Mata mikrobiologiczna
Mata mikrobiologiczna to wielowarstwowy arkusz mikroorganizmów, głównie bakterii i archai. Zostały one po raz pierwszy opisane przez Paracelsusa (~1519),p1 ale ich pełne znaczenie zostało zrealizowane dopiero w ostatnim ćwierćwieczu XX wieku.
Maty mikrobiologiczne rosną głównie na powierzchniach zanurzonych lub wilgotnych, ale kilka z nich przetrwało na pustyni. Kolonizują środowiska w temperaturach od -40 °C do +120 °C. Kilka z nich to endosymbionty zwierząt.
Chociaż zazwyczaj mają tylko kilka centymetrów grubości, maty bakteryjne tworzą szeroki zakres wewnętrznych środowisk chemicznych. Składają się one z warstw mikroorganizmów, które mogą odżywiać się lub tolerować chemikalia na swoim poziomie. W wilgotnych warunkach maty są trzymane razem przez substancje śluzowe (polisacharydy) wydzielane przez mikroorganizmy. 118; 1671-7 Niektóre z tych mikroorganizmów tworzą splątane wstęgi włókien, które czynią matę twardszą. Najbardziej znanymi formami fizycznymi są płaskie maty i pręciki zwane stromatolitami, ale istnieją również formy kuliste.
Maty bakteryjne są najwcześniejszą formą życia na Ziemi, na którą istnieją dobre dowody kopalne, sprzed 3500 milionów lat, i przez długi czas były najważniejszymi członkami ekosystemów planety.
Pierwotnie mogły one być uzależnione od hydrotermicznychotworów wentylacyjnych dla energii i chemicznej "żywności". Rozwój fotosyntezy stopniowo wyzwalał je z "getta hydrotermicznego" poprzez udowodnienie szerszej dostępności źródła energii, światła słonecznego, chociaż początkowo maty fotosyntezy nadal zależały od dyfuzji substancji chemicznych emitowanych przez otwory hydrotermiczne. Ostatnim i najbardziej znaczącym etapem tego wyzwalania był rozwój fotosyntezy produkującej tlen, ponieważ głównymi składnikami chemicznymi do tego celu są dwutlenek węgla i woda.
W wyniku tego maty mikrobiologiczne zaczęły produkować znaną nam dziś atmosferę, w której wolny tlen jest istotnym składnikiem. Mniej więcej w tym samym czasie mogły one być również miejscem narodzin bardziej złożonego typu komórek eukariotycznych, z których składają się wszystkie organizmy wielokomórkowe. Maty mikrobiologiczne były obfite na płytkim dnie morskim aż do rewolucji w podłożu kambryjskim, kiedy to zwierzęta żyjące w płytkich morzach zwiększyły swoje możliwości grzebania i w ten sposób rozbiły powierzchnie mat i wpuściły dotlenioną wodę do głębszych warstw, zatruwając żyjące tam mikroorganizmy nietolerujące tlenu. Chociaż rewolucja ta wyparła maty z miękkich podłóg płytkiego morza, to jednak nadal kwitną one w wielu środowiskach, w których zakopanie jest ograniczone lub niemożliwe, w tym na skalistych dnach i brzegach morskich, w lagunach nadsolnych i słonawych, i znajdują się na dnie głębokich oceanów.
Ze względu na to, że maty mikrobiologiczne są w stanie wykorzystać prawie wszystko jako składniki odżywcze, istnieje duże zainteresowanie wykorzystaniem mat w przemyśle, zwłaszcza do uzdatniania wody i oczyszczania zanieczyszczeń.
Mata cyjanobakteryjno-galgalowa, słone jezioro nad Morzem Białym
Stromatolity są tworzone przez niektóre maty bakteryjne, ponieważ mikroorganizmy powoli poruszają się do góry, aby uniknąć uduszenia przez osad.
Ta pomarszczona tekstura "skóry słonia" jest śladową skamieniałością niestromatolitowej maty mikrobiologicznej. Zdjęcie przedstawia lokalizację na łożach w Burgsvik w Szwecji, gdzie po raz pierwszy zidentyfikowano tę fakturę jako dowód na istnienie maty mikrobiologicznej.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest dywan mikrobiologiczny?
O: Mata mikrobiologiczna to wielowarstwowa warstwa mikroorganizmów, głównie bakterii i archaii. Występują w różnych środowiskach, od podwodnych lub mokrych powierzchni po pustynie.
P: Kto pierwszy opisał maty mikrobiologiczne?
A: Paracelsus (~1519) jako pierwszy opisał maty mikrobiologiczne.
P: Jak powstają maty mikrobiologiczne?
O: Maty mikrobiologiczne powstają, gdy warstwy mikroorganizmów odżywiają się lub tolerują substancje chemiczne w swoich warstwach i są utrzymywane razem przez substancje śluzowate (polisacharydy) wydzielane przez mikroorganizmy. W niektórych przypadkach mikroorganizmy tworzą splątane sieci włókien, które czynią robaka twardszym.
P: Jakie formy fizyczne mogą przyjmować robaki mikrobiologiczne?
O: Maty mikrobiologiczne mogą być płaskimi matami, kolumnami zwanymi stromatolitami i kształtami kulistymi.
P: Kiedy po raz pierwszy na Ziemi pojawiły się maty mikrobiologiczne?
O: Istnieją dobre dowody kopalne, że maty mikrobiologiczne istniały 3.500 milionów lat temu.
P: Gdzie można je dzisiaj znaleźć?
O: Obecnie maty mikrobiologiczne występują w wielu środowiskach, w których wydobycie jest ograniczone lub niemożliwe, takich jak skaliste dno morskie i plaże, laguny hipersolne i słonawe oraz dna głębokich oceanów.
P: Jakie są ich zastosowania przemysłowe?
O: Ze względu na zdolność do wykorzystania prawie wszystkiego jako składnika odżywczego, ich zastosowanie w celach przemysłowych, takich jak oczyszczanie wody i kontrola zanieczyszczeń, jest bardzo interesujące.
