno razdoblje.
Image
 Image



FIKSACIJA DUŠIKA

Za cijanobakterije se običava reči da mogu živjeti samo od "zraka", od "ničega", zahvaljujući još jednoj prilagodbi na nepovoljne uvjete (heterocista), koju nalazimo kod brojnih vrsta. Heterocista se razlikuje od vegetativne stanice prvenstveno po nedostaku fotosintetskog pigmenta za asimilaciju, nema rezervnih tvari ni plinskih mjehurića, žučkaste je boje i ima deblju staničnu stijenku. Kad voda postane siromašna s dušikovim spojevima onda se aktivira heterocista. Unutar heterociste nalazi se sredina bez kisika (!) jer jedino u takvoj, anaerobnoj sredini može enzim nitrogenaza, u procesu koji se naziva fiksacija dušika, uzimati dušik iz zraka, "razbijati" njegove molekule i zatim atome ugraditi u molekulu amonijaka (NH3), odnosno u oblik kojim se mogu koristiti biljke. Fiksiranjem atmosferskog dušika cijanobakterije dobivaju dušik neophodan za sintezu proteina te mogu nastaviti daljnji rast. Međutim, ako je koncentracija fosfata (tj. fosfora) u vodi manja od 0,5 mg (0,5 ppm). proces fiksacije dušika se zaustavi. Znaći, važno je upamtiti da je ključni (i ograničavajući) element za rast cijanobakterija - fosfor (P).

Cijanobakterije su vrlo sitne i raznolika oblika, a možemo ih vidjeti jedino pomoću mikroskopa (izuzetak je jedna vrsta Nostoca koja može narasti do veličine lješnjaka!). Ono što golim okom vidimo u akvariju su umrežene i sljepljene cijanobakterije. Neke su okružene samo svojom staničnom stijenkom (npr. Oscillatoria), dok se kod ostalih javlja želatinozni omotać (npr. Gleocapsa). Filamenti mogu biti nerazgranjeni ili razgranjeni (lažno grananje i stvarno grananje). Najlakše ih je identificirati po izgledu - oblik stanice, način grananja niti, debljina sluzavog (želatinoznog) omotaća...

Kako neki od tih "akvarijskih terorista" izgledaju ?

Red: Chroococcales

Ovaj red obuhvaća jednostanične cijanobakterije i vrste čije stanice formiraju skupine koje zajedno održavaju želatinozni polisaharidi.

Rod Gleocapsa i Chroococus - najprimitivnije cijanobakterije, okruglih ili jajolikih stanica okruženih koncentričnim slojevima sluzi koja ih ujedinjuje u želatinozne kolonije (cenobij). Najčešće se pojavljuju kao sluzave prevlake na stijenama.

Rod Anacystis, Coccochloris... - jednostanične vrste, nikad povezane, žive kao fitoplankton.

Rod Merismopedia - okruglaste stanice, često u pločastim kolonijama (debele jednu stanicu i uklopljene u želatinozni omotać), žive lebdeći u vodi.

Image
 Image


Rod Microcystis - brojne okruglaste stanice vezane u masu sluzi – grudaste ili nepravilno režnjevite kolonije koje se mogu uočiti na površini slatkovodnih jezera i bara. Ove vrste imaju plinske vakuole, proizvode toksine, ponekad uzrokuju toksično cvjetanje vode.


Red: Oscillatoriales

Ove filamentozne cijanobakterije razmnožavaju se hormogonijima. Filamenti su nerazgranjeni (ali se kod nekih vrtsa javlja lažno grananje).

Rod Oscillatoria - dugi, ravni i nerazgranjeni filamenti sastavljeni od međusobno povezanih pločastih stanica (šire su nego duže), ponekad s tankim "staklastim oklopom". Pretežno su modrozelene boje ali nalazimo i crvene (npr. O. rubescens). Nemaju heterociste. Poznato je više od 100 vrsta koje su široko rasprostranjene u slatkim vodama, morima, vrućim izvorima i zonama u koje dospijeva kanalizacija (eutrofne vode).

Image
 Image


Rod Lyngbya - filamenti sliče na one kod Oscillatoria, ali je svaka nit zatvorena u podeblji sluzavi omotać. Raste na dnu zagađenih (eutrofnih) voda, a tijekom fotosinteze proizvodi plinove, ponekad u tako velikim količina da njezin "zeleni tepih" podignu na površinu vode.
Image
 Image




Red: Nostocales

I ove nitaste cijanobakterije razmnožavaju se hormogonijima. Niti su nerazgranjene, a nastaju i heterociste.

Rod Nostoc - filmenti sastavljeni od okruglih stanica su nerazgranjeni i uvijeni u želatinoznu masu koja je čvrsta i homogena. Kolonije mogu biti okrugle, režnjevite ili listaste. Postoji oko 50 vrsta koje rastu većinom u slatkim vodama, i vlažnom tlu. Nekoliko vrsta živi simbiotski s drugim biljkama.

