CIANOBACTÉRIA: BACTÉRIA QUE PARECE ALGA

 

O que são e como são as Cyanobactérias?
A nomenclatura das cyanobactérias está regida por dois códigos, o Código Internacional de Nomenclatura Bacteriana e o Código de Nomenclatura Botânica, por isso geram e causam uma grande confusão.
As cyanobactérias são grupos muito heterogêneos, e sua classificação responde mais a critérios didáticos que sistemáticos. A taxonomia está atualmente em revisão e a classificação que segue com nomenclatura botânica.
O nome cyanobacteria vem do grego: cyano, azul + bacteria, bactéria, é um filo do domínio bactéria, popularmente denominado cyanobactérias ou algas azuis que inclui organismos aquaticos, unicelulares, procariotes e fotossintéticos. As cyanobactérias fazem parte do Reino Monera, um dos cincos reinos existentes na natureza, do qual fazem parte também às bactérias, e podem ser encontradas na forma unicelular, filamentosa ou formando colônias que são agregados de muitas células, como é o caso da espécie Microcystis aeruginosa. O nome “algas azuis” foi dado a estes organismos pelo fato de que o primeiro encontrado possuía tal coloração, mas, no entanto, podemos encontrar Cyanobactérias com as mais diversas cores.
Existe uma confusão na nomenclatura destes seres, pois a princípio pensou tratar-se de algas unicelulares, posteriormente os estudos demonstraram que elas possuem características de bactérias. Por muito tempo foram classificadas como alga, da divisão Cyanophyta, da classe Cyanophyceae, por isso o termo cianofíceas é ainda utilizado, embora o termo cianobactérias esteja a ganhar terreno. Atualmente sabe-se que estes organismos não têm relação filogenética com qualquer dos grupos de algas, a não ser como prováveis antepassados dos cloroplastos e encontram-se classificados como um filo ou divisão, para os botânicos dentro do domínio das bactérias. Cyanobactérias ou cianofíceas, conhecidas popularmente como algas azuis, as algas azuis, algas cianofíceas ou cyanobactérias, não podem ser consideradas nem como algas e nem como bactérias comuns. São microorganismos com características celulares procariontes (bactérias sem membrana nuclear), porém com um sistema fotossintetizante semelhante ao das algas (vegetais eucariontes), ou seja, são bactérias fotossintetizantes que produzem seu próprio alimento.
As cyanobactérias são representantes de um grupo de seres vivo muito antigo, provavelmente, são os primeiros organismos fotossintetizantes com clorofila-A. O registro fóssil das cyanobactérias indica que estes seres fotossintéticos apareceram no era geológica Arqueano cerca de 3,5 bilhões de anos e devem ter sido responsáveis pelo aparecimento de oxigênio o O2 na atmosfera primitiva, que possibilitou o aparecimento da camada de Ozônio (O3), que retém parte da radiação ultravioleta, permitindo a evolução de organismos mais sensíveis à radiação UV. O que parece ter acontecido há cerca de 2,5 bilhões de anos, despontando a origem da vida eucarionte e dando lugar ao que se chama atualmente o era Proterozóico.
O material genético das cyanobactérias fica no interior de nucleotídeos serpentados, que são pouco sensíveis à radiação UV e, além disto, possuem um sistema de reparo do material genético.
ESTRUTURA CELULAR DA CYANOBACTÉRIA

As cyanobactérias podem viver em diversos ambientes e condições extremas. A maioria das espécies é dulcícola, algumas espécies representantes do gênero Synechococcus podem sobreviver em águas de fontes termais em temperaturas de até 74°C e outras espécies podem ser encontradas até em lagos antárticos, onde podem ser encontradas sob a calota de gelo com temperaturas próximas de 0°C. Existem formas marinhas que resistem à alta salinidade, outras que suportam períodos de seca. Algumas formas são terrestres, vivem sobre rochas ou solo úmido, estas podem ser importantes fixadoras do nitrogênio atmosférico, sendo essenciais para algumas plantas. Outras espécies são endossimbiontes em líquenes ou em vários protistas e corais, fornecendo energia aos seus hospedeiros. Esta capacidade adaptativa é uma de suas características marcantes, embora estas tenham crescimento mais favorável em ambientes de água doce.
CYANOBACTÉRIA NA FOMA TERRESTRE

