O que são cianobactérias?

Cianobactérias são microrganismos procariontes com capacidade de converter CO2 em açúcares e O2 por meio da energia luminosa, uma habilidade que torna sua existência fundamental para a sobrevivência de qualquer outro ser vivo na Terra. Elas também são chamadas de algas azuis ou algas verdes azuladas, muito embora alguns autores discordem da utilização do termo “alga” para se referir a seres procariontes, pois as verdadeiras algas são eucariontes, do reino Protoctista.

As cianobactérias pertencem ao domínio Bacteria e ao filo Cyanobacteria. São encontradas em ecossistemas aquáticos ou terrestres, como rochas e solos. Esses microrganismos se reproduzem de forma assexuada por fissão binária ou fragmentação e podem causar problemas ambientais, como as florações tóxicas.

Leia também: Afinal, o que é uma bactéria?

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre cianobactérias
• 2 - Características das cianobactérias
  • → Estrutura das cianobactérias
  • → Domínio das cianobactérias
  • → Reino das cianobactérias
  • → Filo das cianobactérias
  • → Reprodução das cianobactérias
• 3 - Função das cianobactérias
• 4 - O que as cianobactérias causam?
• 5 - Onde são encontradas as cianobactérias?
• 6 - Diferenças entre cianobactérias e bactérias
• 7 - Como as cianobactérias fazem fotossíntese?
• 8 - Importância das cianobactérias
• 9 - Exercícios resolvidos sobre cianobactérias

Resumo sobre cianobactérias

• As cianobactérias são microrganismos procariontes, com capacidade fotossintetizante, cruciais para a manutenção da vida na Terra.
• Também são conhecidas como algas azuis ou algas verdes azuladas.
• Cianobactérias têm pigmentos fotossintetizantes como clorofila, ficocianina ou ficoeritrina.
• A parede celular das cianobactérias apresenta peptidoglicano, assim como as bactérias comuns.
• Pertencem ao domínio Bacteria e ao filo Cyanobacteria.
• Elas se reproduzem assexuadamente por fissão binária ou fragmentação.
• Podem causar problemas ambientais, como as florações tóxicas.
• As cianobactérias habitam ecossistemas aquáticos ou terrestres, como rochas e solos.
• A fotossíntese ocorre nos tilacóides da membrana plasmática.
• As cianobactérias foram as principais responsáveis pelo surgimento das formas de vida aeróbica na Terra.

Características das cianobactérias

→ Estrutura das cianobactérias

• São microscópicas.
• São unicelulares, coloniais ou filamentosas.
• São procariontes.
• Têm clorofila tipo a.
• Apresentam variados pigmentos, como ficocianina e ficoeritrina.
• Têm parede celular complexa.
• Apresentam peptidoglicano, que confere rigidez à célula.
• Têm forma de cocos, bastonetes, filamentos ou pseudofilamentos.

→ Domínio das cianobactérias

As cianobactérias pertencem ao domínio Bacteria, que abrange outros organismos microscópicos procariontes que compartilham algumas semelhanças com as cianobactérias.

→ Reino das cianobactérias

O reino Monera era o táxon que abrigava as espécies de cianobactérias, entretanto, essa classificação dos Monera está em desuso na classificação biológica moderna. Para saber mais sobre o reino Monera, clique aqui.

→ Filo das cianobactérias

Dentro do domínio Bacteria, esses organismos pertencem ao filo que dá nome ao grupo Cyanobacteria. Esse nome tem origem do grego (cyano = kyanós) e significa “azul”, pelo fato de as cianobactérias também serem muito conhecidas como algas azuis. Portanto, a classificação correta das cianobactérias é: domínio Bacteria > filo Cyanobacteria.

→ Reprodução das cianobactérias

A reprodução de organismos procariontes é tipicamente assexuada, ocorrendo via processo de fissão binária — quando uma célula se divide em duas células, geneticamente idênticas. No caso das cianobactérias filamentosas, também pode ocorrer o processo assexuado da fragmentação, em que cada parte do filamento quebrado gerará um novo filamento.

Também há o caso da formação de acinetos — células de cianobactérias filamentosas que se diferenciam em estruturas resistentes e dormentes, permitindo que o organismo sobreviva a condições ambientais desfavoráveis.

Veja também: Qual é a diferença entre células procariontes e eucariontes?

Função das cianobactérias

Como organismos fotossintetizantes, as cianobactérias desempenham um papel crucial de produtores no ecossistema, sendo o eixo de diversas relações ecológicas dos ambientes aquáticos. Ocupar esse nível trófico de base da cadeia alimentar faz com que elas contribuam tanto com a produção do O2 quanto com a formação de matéria orgânica, servindo de alimento, por exemplo, para pequenos animais, como os zooplânctons. Além disso, algumas espécies de algas azuis têm a capacidade de fixar nitrogênio atmosférico, contribuindo para a ciclagem de nutrientes e fertilidade do solo.

O que as cianobactérias causam?

A proliferação excessiva das cianobactérias, conhecida como floração, pode trazer diversos danos ao ambiente em que elas estão inseridas, pois algumas espécies podem sintetizar compostos que alteram o sabor, a cor e o odor da água do local.

