Trichodesmium erythraeum — это вид цианобактерий , которые уникальны тем, что видны невооруженным глазом . [1] [2] Этот вид также известен как « морские опилки ». Первоначально он был обнаружен в 1770 году капитаном Куком у берегов Австралии.
Это плодовитый азотфиксирующий и фосфорредуцирующий вид бактерий , фиксирующий примерно половину азота в пищевой цепи океана и способствующий обороту фосфора. В отличие от других бактерий, он также может фотосинтезировать . Это колониальный вид, образующий длинные нити и склонный к скоплению с другими Trichodesmium . Он грамотрицательен и подвижен. Некоторые бактерии в колонии фиксируют азот, а другие специализируются на фотосинтезе. Однако оба процесса должны выполняться с двумя из них, потому что побочный кислород , образующийся в результате фотосинтеза, будет мешать процессу фиксации азота. Это достигается либо за счет того, что две отдельные ячейки совместно используют ресурсы друг с другом, либо за счет разделения процессов по времени в одной и той же ячейке. Если клетки физически разделены, то одна клетка специализируется как диазотроф и подвергается фиксации азота, в то время как другие клетки подвергаются фотосинтезу. Альтернативно, было показано, что T. erythraeum разделяет процессы фотосинтеза и фиксации азота в одной и той же клетке, разделяя время, в которое эти процессы происходят. Когда это будет сделано, T. erythraeum прекратит фотосинтез в полдень или ночью и начнет поглощать кислород, поскольку начинает фиксацию азота. Кроме того, у T. erythraeum есть газовые везикулы, которые составляют 60–70% объема клетки. Эти везикулы позволяют T. erythraeum перемещаться в толще воды на глубину до 200 м, используя свою плавучесть, основанную на концентрации углеводов, для поиска питательных веществ, таких как азот, фосфор и железо.
T. erythraeum имеет один из крупнейших секвенированных бактериальных геномов размером 7,75 т.д. Он имеет содержание GC 34% и содержит около 40% некодирующей ДНК . Есть данные, позволяющие предположить, что геном находится в расширяющемся динамическом состоянии из-за расширения генома за счет горизонтального переноса генов . T. erythraeum демонстрирует 98% гомологию с T. thiebautii, но только 75% гомологию с другими цианобактериями, такими как Oscillatoria .
T. erythraeum был выделен у побережья Северной Каролины. Он обитает в тропических и субтропических районах океана, обычно от поверхности до 40 метров, однако в поисках питательных веществ может путешествовать на глубину до 200 метров. Они имеют оптимум pH 7,8–8,4 и оптимальную температуру 24–30 градусов Цельсия в аэробных условиях. Однако T. erythraeum может выживать при более низких температурах и в периоды темноты.
Этот вид также может буквально окрашивать Красное море в красный цвет, который можно увидеть из космоса . Причина этого неизвестна, но большинство ученых полагают, что причиной является вид бактерий рода Trichodesmium , скорее всего именно этот вид.