As cyanobactérias podem produzir gosto e odor desagradável na água e desequilibrar os ecossistemas aquáticos. O mais grave é que algumas cyanobactérias são capazes de liberar toxinas, que não podem ser retiradas pelos sistemas de tratamento de água tradicionais e nem pela fervura, que podem ser neurotoxinas ou hepatotoxinas. Originalmente estas toxinas são suas defesas contra devoradores de algas, mas com a proliferação das cyanobactérias nos mananciais de água potável das cidades, estas passaram a ser uma grande preocupação para as companhias de tratamento de água.
Em uma mesma espécie podem ser encontrados indivíduos incapazes de produzir toxinas ou outras capazes de produzir toxinas muito fortes e mortais. As neurotoxinas são identificadas como substâncias alcalóides ou organofosforados neurotóxicos e caracteriza-se pela ação rápida, causando morte por asfixia. As hepatotoxinas podem ser identificadas como peptídeos ou alcalóides hepatotóxicos possuem atuação menos rápida e causa diarréias, vômitos, diminuição dos movimentos e hemorragia interna, prostração, cefaléia, febre, dor abdominal, náuseas, diarréia são sintomas que podem caracterizar a intoxicação humana ao ingerir a água ou pescados provenientes desta. O contato direto da pele com a água contaminada pode provocar irritação ou erupções, inchaços dos lábios, irritação dos olhos e ouvidos, dor de garganta e inflamações nos seios da face e asma.
As cyanobactérias podem ser encontradas na forma unicelular, como nos gêneros Synechococcus e Aphanothece ou em colônias de seres unicelulares como Microcystis, Gomphospheria, Merispmopedium ou, ainda, apresentarem as células organizadas em forma de filamentos, como Oscillatoria, Planktothrix, Anabaena, Cylindrospermopsis, Nostoc.
CYANOBACTÉRIA VISTA POR UM MICROCOSPIO



As cyanobactérias não possuem flagelos, mas algumas, cyanobactérias filamentosas podem se locomover por movimentos oscilatórios rudimentares com a ajuda de fibras em espiral na parede celular como, por exemplo, a do gênero Oscilatória, Nostoc.
Na maior parte das espécies, a "maquinaria" fotossintética encontra-se em pregas da membrana celular, chamadas tilacóides. Algumas podem realizar quimiossíntese a partir de matéria orgânica usando sulfureto de hidrogênio, como fazem outras bactérias, geralmente em ambientes abissais marinhos onde não há luz solar.
Quando testadas pelo método de coloração de Gram, comportam-se como bactérias Gram-negativas, com isto demonstram que possuem paredes celulares pouco permeáveis aos antibióticos.
Apresentando coloração azul em condições ótimas, mas é frequentemente encontradas apresentando vários tipos de coloração. No que diz respeito aos pigmentos fotossintéticos, encontram-se duas formas nas cyanobactérias: a maioria possui clorofila a juntamente com várias proteínas chamadas ficobilinas, que dão às células a cor típica azulada; alguns gêneros, no entanto, não possuem ficobilinas e têm clorofila b para além da a, o que lhes confere uma coloração verde brilhante. Originalmente, estas últimas formas foram classificadas num grupo denominado "proclorofitos" ou "cloroxibactérias", mas aparentemente desenvolveram-se em diferentes linhas de cyanobactérias.
A coloração das cyanobactérias pode ser explicada através da presença dos pigmentos clorofila-A (verde), carotenóides (amarelo-laranja), ficocianina (azul) e a ficoeritrina (vermelho). Todos estes pigmentos atuam na captação de luz para a fotossíntese.
Conhecidas com algas azuis, apenas metade das espécies de cyanobactérias apresentam cor azul-esverdeada. O Mar Vermelho recebe este nome, pois, em sua superfície são visíveis enormes concentrações de algas azuis, que na realidade são vermelhas, também possui cyanobacterias de coloração marrom, e até mesmos na cor preta.
Como as cyanobactérias vivem e se proliferam?
As cyanobactérias foram os principais produtores primários da biosfera durante a formação da vida na Terra, e continuam sendo nos oceanos. A Terra continha pouco ou nenhum oxigênio naquela época. Alguns cientistas consideram que a atmosfera primitiva continha apenas 0,0001% de oxigênio. O mais importante é que através da fotossíntese elas encheram a atmosfera de oxigênio. Continuam sendo as principais provedoras de nitrogenio para as cadeias tóficas dos mares.
As cyanobactérias são microorganismos autotróficos, a fotossíntese é seu principal meio para obtenção de energia e manutenção metabólica. Seus processos vitais requerem somente água, dióxido de carbono, luz, fósforo, nitrogênio e outros poluentes orgânicos.
A reprodução das cyanobactérias não coloniais é assexuada, ocorrendo por divisão binária, semelhante à das bactérias. A forma filamentosa pode se reproduzir assexuadamente por fragmentação ou por hormogônio, que ocorre quando os filamentos quebram-se em alguns pontos e dão origem a vários fragmentos pequenos chamados hormogônios, que através da divisão de suas células dão origem a novas colônias filamentosas. Algumas espécies de colônias filamentosas são capazes de produzir esporos resistentes, o acineto, que, ao se destacarem, originam novas colônias filamentosas, é provável que possuam algum mecanismo de recombinação de seus genes.
COLÔNIA DE CYANOBACTÉRIA EM SUA FASE INICIAL

