A jelenleg létező élőlények között vannak olyanok, amelyeknek a vadvilághoz való tartozását illetően állandó viták dúlnak. Így van ez a cianobaktériumoknak nevezett lényekkel is. Bár még megfelelő nevük sincs. Túl sok szinonima:
- kék-zöld alga;
- cianobionts;
- fikokróm pellet;
- cianidok;
- nyálkás algák és mások.
Kiderült tehát, hogy a cianobaktérium egy teljesen kicsi, de ugyanakkor olyan összetett és ellentmondásos organizmus, amely alapos tanulmányozást és szerkezetének átgondolását igényli a pontos taxonómiai hovatartozás meghatározásához.
A létezés és a felfedezés története
A fosszilis maradványokból ítélve a kék-zöld algák létezésének története messzire, több (3,5) milliárd évvel ezelőttre nyúlik vissza. Az ilyen következtetések lehetővé tették olyan őslénykutatók tanulmányait, akik a távoli idők kőzeteit (metszeteit) elemezték.
A minták felületén voltakcianobaktériumokat találtak, amelyek szerkezete nem tért el a modern formákétól. Ez azt jelzi, hogy ezek a lények nagymértékben alkalmazkodnak a különféle élőhelyi körülményekhez, rendkívüli kitartásukhoz és túlélésükhöz. Nyilvánvaló, hogy évmilliók során számos változás történt a bolygó hőmérsékletében és gázösszetételében. Azonban semmi sem befolyásolta a cián életképességét.
A modern időkben a cianobaktériumok egysejtű szervezet, amelyet a baktériumsejtek más formáival egyidejűleg fedeztek fel. Vagyis Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur és más kutatók a XVIII-XIX. században.
Alaposabban tanulmányozták őket később, az elektronmikroszkópia fejlődésével és a kutatási módszerek és módszerek korszerűsítésével. A cianobaktériumok jellemzőit azonosították. A sejt szerkezete számos új struktúrát tartalmaz, amelyek más lényekben nem találhatók meg.
Osztályozás
A taxonómiai hovatartozásuk meghatározásának kérdése nyitva marad. Egyelőre csak egy dolgot tudunk: a cianobaktériumok prokarióták. Ezt megerősítik olyan funkciók, mint például:
- mag, mitokondriumok, kloroplasztiszok hiánya;
- murein jelenléte a sejtfalban;
- S-riboszóma molekulák a sejtben.
Mindazonáltal a cianobaktériumok prokarióták, körülbelül 1500 ezer fajtájuk van. Mindegyiket osztályozták és 5 nagy morfológiai csoportba egyesítették.
- Croococcus. Kellően nagy csoport, egyesítve egyetlen illgyarmati formák. Az élőlények nagy koncentrációját az egyes egyedek sejtfala által kiválasztott közös nyálka tartja össze. Formáját tekintve ebbe a csoportba tartoznak a rúd alakú és gömb alakú szerkezetek.
- Pleurocapsal. A korábbi formákhoz nagyon hasonló sajátosság azonban megjelenik a beociták képződése formájában (erről a jelenségről később). Az itt szereplő cianobaktériumok három fő osztályba tartoznak: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
- Oxillatóriumok. Ennek a csoportnak a fő jellemzője, hogy az összes sejtet egy közös nyálkahártya-struktúrában egyesítik, amelyeket trichomáknak neveznek. Az osztódás anélkül történik, hogy túllépnénk ezen a szálon, belül. Az oszcillátorok kizárólag vegetatív sejteket foglalnak magukban, amelyek aszexuálisan felére osztódnak.
- Nostock. Érdekes a kriofilitásuk miatt. Képes nyílt jeges sivatagokban élni, színes rajtaütéseket kialakítva. A „virágzó jégsivatagok” úgynevezett jelensége. Ezen organizmusok formái is fonalasak trichomák formájában, azonban szexuális szaporodásuk speciális sejtek - heterociszták - segítségével történik. A következő képviselők tudhatók ide: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Stigonem. Nagyon hasonló az előző csoporthoz. A fő különbség a szaporodási módban az, hogy képesek többszörösen osztódni ugyanazon a sejten belül. Ennek az egyesületnek a legnépszerűbb képviselője a Fisherells.
Így a cianidot a morfológiai kritériumok szerint osztályozzák, mivel a többiben sok kérdés és zavar van. Botanikusok és mikrobiológusok közös nevezőre ina cianobaktériumok szisztematikája még nem jöhet.
Habitats
Speciális adaptációk (heterociszták, beociták, szokatlan tilakoidok, gázüregek, molekuláris nitrogénmegkötő képesség és mások) jelenléte miatt ezek az élőlények mindenhol megtelepedtek. Még a legszélsőségesebb körülmények között is képesek túlélni, amelyek között egyetlen élő szervezet sem létezhet. Például meleg termofil források, anaerob körülmények hidrogén-szulfid atmoszférával, savas környezet 4-nél kisebb pH-val.
A cianobaktérium egy olyan organizmus, amely csendesen túlél a tengeri homokon és a sziklás párkányokon, jégtömbökön és forró sivatagokon. Felismerheti és meghatározhatja a cianidok jelenlétét a jellegzetes színű plakk alapján, amelyet telepeik alkotnak. A szín a kék-feketétől a rózsaszínig és liláig változhat.
