suggest that cyanobacteria were present billions of years ago
(Schopf, 1993) and contributed to the oxygen atmosphere present
today (Berkner and Marshall, 1965).
While cyanobacteria can be difficult to classify based on physiology
and morphology alone, two general types have been classified,
based upon their tolerance to UV light. UV-sensitive
cyanobacteria colonize beneath the soil surface and are mainly
composed of Microcoleus. Rather than be exposed to UV radiation
and wind scouring, UV sensitive cyanobacteria lie desiccated
beneath the soil surface until activated by moisture to glide to the
surface. They return to their subsurface position before once again
desiccating (Belnap, 2006; Wang et al., 2013). Similarly, some
cyanobacterial species are capable of living inside the pores of
rocks. These endoliths take advantage of the same protections and
opportunity provided by living beneath sand (Fig. 1).
In the current review, we focus on UV-tolerant cyanobacteria
which in desert environments, are principally composed of Scytonema
and Nostoc species. These cyanobacteria live on the soil surface
and possess direct adaptive mechanisms to the desert
environment, particularly to temperature fluctuations and wet/dry
cycles. They have developed the ability to reversibly activate their
metabolism, limiting photosynthesis and growth to wet periods
when the cells are rehydrated. During hot, dry periods, the cells
enter into a quiescent state. Although photosystems I and II (PSI,
PSII) are damaged during high light and dryness, in vitro studies
have shown that PS I and PSII are self-repaired and operational
within minutes of the cell’s rehydration (Harel et al., 2004). This
ability of the cyanobacterial cell to recover from photoinhibition
almost immediately after rehydration is paramount to their
survival.
The cyanobacteria on desert surfaces also protect their photosynthetic
mechanisms and genetic material with UV-protective
pigments. Cyanobacteria developed protective pigments during a
time when UV exposure was far greater than present. In terms of
ozone protection, ancient taxa of cyanobacteria survived early
ชี้ให้เห็นว่าไซยาโนแบคทีเรียเป็นพันล้านปัจจุบันของปีที่ผ่านมา
(Schopf, 1993)
และมีส่วนทำให้บรรยากาศที่มีออกซิเจนในปัจจุบันในวันนี้(Berkner และมาร์แชล, 1965). ในขณะที่ไซยาโนแบคทีเรียอาจเป็นเรื่องยากที่จะจัดขึ้นอยู่กับสรีรวิทยาและสัณฐานวิทยาคนเดียวสองประเภททั่วไปได้รับการจำแนก, ขึ้นอยู่กับความอดทนของพวกเขากับแสงยูวี รังสียูวีที่มีความอ่อนไหวไซยาโนแบคทีเรียอพยพไปอยู่ใต้พื้นผิวดินและส่วนใหญ่ประกอบด้วยMicrocoleus แทนที่จะได้สัมผัสกับรังสียูวีและลมกำจัดสิ่งสกปรกบน, ไซยาโนแบคทีเรียที่ไวต่อรังสียูวีโกหกผึ่งให้แห้งอยู่ใต้พื้นผิวดินจนใช้งานได้โดยความชุ่มชื้นให้กับเหินไปยังพื้นผิว พวกเขากลับไปที่ตำแหน่งใต้ผิวดินของพวกเขาก่อนอีกครั้งdesiccating (Belnap 2006. วัง et al, 2013) ในทำนองเดียวกันบางสายพันธุ์ไซยาโนแบคทีเรียที่มีความสามารถในการดำรงชีวิตอยู่ภายในรูขุมขนของหิน endoliths เหล่านี้ใช้ประโยชน์จากความคุ้มครองเหมือนกันและเปิดโอกาสให้โดยที่อาศัยอยู่ใต้ทราย(รูปที่ 1).. ในการตรวจสอบในปัจจุบันเรามุ่งเน้นไซยาโนแบคทีเรียที่ทนต่อรังสียูวีซึ่งในสภาพแวดล้อมที่ทะเลทรายที่มีองค์ประกอบหลักของ Scytonema และพันธุ์ Nostoc ไซยาโนแบคทีเรียเหล่านี้อาศัยอยู่บนผิวดินและมีกลไกการปรับตัวโดยตรงไปยังทะเลทรายสภาพแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการผันผวนของอุณหภูมิและเปียก/ แห้งรอบ พวกเขาได้พัฒนาความสามารถในการพลิกกลับของพวกเขาเปิดใช้งานการเผาผลาญอาหาร จำกัด การสังเคราะห์แสงและการเจริญเติบโตระยะเวลาเปียกเมื่อเซลล์จะrehydrated ในช่วงร้อนระยะเวลาแห้งเซลล์เข้าสู่รัฐนิ่ง แม้ว่า photosystems I และ II (PSI, PSII) ได้รับความเสียหายในช่วงแสงสูงและแห้งกร้านในการศึกษาในหลอดทดลองได้แสดงให้เห็นว่าPS I และ PSII ได้ด้วยตนเองการซ่อมแซมและการดำเนินงานภายในไม่กี่นาทีของคืนของเซลล์(Harel et al., 2004) นี้สามารถของเซลล์ไซยาโนแบคทีเรียที่จะฟื้นตัวจาก photoinhibition เกือบจะทันทีหลังจากการคืนเป็นสิ่งสำคัญยิ่งของพวกเขาอยู่รอด. ไซยาโนแบคทีเรียบนพื้นผิวทะเลทรายยังป้องกันการสังเคราะห์แสงของพวกเขากลไกและสารพันธุกรรมด้วยรังสียูวีป้องกันเม็ดสี ไซยาโนแบคทีเรียพัฒนาเม็ดสีป้องกันในช่วงเวลาที่สัมผัสรังสียูวีก็ยังห่างไกลมากขึ้นกว่าปัจจุบัน ในแง่ของการป้องกันโอโซนแท็กซ่าโบราณของไซยาโนแบคทีเรียรอดชีวิตต้น
การแปล กรุณารอสักครู่..