AQUÁRIO TOMADO POR UMA COLÔNIA DE CYANOBACTÉRI

A atividade fotossintética das cyanobactérias é maior em ambientes com baixas concentrações de O2, característica da atmosfera do Pré-Cambriano, que apresentava baixas concentrações deste gás. Hoje as bactérias vivem numa atmosfera e meios mais oxigenados, mas guardam esta potencialidade.
É interessante notar que as cyanobactérias encontradas em fósseis de 3,5 bilhões de anos, em nada se diferenciam das cyanobacterias atuais, o que é de certa forma, um enigma para a teoria do evolucionismo.
Mesmo que as cyanobactérias prefiram se desenvolver sob condições de menor oxigenação, não há evidências suficientes para afirmar que em ambientes bem oxigenados elas não se desenvolvam. Pelo contrário, em um ambiente rico em oxigênio elas podem utilizar de artifícios, como dividir o período em que elas fazem a fotossíntese produzindo O2, do noturno, quando fixam o nitrogênio. E também existem cyanobactérias que fazem estas duas funções, mesmo na presença de luz.
Percebei que os motivos principais para o aumento da incidência de cyanobactérias são:
O aumento anormal da quantidade de componentes nitrogenados e fosfatados na água. As cyanobactérias têm três elementos que limitam o seu crescimento são, o Nitrogênio, o Oxigênio e o Fósforo.
O aumento da matéria orgânica favorece o aumento da quantidade de microorganismos decompositores livres na água e nos sedimentos, que acabam consumindo o oxigênio dissolvido na água, favorecendo com isto a atividade fotossintética das cyanobactérias. Além disto, nos meios anaeróbicos a disponibilidade das formas inorgânicas de nitrogênio e fósforo aumenta, facilitando as grandes infestações.
As cyanobactérias possuem uma característica que lhes proporciona uma vantagem em relação aos demais seres vivos, na falta de nitrogênio fixado (amônia, nitritos, nitratos), elas podem obter este elemento químico aproveitando o gás N2 da atmosfera. O N2 é uma substância bastante inerte e o aproveitamento de suas propriedades pelo organismo demanda um grande gasto energético; mas em caso de ausência de uma fonte de nitrogênio mais fácil, esta possibilidade confere as cyanobactérias uma alternativa de sobrevivência em condições altamente desfavoráveis a qualquer outro ser vive, além disto, possuem um sistema de regeneração do material genético.
O fósforo é o elemento menos disponível que as cyanobactérias precisam. É geralmente, entre o Nitrogênio, Oxigênio e o Fósforo, o mais escasso em nosso planeta e certamente em aquários. Afinal, ele não é reduzido como o nitrogênio, pois entra nas reações orgânicas na forma de composto. As árvores, florestas reciclam o fósforo na Natureza. No aquário, ele é relativamente escasso por ser metabolizadas pelos organismos dos peixes, plantas, etc. O uso de aditivos para as plantas que contenham fósforo em sua fórmula pode ter o mesmo efeito que excesso de alimentação rica em fósforo. Tem o mesmo efeito de organofosforados colocados em plantações à beira de rios.
