Cyanobakterier er en takson af bakterier, der udfører fotosyntese. De er ikke alger, selv om de engang blev kaldt blågrønalger. Det er en stamme af bakterier med ca. 1500 arter. I endosymbiont-teorien stammer kloroplaster (plastider) fra cyanobakterier. Deres DNA-profil er bevis for dette. Cyanobakterier er prokaryote organismer uden membranbundne organeller som i eukaryoter, men de har indre membransystemer (thylakoider), hvor fotosyntesen foregår. Deres vigtigste pigment er chlorofyl a, og mange har også phycobiliproteiner (der giver blålige eller rødlige farvetoner). Formerne varierer fra encellede og kolonidannende til store, trådformede filamenter; nogle har specialiserede celler (fx heterocyster) til kvävefiksering, og mange kan regulere opdrift med gasvakuoler.

Fossilhistorie og stromatolitter

Cyanobakterier har en ekstremt lang fossilhistorie, der begynder for mindst 3.500 millioner år siden. De var de vigtigste organismer i stromatolitterne i de arkaiske og proterozoiske æoner. Stromatolitter er lagdelte, kalkrige strukturer dannet af mikrobieller samfund (mikrobielle måtter), hvor cyanobakterier fangede og bindede sediment og byggede store koloniale formationer over geologisk tid. Moderne stromatolitter findes stadig i særlige miljøer og giver et vindue til fortidens økosystemer.

Fotosyntese og den store iltningsbegivenhed

Cyanobakteriers evne til at udføre iltproducerende fotosyntese er afgørende for Jordens kemiske udvikling. Den tidlige atmosfære på Jorden var stort set reducerende, dvs. uden >ilt. Cyanobakterierne i stromatolitterne var nogle af de første kendte organismer, der producerede fri ilt som biprodukt af fotosyntesen. Efter mange hundrede millioner år — og groft sagt efter ca. en milliard år med udbredt fotosyntese — begyndte produktionen af ilt at ændre atmosfærens sammensætning markant. Processen, der kaldes den store iltningsbegivenhed, fandt sted for omkring 2,4 milliarder år siden og var en gradvis proces over lang tid. Konsekvenserne omfattede udryddelse af mange strikt anaerobe organismer, dannelse af ozonlaget (som senere beskyttede livet mod UV-stråling) og dannelsen af store geologiske aflejringer som jernformationer (bandede jernformationer).

Økologi, toksiner og menneskelig betydning

Cyanobakterier er utroligt udbredte og lever i ferskvand, havet, jord, varme kilder og ekstreme miljøer. De spiller vigtige roller i kulstof- og kvælstofkredsløbene — nogle arter binder atmosfærisk kvælstof (N2) og gør det biologisk tilgængeligt. Samtidig kan cyanobakterier under gunstige betingelser danne tætte blomstrer (algeopblomstringer). Disse blomstrer kan producere cyanotoksiner (fx microcystiner, anatoxiner), som er skadelige for fisk, dyr og mennesker og kan forringe drikkevandskvaliteten. Derfor overvåges og håndteres cyanobakterieudbrud i mange søer og reservoirer.

Deres egenskaber udnyttes også positivt: visse cyanobakterier anvendes i bioteknologi til produktion af biofuel-prækurser, pigmenter, enzymer og som biologiske gødninger. Et kendt eksempel er kostenserstatningen/tilskuddet spirulina (Arthrospira), som er en cyanobakterie, der høstes som næringstilskud. Forskning i cyanobakterier bidrager desuden til forståelsen af fotosyntese, klimasystemer og muligheder for bæredygtig bioproduktion.

Sammenfatning

  • Cyanobakterier er prokaryote fotosyntetiske organismer med stor evolutionær og økologisk betydning.
  • De var centrale i dannelsen af stromatolitter og i iltningen af Jordens atmosfære (den store iltningsbegivenhed).
  • De medvirker til væsentlige biogeokemiske kredsløb (kulstof, kvælstof) og har både gavnlige anvendelser og negative effekter (toksiske blomstrer).