زیست شناسی جلبک اسپیرولینا

Arthrospira platensis (اسپیرولینا) از نظر ریخت‌شناسی دارای ساختار منحصر به فردی است که آن را از سایر سیانوباکتری‌ها متمایز می‌کند. در ادامه جزئیات دقیق‌تری از مورفولوژی این میکروارگانیسم ارائه می‌شود:

۱. شکل و ساختار کلی

• فیلامنت مارپیچی:

  • ساختار اصلی آن به شکل مارپیچ فنری (هلیکال) است که می‌تواند باز یا فشرده باشد.

  • قطر مارپیچ: ۴۰–۶۰ میکرومتر (بسته به شرایط محیطی).

  • طول فیلامنت‌ها: معمولاً ۲۰۰–۵۰۰ میکرومتر، اما در شرایط بهینه تا ۱ میلی‌متر نیز می‌رسد.

  • تعداد حلقه‌های مارپیچ: بین ۵–۲۰ حلقه در هر فیلامنت.

• تک‌سلولی یا چندسلولی؟

  • اگرچه به ظاهر چندسلولی است، اما در واقع رشته‌ای از سلول‌های پروکاریوتی است که به صورت رشته‌های بدون شاخه (تریکوم) کنار هم قرار گرفته‌اند.

  • سلول‌ها توسط دیواره سلولی از هم جدا شده‌اند، اما فاقد غلاف ژلاتینی (برخلاف برخی سیانوباکترهای دیگر مانند Nostoc).

۲. سلول‌های تشکیل‌دهنده

• اندازه سلول‌ها:

  • هر سلول ۲–۶ میکرومتر عرض و ۵–۱۰ میکرومتر طول دارد.

  • شکل سلول‌ها مکعبی یا استوانه‌ای کوتاه است.

• دیواره سلولی:

  • از پپتیدوگلیکان (مشابه باکتری‌های گرم-منفی) تشکیل شده، اما فاقد غلاف لعابی (mucilage) است.

  • دیواره نازک و انعطاف‌پذیر است، که به فیلامنت اجازه می‌دهد حرکت لغزشی (gliding motility) داشته باشد.

• محتوای درون سلولی:

  • تیلاکوئیدها: ساختارهای غشایی حاوی کلروفیل *a* و فایکوسیانین که مسئول فتوسنتز هستند.

  • گرانول‌های ذخیره‌ای:

    • گلیکوژن سیانوباکتریایی (ذخیره کربوهیدرات).

    • سیانوفیسین (ذخیره نیتروژن).

  • وزیکول‌های گازی: در برخی سویه‌ها برای شناوری وجود دارند.

۳. رنگ‌دانه‌ها و رنگ ظاهری

• رنگ سبز-آبی: ناشی از ترکیب رنگدانه‌های زیر است:

  • کلروفیل *a* (سبز).

  • فایکوسیانین (آبی) – مهم‌ترین رنگدانه، تا ۲۰٪ وزن خشک سلول را تشکیل می‌دهد.

  • آلوفایکوسیانین (آبی تیره).

  • کاروتنوئیدها (نارنجی-زرد) مانند بتاکاروتن.

• تغییر رنگ در شرایط مختلف:

  • در نور شدید، تولید فایکوسیانین کاهش یافته و رنگ سبز غالب می‌شود.

  • در کمبود نیتروژن، ممکن است رنگ زرد (به دلیل تجمع کاروتنوئیدها) دیده شود.

۴. حرکت و واکنش به محرک‌ها

• حرکت لغزشی (Gliding Motility):

  • فیلامنت‌ها می‌توانند روی سطوح جامد به آرامی بلغزند (سرعت ~۱–۵ μm/s).

  • مکانیسم حرکت احتمالاً شامل ترشح موکوس و انقباض پروتئین‌های حرکتی است.

• واکنش به نور (فتوتاکسی):

  • به سمت نور مناسب (معمولاً نور قرمز-آبی) حرکت می‌کند.

  • از نور شدید مستقیم (UV) اجتناب می‌کند.

• واکنش به جاذبه (گراویتاکسی):

  • در محیط کشت مایع، به سطح آب می‌آید تا نور بیشتری جذب کند.

۵. تغییرات مورفولوژیکی در شرایط استرس

• تغییر در مارپیچ:

  • در pH پایین یا دمای نامناسب، مارپیچ فشرده‌تر یا بازتر می‌شود.

  • در برخی موارد، فیلامنت‌ها کاملاً صاف (خطی) می‌شوند.

• تشکیل هورمونگونیا (Hormogonia):

  • قطعات کوچک‌تر فیلامنت که برای تکثیر غیرجنسی جدا می‌شوند.

• ایکینت (Akinete):

  • در شرایط نامساعد (کمبود مواد مغذی یا خشکی)، برخی سلول‌ها ضخیم شده و اسپورهای مقاوم تشکیل می‌دهند.

۶. مقایسه با گونه‌های مشابه