A partir da promoção de condições especiais em ambientes salinos ou hipersalinos, onde estes organismos geralmente não encontram predadores, são responsáveis pela precipitação de carbonatos, principalmente de cálcio, sobre a comunidade cyanobacteriana. Quando esta comunidade inicial morre por não receber mais luz por causa da camada de carbonato precipitado, outra comunidade se forma por cima desta camada de carbonato. Após sucessivos ciclos de precipitação-morte-ressurgimento forma-se a esteira microbiana, que apresenta camadas claras e escuras, sendo respectivamente de carbonato e comunidade cyanobacteriana em decomposição. Com o passar de muitos anos estas estruturas passam a apresentar maior altura, podendo apresentar variadas formas, sendo chamadas de estromatólitos. Estas estruturas são as maiores provas da ocorrência de cyanobactérias no final do proterozóico, há mais de 600 milhões de anos.
Como podemos controlar os surtos de cyanobactérias?
Dentre as algas que ocorrem mais facilmente em aquário estão às algas azuis as cyanobactérias, os maiores problemas que as cianofíceas podem causar em aquário são quase sempre em relação às plantas: por cobrirem a maioria das folhas das plantas, podem matá-las ao impedir que elas realizem a fotossíntese de maneira satisfatória. Muitos de nós já vimos nosso aquário tomado por esta alga, que se porífera com uma rapidez surpreendente, muitas vezes sem não compreendemos o que fizemos de errado. O surto ocorre num curto período, e se desenvolve com uma velocidade incrível e destruindo um aquário em poucos dias. A cyanobactéria pode aparecer em aquários com baixo potencial redox, aquários com excesso de matérias orgânicas, em solos pobres em oxigenação e através das próprias plantas. Alguns pesquisadores relacionam também com a falta de No3 na água. Algum tempo atrás, pensava-se que a principal causa da proliferação destas bactérias era o nitrato, mas tem sido demonstrado que o que elas gostam é principalmente de fosfato. O fosfato é consumido por estas algas bactérias e pelas plantas.
Outros fatores a serem considerados:
Se o aquário for plantado deve levar em consideração o crescimento das plantas em relação e o crescimento das cyanobactérias. O crescimento constante das plantas inibe o crescimento de cyanobactérias. Em um aquário bem plantado, onde as plantas estão crescendo é muito pouco provável o aparecimento desta e de outras algas. Por isso é muito importante não faltar iluminação adequada e CO2. Troque com freqüência seu sistema de iluminação, pois ao longo do tempo ela perde seu espectro original e tendem a manter o espectro vermelho acima do resto (verde e azul) e cyanobactérias são adaptados para sobreviver com pouca luz. Portanto, lâmpada velha irá parar o crescimento das plantas e fará com que as cyanobactérias se plorifere rapidamente.
Retire frequentemente às folhas das plantas que esta solta e morta do aquário limpe o filtro regularmente, realize com freqüência trocas parciais de água, use um fertilizante de boa qualidade, iluminação e injete CO2 para um rápido crescimento das plantas isso fará competir com as cyanobactérias, se possível, verifique o nível de fosfato por meio de teste na água que ira encher o tanque e trate a se necessário, utilizando resina que remova fosfato ou passe a agua por um filtro deionizador ou de reverse osmose. Já obtive bom resultados utilizando a água passada por estes sistemas de filtragem.
PLANTA COBERTA POR CYANOBACTÉRIA