Rod Anabaena - sličan je predstavnicima roda Nostoc, ali filamenti nisu uklopljeni u robustnu želatinoznu koloniju. Stanice su okrugle, neke vrste izlućuju toksine ili uzrokuju cvjetanje vode.
Image
 Image
Image
 Image


Rod Scytonema - filamenti s lažnim grananjem i debelim želatinoznim omotaćem. Posjeduju heterociste. Postoji oko 60 vrsta koje većinom žive u slatkim vodama. Scytonema myochrous živi na vapnencu i dolomitu gdje formira plave mrlje koje označavaju pravac kretanja vode.
Image
 Image


Rod Rivularia ima izrazitu suprotnost u pogledu građe baze i vrha višestanične niti (primitivni začetak razvoja korijena!). U donjem se dijelu nalazi jedna heterocista (H), a na vrhu završava nit postupno kao bezbojna dlaka. Niti su nerazgranjene, s oklopom(O) i posl*gane u zvijezdastu želatinoznu koloniju. Poznato je oko 20 vrsta koje žive u slatkim vodama i na obali mora. Slične kolonije imaju Gleothrixa, Calothrix… Tolypothrix (debele niti s gustim sluzavim oklopom vremenom postanu tamnosmeđe, dok mlađe stanice mogu uz zelenu imati i tirkiznu boju.

Image
 Image
Image
 Image


Red: Stigonematales

Ovo je jedina grupa cijanobakterija kod kojih nalazimo pravo grananje (pretpostavlja se da su iz tog gena – zaduženog za grananje – nastali svi ostali oblici grananja koje poznajemo u biljnom svijetu). Filamenti se sastoje od nekoliko redova stanica. Imaju heterociste.

Rod Stigonema - filamenti se često sastoje od nekoliko redova stanica, a vrhovi mladih grana mogu se transformirati u hormogonije. Poznato je oko 25 vrsta koje se javljaju u slatkim vodama i na vlažnim stijenama.
Image
 Image


ZNAK ZA UZBUNU

Umrežene i sljepljene cijanobakterije vidimo prvenstveno kao tanke, sluzave i mekane kožice (ili kao duge paučinaste niti), koje prekrivaju podlogu i guše biljke, dok jednostanični Microcystis (fitoplankton) može obojiti vodu modrozeleno i dati joj specifičan močvarni miris.
Image
 Image
Image
 Image


Kad ovakve slike vidimo u akvariju to je znak za uzbunu – narušena je biološka ravnoteža! U akvarijskoj vodi nastali su povoljni uvjeti za fenomenalno brzi rast cijanobakterija (svojstven za vodu vrlo lošeg stanja) – jer smo im mi to omogućili !!! (izuzev ako cijanobakterije “procvatu” u vrijeme stvaranja biološke ravnoteže u novopostavljenom akvariju, tj. tijekom "cikliranja" ili inicijalne faze).

Neki od najčešćih razloga lošeg stanja vode u akvariju:


Ako netko ima volje uzgajati cijanobakterije, recept za "juhicu" (B3NM) nalazi se u tablici! Isti recept koristi se i u laboratorijskom uzgoju nekih vrsta crvenih alga.

MAKRO I MIKRO ELEMENTI

mg/1000 ml

NaNO3

750

CaCl2. 2H2O

25

MgSO4. 7H2O

75

K2HPO4

75

KH2PO4

175

NaCl

25

vitamin B12

0,00015

FeCl3. 6H2O

0,6

MnCl2. 4H2O

0,24

ZnCl2

0,03

CoCl2. 6H2O

0,012

Na2MoO4. 2H2O

0,024

 

 
1ppm = 0,001 mg





Cijanobakterije kreću u osvajački pohod najčešće s mjesta na kojem je neznatno strujanje vode, npr. uz akvarijsko staklo neposredno ispod površine podloge.

KAKO SE RJEŠITI CIJANOBAKTERIJA ?

Postoje tri načina: (1) mehanički, (2) kemijski i (3) biološki.

1. Veće promjene vode ili smanjivanjem jačine i trajanja osvijetljenja mogu privremeno zaustaviti širenje, ali ne i potpuno uništiti ovu algu (na dodir se raspada i samo djelomično je možemo ukloniti "usisačem" za čišćenje dna akvarija).



2. Cijanobakterije je najlakše (ali i najnezahvalnije!) ubiti s nekim od antibiotika (prvenstveno takvim koji ciljano ubija samo G+ ili gram pozitivne bakterije), kao što je eritromicin (5 mg na litru akvarijske vode), klindamicin ili klaritomicin. Međutim, postoji mogućnost da u dubljim slojevima podloge neke cijanobakterije prežive, pa će pritajene vrebati priliku za novi napad... Zato je, uz malu dozu strpljenja, korisnije upotrijebiti neku od sintetskih smola namjenih za "usisavanje" fosfata (fosfor !). Zašto treba izbjegavati uporabu antibiotika?


3. Najefikasnije (biološko) oružje za rat protiv svih vrsta algi u akvariju su biljke. Često se zaboravlja njihova važna uloga u biološkom funkcioniranju akvarija kao cijeline. Osiguramo li biljkama optimalne uvjete za rast (nitrati, fosfati, mikroelementi, odgovarajuće osvijetljenje, ugljični-dioksid CO2, pH, temperatura…), onda zasigurno nikada nećemo imati glavobolju zbog algi…To je sporiji i zahtjevniji, ali dugoročno isplativiji način kontrole (obuzdavanja) rasta algi u akvariju.