Mikrobiális szőnyeg
A mikrobiális szőnyeg mikroorganizmusok, főként baktériumok és archaikusok többrétegű rétege. Először Paracelsus (~1519) írta le őket,p1 de teljes jelentőségüket csak a 20. század utolsó negyedében ismerték fel.
A mikrobiális szőnyegek többnyire víz alatti vagy nedves felületeken nőnek, de néhányan a sivatagokban is túlélnek. Olyan környezetben telepednek meg, amelynek hőmérséklete -40 °C-tól +120 °C-ig terjed. Néhányan az állatok endoszimbiontái.
Bár általában csak néhány centiméter vastagságúak, a mikrobiális szőnyegek a belső kémiai környezet széles skáláját hozzák létre. Olyan mikroorganizmusok rétegeiből állnak, amelyek a szintjükön lévő vegyi anyagokkal táplálkoznak vagy azokat tolerálják. Nedves körülmények között a szőnyegeket a mikroorganizmusok által kiválasztott nyálkás anyagok (poliszacharidok) tartják össze. 118; 1671-7 A mikroorganizmusok egy része fonalakból álló kusza hálót képez, amely a szőnyeget szívósabbá teszi. A legismertebb fizikai formák a sztromatolitoknak nevezett lapos szőnyegek és csonka oszlopok, de léteznek gömb alakú formák is.
A mikrobiális szőnyegek a legkorábbi életforma a Földön, amelyről jó fosszilis bizonyítékok állnak rendelkezésre, 3500 millió évvel ezelőttről, és hosszú ideig a bolygó ökoszisztémáinak legfontosabb tagjai voltak.
Eredetileg talán a hidrotermikusforrásokból nyertek energiát és kémiai "táplálékot". A fotoszintézis fejlődése fokozatosan kiszabadította őket a "hidrotermális gettóból", mivel egy szélesebb körben elérhető energiaforrást, a napfényt biztosította számukra, bár kezdetben a fotoszintetizáló szőnyegek még mindig a hidrotermális nyílások által kibocsátott vegyi anyagok diffúziójától függtek. E felszabadulás utolsó és legjelentősebb szakasza az oxigéntermelő fotoszintézis kialakulása volt, mivel ennek fő kémiai alapanyagai a szén-dioxid és a víz.
Ennek eredményeként a mikrobiális szőnyegek elkezdték létrehozni a ma ismert légkört, amelyben a szabad oxigén létfontosságú összetevő. Körülbelül ugyanebben az időben születhetett meg az összetettebb eukarióta sejttípus, amelyből minden többsejtű szervezet áll. A kambriumi szubsztrátforradalomig, amikor a sekély tengerekben élő állatok megnövelték ásási képességeiket, és így felbontották a szőnyegek felszínét, és oxigéndús vizet engedtek a mélyebb rétegekbe, megmérgezve az ott élő, oxigént nem tűrő mikroorganizmusokat, a sekély tengerfenéken bőségesen voltak mikrobiális szőnyegek. Bár ez a forradalom kiszorította a szőnyegeket a sekély tengerek puha fenekéről, még mindig számos olyan környezetben virágoznak, ahol a beásás korlátozott vagy lehetetlen, beleértve a sziklás tengerfenékeket és partokat, a hipersós és a brakkos lagúnákat, és megtalálhatók a mély óceánok fenekén is.
Mivel a mikrobiális szőnyegek szinte bármit képesek tápanyagként felhasználni, jelentős érdeklődés mutatkozik a szőnyegek ipari felhasználása iránt, különösen a vízkezelés és a szennyezés tisztítása terén.
Ez a ráncos "elefántbőr" textúra egy nem sztromatolit mikrobiális szőnyeg nyomkövülete. A képen a svédországi Burgsvik-medencében található az a hely, ahol a textúrát először azonosították mikrobiális szőnyeg bizonyítékaként.
A cianobaktérium-alga szőnyeg, sós tó a Fehér-tenger partján
A sztromatolitokat egyes mikrobiális szőnyegek alkotják, mivel a mikrobák lassan felfelé mozognak, hogy elkerüljék, hogy az üledék megfojtsa őket.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a mikrobiális szőnyeg?
V: A mikrobiális szőnyeg mikroorganizmusok, főként baktériumok és archaea többrétegű rétege. A legkülönbözőbb környezetekben fordulnak elő, a víz alatti vagy nedves felszíntől a sivatagokig.
K: Ki írta le először a mikrobiális szőnyegeket?
V: Paracelsus (~1519) írta le először a mikrobiális szőnyegeket.
K: Hogyan alakulnak ki a mikrobiális szőnyegek?
V: A mikrobiális szőnyegek akkor alakulnak ki, amikor a mikroorganizmusok rétegei megeszik vagy elviselik a rétegükben lévő vegyi anyagokat, és a mikroorganizmusok által kiválasztott nyálkás anyagok (poliszacharidok) tartják őket össze. Egyes esetekben a mikroorganizmusok fonalak kusza hálózatát alkotják, amelyek a féreg szívósabbá teszik.
K: Milyen fizikai formákat ölthetnek a mikrobiális férgek?
V: A mikrobiális szőnyegek lehetnek lapos szőnyegek, stromatolitnak nevezett csonka oszlopok és gömb alakúak.
K: Mikor jelentek meg először a mikrobiális szőnyegek a Földön?
V: Számos fosszilis bizonyíték van arra, hogy 3500 millió évvel ezelőtt is léteztek mikrobiális szőnyegek.
K: Hol találhatók ma?
V: Ma már számos olyan környezetben találhatók mikrobiális szőnyegek, ahol a feltárás korlátozott vagy lehetetlen, például sziklás tengerfenéken és strandokon, hiperszalin és sós lagúnákban, valamint az óceánok mélyén.
K: Milyen ipari felhasználási módjuk van?
V: Mivel képesek szinte bármit tápanyagként felhasználni, ipari célokra, például víztisztításra és szennyezéscsökkentésre való felhasználásuk nagy érdeklődésre tart számot.
