GREAT AT SMALL THINGS

EXPO 40 jaar BCCM: Zuurstofproducenten

Cyanobacteriën en diatomeeën zijn verantwoordelijk voor ongeveer de helft van de zuurstof die we dagelijks inademen. Ze waren ook de eerste organismen in de geschiedenis die begonnen met het produceren van zuurstof, lang voordat de eerste planten zich ontwikkelden. Daarmee legden ze de basis voor de atmosfeer van de aarde, waardoor andere organismen zich konden ontwikkelen tot de rijke fauna en flora die we nu kennen.

Leer meer over hoe cyanobacteriën (en diatomeeën) voor leven op aarde hebben gezorgd.

Cyanobacteriën Diatomeeën

 

 

Cyanobacteriën

Chloroplasts

De evolutie van chloroplasten, de gespecialiseerde organellen die verantwoordelijk zijn voor de fotosynthese in planten en microalgen, is nauw verbonden met cyanobacteriën. Volgens de 'endosymbiotische theorie' stammen chloroplasten af ​​van oude cyanobacteriën (die de eerste fotosynthetische organismen waren), die in een symbiotische relatie werden verzwolgen door vroege eukaryote cellen.

In de loop van de tijd raakten deze cyanobacteriën geïntegreerd in gastheercellen, waardoor ze de mogelijkheid kregen om onafhankelijk fotosynthese uit te voeren, wat de weg vrijmaakte voor de evolutie van planten en algen. Deze mutualistische relatie was ongelooflijk voordelig en leidde tot de ontwikkeling van meercellige organismen met de capaciteit voor complexere levenscycli en diverse ecologische niches.

An Early-Branching Freshwater Cyanobacterium at the Origin of Plastids. Ponce-Toledo et al., Current Biology (2017)

The Puzzle of Plastid Evolution, Archibald, Current Biology (2009)

 

 

Diatomeeën

Achnanthes cf. subsessilis (DCG 0322)

Diatomeeën behoren tot de meest succesvolle fotosynthetische organismen op aarde en zijn verantwoordelijk voor ongeveer 40% van de jaarlijkse primaire productiviteit in de wereld. Deze opmerkelijke efficiëntie is te danken aan de glazen celwand van de diatomee, ook wel frustule genoemd. De frustule bestaat uit vele lagen die in elke laag zijn bekleed met poriën van verschillende grootte. Samen werken deze samen als een biologische fotonische structuur: een structuur met het vermogen om de brekingsindex te veranderen om het licht te manipuleren. In het geval van diatomeeën kan zelfs een kleine hoeveelheid licht gelijkmatig door de hele cel worden overgebracht. Als zodanig kan al het invallende licht door de geleiding door de frustule naar alle bladgroenkorrels worden overgebracht. Dit leidt tot een efficiëntere fotosynthese vergeleken met andere groene algen.

Structure-based optics of centric diatom frustules: modulation of the in vivo light field for efficient diatom photosynthesis. Goessling et al., New Phytologist (2018).