Richelia es un género de cianobacterias heterocísticas filamentosas fijadoras de nitrógeno . Contiene la única especie Richelia intracellularis . Existen tanto como organismos de vida libre como simbiontes dentro de potencialmente hasta 13 diatomeas distribuidas por todo el océano global. Como simbionte , Richelia puede asociarse epifíticamente y como endosimbiontes dentro del espacio periplásmico entre la membrana celular y la pared celular de las diatomeas .
Las richelia están formadas por filamentos llamados tricomas , que son estructuras finas parecidas a pelos que crecen a partir de una miríada de especies de plantas, aunque su presencia como organismos de vida libre en el medio marino es rara. [1] [2] La cantidad de tricomas que tiene Richelia en cada diatomea huésped varía. [3] Los tricomas sirven para la fijación de nitrógeno y para el intercambio de nutrientes con las diatomeas hospedadoras . [2] La ubicación de Richelia dentro de sus diversos simbiontes de diatomeas no se conoce por completo, aunque comúnmente se supone que está dentro del espacio periplásmico de la diatomea entre el plasmalema y la frústula . [4] [5] Los tricomas de Richelia se componen de dos tipos de células: heterocistos y vegetativas. El heterocisto es una única célula terminal dentro de la cual se produce la fijación de nitrógeno , mientras que el resto del tricoma está formado por células vegetativas dentro de las cuales se produce la fotosíntesis . [2] Algunas Richelia están formadas por muchas células vegetativas y un heterocisto terminal. , mientras que otros solo contienen un heteroquiste terminal . [3] El heterocisto se caracteriza por una capa gruesa de glicolípidos que minimiza la capacidad del oxígeno para interferir con la fijación de nitrógeno . [2] Esto es importante para la función de Richelia , ya que el oxígeno puede unirse a la nitrogenasa e inhibir la capacidad de fijación de nitrógeno de las cianobacterias . [2] El heterocisto no se divide , mientras que las células vegetativas sí lo hacen. [2] Richelia también permanece fotosintéticamente activa mientras está dentro de sus diatomeas anfitrionas . , un comportamiento que es algo poco común para simbiontes similares . [2]
La fijación de nitrógeno es un proceso biológico importante en los ecosistemas marinos . En muchas regiones de los océanos del mundo, la disponibilidad de nitrógeno inorgánico como el nitrato y el amonio limita la tasa de fotosíntesis ( productividad primaria ). Por lo tanto, los organismos que forman relaciones simbióticas con otros organismos, a menudo cianobacterias , para fijar nitrógeno pueden tener una ventaja. En muchas cianobacterias, la fijación de nitrógeno se lleva a cabo en células especializadas llamadas heterocistos . Las cianobacterias del género Richelia son un ejemplo de cianobacteriasson capaces de fijar nitrógeno gaseoso en formas orgánicas de nitrógeno. [6] El nitrógeno orgánico se puede transferir de las cianobacterias a las diatomeas con las que tienen una relación simbiótica . [6] La evidencia de esta transferencia de nitrógeno se ha observado varias veces, y esta relación tiene beneficios tanto para las células de Richelia , que existen dentro de la diatomea , como para la diatomea misma. Por ejemplo, aumenta el crecimiento de cianobacterias dentro de la diatomea , liberando dióxido de carbono a través de la respiración que puede ser utilizado por la diatomea en la fotosíntesis . La diatomease beneficia de un mayor crecimiento como resultado del nitrógeno fijado por las cianobacterias . [1] La presencia de esta simbiosis puede permitir que las diatomeas persistan en condiciones de limitación de nitrógeno. [1]