Bland de organismer som finns nu, det finns de om vilkas tillhörighet till vilket rike av vilda djur som helst det finns ständiga dispyter. Så är det med varelser som kallas cyanobakterier. Fast de har inte ens ett riktig namn. För många synonymer:
- blågröna alger;
- cyanobionts;
- phycochrome pellets;
- cyanider;
- slemalger och andra.
Så det visar sig att en cyanobakterie är en helt liten, men samtidigt en så komplex och kontroversiell organism som kräver noggranna studier och övervägande av dess struktur för att fastställa den exakta taxonomiska tillhörigheten.
Historia om existens och upptäckt
Att döma av fossila rester går historien om förekomsten av blågröna alger långt tillbaka i det förflutna, för flera (3,5) miljarder år sedan. Sådana slutsatser gjorde det möjligt att göra studier av paleontologer som analyserade klipporna (deras sektioner) från dessa avlägsna tider.
På ytan av proverna varcyanobakterier hittades, vars struktur inte skiljde sig från moderna former. Detta indikerar en hög grad av anpassningsförmåga hos dessa varelser till olika livsmiljöförhållanden, till deras extrema uthållighet och överlevnad. Det är uppenbart att det under miljontals år har skett många förändringar i planetens temperatur och gassammansättning. Ingenting påverkade dock cyanens livskraft.
I modern tid är cyanobakterier en encellig organism som upptäcktes samtidigt med andra former av bakterieceller. Det vill säga Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur och andra forskare under XVIII-XIX århundradena.
De studerades mer ingående senare, med utvecklingen av elektronmikroskopi och moderniserade metoder och metoder för forskning. Funktioner som cyanobakterier har har identifierats. Cellens struktur inkluderar ett antal nya strukturer som inte finns i andra varelser.
Klassificering
Frågan om att fastställa deras taxonomiska tillhörighet är fortfarande öppen. Än så länge är bara en sak känd: cyanobakterier är prokaryoter. Detta bekräftas av funktioner som:
- brist på kärna, mitokondrier, kloroplaster;
- närvaro av murein i cellväggen;
- S-ribosommolekyler i cellen.
Ändå är cyanobakterier prokaryoter med cirka 1500 tusen sorter. Alla klassificerades och kombinerades till 5 stora morfologiska grupperingar.
- Krookocker. En tillräckligt stor grupp, som förenar singel ellerkoloniala former. Höga koncentrationer av organismer hålls samman av det gemensamma slemmet som utsöndras av varje individs cellvägg. När det gäller form inkluderar denna grupp stavformade och sfäriska strukturer.
- Pleurocapsal. Mycket lik de tidigare formerna, dock uppträder ett särdrag i form av bildandet av beocyter (mer om detta fenomen senare). Cyanobakterierna som ingår här tillhör tre huvudklasser: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
- Oxillatorier. Huvuddraget i denna grupp är att alla celler kombineras till en gemensam slemstruktur som kallas trikomer. Uppdelningen sker utan att gå bortom denna tråd, inuti. Oscillatorier inkluderar uteslutande vegetativa celler som delar sig asexuellt på mitten.
- Nostock. Intressant för deras kryofilicitet. Kan leva i öppna isiga öknar och bilda färgade räder på dem. Det så kallade fenomenet "blommande isöknar". Formerna av dessa organismer är också filamentösa i form av trikomer, dock sexuell reproduktion, med hjälp av specialiserade celler - heterocyster. Följande representanter kan tillskrivas här: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Stigonem. Mycket lik förra gruppen. Den största skillnaden i reproduktionsmetoden är att de kan dela sig flera gånger inom samma cell. Den mest populära representanten för denna förening är Fisherells.
Därmed klassificeras cyanid enligt det morfologiska kriteriet, eftersom det för resten finns många frågor och förvirring. Botaniker och mikrobiologer till en gemensam nämnare isystematik av cyanobakterier kan ännu inte komma.
