תפקידים של ציאנובקטריה במערכת האקולוגית

הידועים גם בשם אצות כחולות-ירוקות, ציאנובקטריה הם אורגניזמים חד תאיים המפוטחים סינתזה, ומפיקים אנרגיה מאור השמש. ציאנובקטריות קיימות על פני כדור הארץ כבר ארבעה מיליארד שנים. בשל יכולתם לייצר חמצן, ציאאנובקטריה שיחקה תפקיד מרכזי בשינוי הרכב האטמוספירה של כדור הארץ. אצות כחולות-ירוקות הסתגלו להתקיים ברוב המערכות האקולוגיות, כולל מים מתוקים ומלוחים, קרקעות וסלעים.

ציאנובקטריה היו בין צורות החיים המוקדמות ביותר על פני כדור הארץ. מתישהו לפני 2 עד 4 מיליארד שנה פיתחו ציאנובקטריות יכולת לפוטוסינתזה, המייצרת חמצן כתוצר לוואי. ככל שהתפשטו ציאנובקטריות לפני מיליארדי שנים, האטמוספרה העשירה בפחמן דו-חמצני בכדור הארץ השתנתה בהדרגה וכללה כמויות גדולות של חמצן. ציאנובקטריה מהווה כ -20 עד 30 אחוזים מהפוטוסינתזה על פני כדור הארץ כיום, וממשיכים למלא תפקיד חשוב בהרכב האטמוספירה.

גם ציאנובקטריה מילאה תפקיד מפתח בהתפתחות חיי הצומח. כלורופלסט - הקיים בתוך תא צמחי ומייצר מזון לצמח - הם למעשה ציאנובקטריה. לפני מאות מיליוני שנים, תאים צמחיים התפתחו עם ציאנובקטריום תושב בתהליך שנקרא אנדוסימביוזה. בדומה למיטוכונדריה בתאי בעלי חיים, כלורופלסטים הם ייחודיים מבחינה גנטית מתאי האב שלהם.

היכולת לעבד חנקן אטמוספרי ולהפוך אותו לצורה אורגנית היא גם של ציאנובקטריה. תהליך זה, הנקרא קיבוע חנקן, חשוב מאוד לצמיחתם של סוגים רבים של צמחים. צמחים מסוימים התפתחו ליצירת קשרים סימביוטיים עמו, כאשר ציאנובקטריה שוכנת בתוך שורשי הצמח. בנוסף לצמחים כאלה, ציאנובקטריה יצרה קשרים דומים עם סוגים רבים של פטריות, וכתוצאה מכך קיומם של חזזיות. ציאנובקטריה גם מקבעת חנקן בקרקעות, שוניות אלמוגים וסביבות מים שונות, מה שהופך חנקן לזמין במגוון רחב של מערכות אקולוגיות.

לעיתים, כאשר מסופקים להם סביבת מים עשירה במיוחד בחומרים מזינים, ציאנובקטריה תייצר אוכלוסיות גדולות מאוד, או פריחה. ציאנובקטריה יכולה לייצר גם רעלים המסוכנים לבני אדם ובעלי חיים. על פי ארגון הבריאות העולמי, אצות פורחות באספקת מים אנושיים הופכות לבעיה הולכת וגוברת ברחבי העולם. פריחה רעילה באגמים יכולה גם להפחית אוכלוסיות של מינים רבים עקב רעילות או השפעות אחרות כגון הצללה מוגזמת.