Cyanobakterien bilden eine große und morphologisch (strukturelle) heterogene Gruppe phototropher (Nutzung von Licht als primäre Energiequelle)Bakterien. Es handelt sich um gramnegative, einzellige oder filamentöse oxygen phototrophe Bakterien. Alle von Ihnen sind zur Photoautotrophie (CO2 wird als primäre Kohlenstoffquelle genutzt) befähigt. Ihre Färbung kann von grün über blau bis zu rot gelb oder schwarz variieren.
Cyanobakterien besitzen die Fähigkeit der oxygenen Fotosynthese, gehören aber durch ihre Zugehörigkeit zu den Prokaryoten nicht zu den Algen, da sie u.a. keinen echten Zellkern besitzen.
Die folgenden Stichpunkte geben einen generellen Überblick über die wesentlichen Eigenschaften:
Eine Einordnung der Cyanobakterien nach ihrer 16S rDNA Phylogenie ist heutzutage noch nicht vollständig. Daher erfolgt dies meistens über den Phenotyp, bei dem man folgende 5 morphologische (strukturelle) Gruppen unterscheidet.
I (Ordnung Chroococcales)
Phylogenetisch sehr uneinheitlich da z. T. nur wenige morphologische Merkmale vorhanden sind. Nicht filamentöse oder einzellige Formen.
II (Ordnung Pleurocapsales)
Phylogenetisch recht einheitliche Gruppe von einzelligen Formen.
III (Ordnung Oscillatoriales)
Phylogenetisch relativ uneinheitliche filamentöse Formen.
IV (Ordnung Nostocales)
Filamentöse Formen mit binärer Teilung in 1 Ebene und etwas stärkerer Differenzierung;
V (Ordnung Stigenomatales)
Sind morphologisch sehr komplex, höchster Grad der Differenzierung unter den Cyanobakterien, keine marinen Formen bekannt, Vorkommen u.a. in heissen Quellen.
Anabaena_variabilis (NCBI: CP000117 / NC_007413)
Anabeana variabilis ist ein gramnegatives aerobes freibewegliches fadenförmiges Cyanobakterium, welches Stickstoff und CO2 durch Anwendung der Photosynthese bindet.
Es ist von erheblicher globaler Bedeutung, da es einen wichtigen Beitrag zur CO2-Sequestrierung leistet (Fixierung des CO2, somit gelangt es nicht in die Atmosphäre).
Es kommt nicht direkt im Meerwasser vor, sondern ehr in Süsswasser bzw. salzwasserhaltigen Seen.
Synechococcus_sp_WH8102 (NCBI: BX548020 / NC_005070)
Die einzelligen Cyanobakterien der Gruppe synechococcus besetzen einen wichtigen Platz am Anfang der marinen Nahrungskette. Sie kommen sehr zahlreich vor und haben die Fähigkeit die Hauptnährstoffe zu erlangen und Metalle von submikromolarer Konzentration im Ozean aufzuspüren.
Der Strang WH8102 lässt sich relativ leicht auf Labornährmedien züchten und bietet somit wissenschaftliche Einblicke in die marine Umwelt, Nährstoff- und Metalltransport, Chemotaxis und viele andere Dinge.
Synechococcus_elongatus_PCC_6301 (NCBI: AP008231 / NC_006576)
Synechococcus elongatus ist ein einzelliges Süsswasser-(oligotroph) Cyanobakterium, welches zu den wichtigsten photosynthetischen Bakterien der marinen Umwelt zählt und für ca. 25% der Primärproduktion in marinen Habitaten verantwortlich ist.
Nostoc_sp (NCBI :BA000019 / NC_003272)
Nostoc sp. und Anabaena sp. Sind sich sehr ähnlich. Vorkommen hauptsächlich im Süsswasser.
Prochlorococcus_marinus _MIT9312 ( NCBI :CP000111 / NC_007577)
Das Cyanobakterium Prochlorococcus ist der kleinste bekannte O2 entfaltende autotrophe Organismus. Es stellt sogar teilweise in subtropischen ozeanischen Gewässern bis zu 50% des gesamten Chlorophylls. Es kann sehr effizient Wellenlängen im Bereich des blauen Lichts in der flachen euphotischen Zone filtern. Auch dieses Bakterium spielt eine wichtige Rolle in Bezug auf den weltweiten Kohlenstoff Zyklus und das damit verbundene Weltklima dar.
Gloeobacter_violaceus ( NCBI :BA000045 / NC_005125)
Gloeobacter violaceus unterscheidet sich von anderen Cyanobakterien, indem es die Photosynthese in einem anderen Zellteil durchführt. Auch dieses Bakterium ist ein im Wasser lebendes, photosynthetisches photoautotrophes einzelliges Bakterium.
Phylogeniebaum (Stammesentwicklung der Lebewesen) nach der 16S rRNA (zwecks Übersichtlichkeit zusammengefasst, Baum nach der ML Methode erstellt, römische Ziffern geben die Untersektionenzuordnung):
Quelle: The evolutionary diversification of cyanobacteria: Molecular–phylogenetic and paleontological perspectives
Tomitani et al. PNAS.2006; 103: 5443 ; Fig.1, Abb. A16SrRNA