Kékzöldnek nevezik őket, mert gyakran kék-zöld nyálkás filmet képeznek a közönséges édes vagy sós víz felszínén. Ezt a jelenséget "vízvirágzásnak" nevezik. Szinte minden tavon látható, amely elkezd túlnőni és elmocsarasodik.
A cellaszerkezet jellemzői
A cianobaktériumok a prokarióta szervezeteknél szokásos szerkezettel rendelkeznek, de van néhány jellemző.
A cellaszerkezet általános terve a következő:
- poliszacharidokból és mureinból készült sejtfal;
- plazmamembrán bilipid szerkezete;
- citoplazma szabadon elosztott genetikai anyaggal molekula formájábanDNS;
- tillacoidok, amelyek a fotoszintézis funkcióját látják el és pigmenteket (klorofillokat, xantofilokat, karotinoidokat) tartalmaznak.
A cella speciális részeit tovább tárgyaljuk.
Speciális szerkezetek típusai
Először is, ezek heterociszták. Ezek a struktúrák nem részek, hanem maguk a sejtek a trichoma részeként (egy közös gyarmati szál, amelyet a nyálka egyesít). Mikroszkóppal nézve összetételükben különböznek, mivel fő funkciójuk egy olyan enzim előállítása, amely lehetővé teszi a molekuláris nitrogén megkötését a levegőből. Ezért a heterocisztákban gyakorlatilag nincsenek pigmentek, viszont sok a nitrogén.
Másodszor, ezek hormogóniák – a trichomákból kiszakadt területek. Tenyésztési helyként szolgál.
A beociták egyfajta leánysejtek, tömegesen egy anyai sejtektől származnak. Néha számuk eléri az ezret egy felosztási időszakban. A dermocaps és más Pleurocapsodiaceae képesek ilyen tulajdonságra.
Az akinetek speciális sejtek, amelyek nyugalomban vannak, és a trichomákban találhatók. Különbözik egy masszívabb, poliszacharidokban gazdag sejtfalban. Szerepük hasonló a heterocisztákéhoz.
Gázvakuolák – minden cianobaktériumban van ilyen. A sejt szerkezete kezdetben jelenlétükre utal. Feladatuk, hogy részt vegyenek a vízi virágzás folyamataiban. Az ilyen struktúrák másik neve karboxiszómák.
Sejtzárványok. Természetesen léteznek növényi, állati és baktériumsejtekben. A kék-zöld algákban azonban ezek a zárványok némileg eltérőek. Ezek a következők:
- glikogén;
- polifoszfát granulátum;
- cianoficin egy speciális anyag, amely aszpartátból, argininből áll. A nitrogén felhalmozódására szolgál, mivel ezek a zárványok heterocisztákban vannak.
Ez az, amivel a cianobaktérium rendelkezik. A fő részek és a speciális sejtek és organellumok azok, amelyek lehetővé teszik a cianidok számára a fotoszintézist, ugyanakkor a baktériumokhoz tartoznak.
Reprodukció
Ez a folyamat nem különösebben nehéz, mivel ugyanaz, mint a közönséges baktériumoké. A cianobaktériumok vegetatívan osztódhatnak, a trichoma részei, egy normál sejt ketté, vagy szexuális folyamatot hajthatnak végre.
Gyakran heterociszták, akineták, beociták speciális sejtjei vesznek részt ezekben a folyamatokban.
Szállítási módok
A cianobaktérium sejtet kívülről sejtfal borítja, és néha egy speciális poliszacharid réteg is, amely nyákkapszulát képezhet körülötte. Ennek a tulajdonságnak köszönhető a cián mozgása.
Nincsenek zászlók vagy különleges kinövések. Mozgást csak kemény felületen, nyálkahártya segítségével, rövid összehúzódásokkal lehet végezni. Egyes oszcillátoroknak nagyon szokatlan mozgási módja van - forognak a tengelyük körül, és egyidejűleg az egész trichomát elforgatják. Így mozog a felület.
Nitrogénmegkötő képesség
Ez a funkció szinte minden cianobaktériumban megtalálható. Ez a nitrogenáz enzim jelenléte miatt lehetséges, amely képes megkötni a molekuláris nitrogént ill.emészthető formájú vegyületekké alakítja át. Ez a heterociszták szerkezetében történik. Ezért azok a fajok, amelyek nem rendelkeznek ilyenekkel, nem tudják megkötni a nitrogént a levegőből.
Általában ez a folyamat a cianobaktériumokat nagyon fontos élőlényekké teszi a növények életében. A talajban megtelepedve a ciánok segítik a flóra képviselőit a megkötött nitrogén asszimilációjában és normális életvitelében.
Anaerob fajok
A kék-zöld algák egyes formái (például az Oscillatoria) képesek teljesen anaerob körülmények között és hidrogén-szulfidos atmoszférában élni. Ebben az esetben a vegyület a szervezetben feldolgozódik, és ennek eredményeként molekuláris kén képződik, amely a környezetbe kerül.