Alguns desses compostos são toxinas, as cianotoxinas, que podem ser prejudiciais à saúde dos seres humanos e de outros animais, podendo causar desde irritações cutâneas até danos graves no funcionamento de estruturas internas, como fígado e órgãos do sistema nervoso central.

Onde são encontradas as cianobactérias?

Elas podem viver em uma grande diversidade de habitats ao redor do mundo, desde ambientes aquáticos marinhos (água salgada) e dulcícolas (água doce), até solos mais úmidos e sedimentos de rochas. Algumas ainda se caracterizam por serem seres extremófilos, no que diz respeito à capacidade de sobreviverem em ambientes mais inóspitos, como fontes termais ou geleiras.

Diferenças entre cianobactérias e bactérias

Embora as cianobactérias e as bactérias comuns pertençam ao mesmo reino, Monera, as primeiras distinguem-se das outras, principalmente, por sua capacidade fotossintetizante. As cianobactérias têm pigmentos clorofilados que lhes permitem converter água e CO2 em outros compostos por meio da presença da luz solar, e também têm outros pigmentos, como a ficocianina e ficoeritrina, que possibilitam que esses microrganismos possam ter diferentes colorações e absorver luz solar em variadas profundidades na água.

Já as outras bactérias não apresentam essa capacidade, são heterotróficas, ou seja, só conseguem obter energia por meio de outras matérias orgânicas já existentes.

Como as cianobactérias fazem fotossíntese?

As cianobactérias, ou algas azuis, realizam a fotossíntese oxigênica, processo que utiliza a energia luminosa para converter dióxido de carbono e água em matéria orgânica e em gás oxigênio como subproduto. Esse processo ocorre nos tilacóides (invaginações da membrana plasmática) da cianobactéria, em que se localizam os pigmentos fotossintéticos, como a clorofila.

A luz capturada pelos pigmentos energiza os elétrons, que vão sendo transferidos ao longo da cadeia de transporte de elétrons, o que gera moléculas energéticas como ATP e NADPH, que serão posteriormente utilizadas na fixação do dióxido de carbono e na produção dos açúcares. Essa atividade também influencia na quebra da molécula da água, que acaba liberando elétrons e o oxigênio como subproduto. A energia gerada por meio desse processo é utilizada pela cianobactéria para sua própria nutrição, seu metabolismo, seu desenvolvimento e sua reprodução.

Importância das cianobactérias

As cianobactérias desempenham papéis ecológicos fundamentais e são os principais produtores em diversos ambientes aquáticos e terrestres. Graças à capacidade de realizarem fotossíntese oxigênica, as cianobactérias foram as principais responsáveis pelo surgimento e pela diversificação de formas de vida aeróbicas, culminando assim na complexa biodiversidade terrestre. Além disso, algumas espécies de algas azuis, que conseguem realizar a fixação do nitrogênio, contribuem diretamente na ciclagem de nutrientes e fertilização de solos.

Saiba mais: Clostridium botulinum — bactéria que produz a poderosa toxina usada no Botox

Exercícios resolvidos sobre cianobactérias

Agora, após tantos aprendizados sobre as cianobactérias, vamos testar seus conhecimentos acerca desses microrganismos?

QUESTÃO 1

Qual das seguintes características estruturais é diretamente relacionada à capacidade de as cianobactérias realizarem fotossíntese oxigênica?

1. Parede celular de peptidoglicano.
2. Presença de ribossomos para síntese proteica.
3. Tilacóides, que contêm clorofila ou ficobilinas.
4. Material genético disperso no citoplasma.
5. Capacidade de formar esporos de resistência.

Resposta: Letra C. Os tilacóides, que contêm clorofila e ficobilinas, são estruturas essenciais para a realização da fotossíntese.

QUESTÃO 2

As cianobactérias, apesar de sua importância para a vida na Terra, podem causar sérios problemas ambientais quando proliferam excessivamente. Qual das seguintes alternativas descreve o principal problema ambiental associado à proliferação de cianobactérias em corpos d'água?

1. Acidificação da água devido à liberação de dióxido de carbono durante a fotossíntese.
2. Diminuição da turbidez da água, prejudicando a vida aquática que depende de luz solar.
3. Formação de florações tóxicas que liberam cianotoxinas, prejudicando a saúde humana e animal.
4. Diminuição da concentração de oxigênio dissolvido, causando hiperoxia na fauna aquática.
5. Aumento da disponibilidade de nutrientes na água, afetando positivamente o crescimento de outras algas.

Resposta: Letra C. A proliferação excessiva de cianobactérias pode resultar na formação de florações tóxicas, que liberam substâncias chamadas cianotoxinas, prejudiciais à saúde humana e animal.

Fontes

JACINAVICIUS, F. R. et. al. Manual para cultivo de cianobactérias. Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo. Instituto de Botânica - Núcleo de pesquisas em Ficologia. Disponível em: https://www.infraestruturameioambiente.sp.gov.br/institutodebotanica/wp-content/uploads/sites/235/2013/09/virtuais_4cianobact%C3%A9rias.pdf

MOLICA, R.; AZEVEDO, S. Ecofisiologia de cianobactérias produtoras de cianotoxinas. Oecol. Bras., 13(2): 229-246, 2009. Disponível em: https://letc.biof.ufrj.br/sites/default/files/2009%20Molica%20e%20Azevedo%20Ecofisiologia.pdf