O tratamento é de risco, pois afeta a filtragem biológica do aquário, já que faremos grande quantidade de trocas de água e se utiliza o antibiótico Eritromicina, pois o filtro biológico nada mais é que a colônia de bactérias nitrificantes e o antibiótico podem vir a destruir toda a colônia de bactérias.
A ajuda do aquarista para retirar mecanicamente algumas das algas é de extrema importância para que se possa dizimar a bactéria com maior rapidez, o tratamento consiste em fazer trocas parciais de até 50% de água, sifonar a cyanobactéria e retirar manualmente todas as cyanobactérias que for possível. Tampar o aquário, para que fique escuro, durante três dias.
O tratamento com medicamento mais recomendado é Eritromicina antibiótico encontrado em farmácias. Recomenda-se uma dose de 400mg para cada 90 litros. A eritromicina será encontrada em farmácia sob o nome de Ilosone ou Eritrex ou como genérico. Não use o xarope, nem os comprimidos, esses têm corantes e aromatizantes. Deve ser usado apenas o medicamento que venha em cápsulas, basta abri e utilizar o medicamento que já está em pó. A melhor forma que achei para realizar o tratamento foi mandar manipular o medicamento na dosagem em que o aquário necessitava, mandei fazer saches com a quantidade de medicamento para a quantidade de água de meu aquário. Só tive que pedir uma receita para um médico veterinário. Um medicamento destinado a aquário que eu utilizei e resolveu foi o BACTER da ALCON. Coloque num recipiente com água para dissolver previamente o medicamento para a aplicação no aquário. Deve-se aplicar essa dose diariamente durante 7 dias, particularmente acho uma dose elevada, mas este remédio é o mais indicado em aquários, talvez pelo fato de que possa matar menos bactérias ‘benéficas” possíveis neste caso, caso tenha carvão na filtragem ele deve ser removido .
Calcule o volume de água real do aquário, descontando o substrato, decorações.
Quando detectado na fase inicial, principalmente no solo, aconselha-se a triturar partes minúsculas do remédio e deixá-la decantar por cima das Cianobactérias, para que a ação seja mais eficaz. Como todo antibiótico, a Eritromicina causa resistência se usada de uma maneira incorreta, e não prolongada, mas o que acontece é que a ação prolongada pode causar compostos Nitrogenados (Amônia/Nitrito) pela falta de bactérias e afetar algumas das plantas mais sensíveis aos elementos químicos do remédio.
As cyanobactérias são seres muito antigos, resistentes e altamente adaptáveis à vida em um aquário. A diminuição dos níveis de O2, aquários superpopulosos, mal filtrados e/ou acúmulo de detritos podem facilitar o surgimento destas pragas.
Cyanobactérias preferem viver fixadas, pois não possuem grande capacidade de locomoção. Fixam-se através de uma camada gelatinosa que envolve e protege toda colônia, possibilitando, mesmo após uma sifonagem, a permanência de indivíduos suficientes para formação de uma nova colônia. Além disto, as cyanobactérias podem se fixar em áreas que não possam ser sifonadas, como, por exemplo, em frestas, muito estreitas de rochas ou troncos.
ROCHA TOMADA POR CYANOBACTÉRIAS

Elas não se reproduzem apenas por esporos, por isto um filtro UV pode eliminar os esporos, mas ainda restarão as cyanobactérias que se reproduzem através de divisão celular ou fragmentação.
Como são gram-negativas, suas paredes celulares são pouco permeáveis e composição de sua membrana celular dificulta a ação dos antibióticos. A dosagem incorreta do antibiótico, ou por prazo insuficiente, pode gerar cyanobactérias resistentes, obrigando a utilização de outros antibióticos, gerando possíveis problemas com a filtragem biológica. Nem todas as bactérias do filtro biológico são gram-negativas e, portanto nem todas morrerão pelo efeito da eritromicina. Mas, já que usamos este antibiótico com sucesso e sem grandes problemas, é necessário manter seu uso adequadamente, evitando o aparecimento de bactérias resistentes e necessidade de uso de outros antibióticos cujos efeitos no aquário não conhecemos.
Concluo que a melhor forma para evitar infestações com cyanobactérias é fazermos uma minuciosa lavagem e desinfecção de qualquer elemento a ser introduzido no aquário, correto dimensionamento dos equipamentos de filtragem e circulação de água, jamais promover a superpopulação, evitar falhas na rotina de manutenção (sifonagens, trocas parciais semanais e limpeza de filtros).
A melhor forma para erradicação das cyanobactérias é a realização de uma rotina de tratamento, que consiste na realização de sifonagens e aplicação de um antibiótico que tenha ação sobre bactérias Gram-negativas.
Esta rotina de tratamento deve ser executada com rigor e seriedade, pois a sobrevivência de cyanobactérias a este tratamento pode causar o desenvolvimento de uma geração de cyanobactérias resistentes a Eritromicina.
Portanto, aplicando o tratamento, é imprescindível que se monitore diariamente a concentração de amônia do aquário por meio de testes, se possível 2 vezes ao dia fazendo as trocas de água necessárias para baixar essa concentração.
Após o tratamento, deve-se fazer uma troca de 50% ou mais da água, e colocar carvão ativo novo na filtragem, retirando-o após 48 horas.
Mesmo após tratadas eventualmente, estas bactérias podem voltar algum dia.