Habitats
På grund av närvaron av speciella anpassningar (heterocyster, beocyter, ovanliga tylakoider, gasvakuoler, förmågan att fixera molekylärt kväve och andra), bosatte sig dessa organismer överallt. De kan överleva även under de mest extrema förhållanden där ingen levande organism kan existera alls. Till exempel varma termofila källor, anaeroba förhållanden med vätesulfidatmosfär, sur miljö med pH mindre än 4.
Cyanobakterier är en organism som tyst överlever på havssand och klippavsatser, isblock och heta öknar. Du kan känna igen och bestämma närvaron av cyanider genom den karakteristiska färgade plack som deras kolonier bildar. Färgen kan variera från blåsvart till rosa och lila.
De kallas blågröna eftersom de ofta bildar en blågrön slemmig hinna på ytan av vanligt söt- eller s altvatten. Detta fenomen kallas "vattenblomning". Den kan ses på nästan vilken sjö som helst som börjar växa igen och träsk.
Funktioner i cellstruktur
Cyanobakterier har den vanliga strukturen för prokaryota organismer, men det finns vissa egenskaper.
Den allmänna planen för cellstrukturen är som följer:
- cellvägg gjord av polysackarider och murein;
- plasmamembranbilipidstruktur;
- cytoplasma med fritt fördelat genetiskt material i form av en molekylDNA;
- tillacoider som utför funktionen av fotosyntes och innehåller pigment (klorofyller, xantofyller, karotenoider).
Specialdelar av cellen kommer att diskuteras vidare.
Typer av specialiserade strukturer
För det första är det här heterocyster. Dessa strukturer är inte delar, utan själva cellerna som en del av en trikom (en gemensam kolonial tråd förenad av slem). De skiljer sig när de ses genom ett mikroskop i deras sammansättning, eftersom deras huvudsakliga funktion är produktionen av ett enzym som tillåter fixering av molekylärt kväve från luften. Därför finns det praktiskt taget inga pigment i heterocyster, men det finns mycket kväve.
För det andra är det här hormogonier - områden som slits ut ur trikomerna. Fungerar som grogrund.
Beocyter är en sorts dotterceller, i stor utsträckning begåvade från en moderns. Ibland når deras antal tusen i en divisionsperiod. Dermocaps och andra Pleurocapsodiaceae kan ha en sådan egenskap.
Akinets är speciella celler som är i vila och ingår i trikomerna. Skiljer sig i en mer massiv, polysackaridrik cellvägg. Deras roll liknar heterocyster.
Gasvakuoler - alla cyanobakterier har dem. Cellens struktur innebär initi alt deras närvaro. Deras roll är att delta i processerna för vattenblomning. Ett annat namn för sådana strukturer är karboxisomer.
Cellinneslutningar. De finns säkert i växt-, djur- och bakterieceller. Men i blågröna alger är dessa inneslutningar något annorlunda. Dessa inkluderar:
- glykogen;
- polyfosfatgranulat;
- cyanofycin är ett speciellt ämne som består av aspartat, arginin. Fungerar för ackumulering av kväve, eftersom dessa inneslutningar finns i heterocyster.
Det här är vad cyanobakterien har. Huvuddelarna och specialiserade celler och organeller är det som gör att cyanider kan utföra fotosyntes, men som samtidigt tillhör bakterier.
Reproduktion
Den här processen är inte särskilt svår, eftersom den är densamma som för vanliga bakterier. Cyanobakterier kan dela sig vegetativt, delar av trikomer, en normal cell i två delar eller utföra en sexuell process.
Ofta är specialiserade celler av heterocyster, akineter, beocyter involverade i dessa processer.
Transportmetoder
Cyanobakteriecellen är täckt på utsidan med en cellvägg, och ibland även med ett lager av en speciell polysackarid som kan bilda en slemkapsel runt den. Det är tack vare denna funktion som rörelsen av cyan utförs.
Det finns inga flageller eller speciella utväxter. Rörelse kan endast utföras på en hård yta med hjälp av slem, i korta sammandragningar. Vissa oscillatorier har ett mycket ovanligt sätt att röra sig - de snurrar runt sin axel och får samtidigt hela trichomen att rotera. Så här rör sig ytan.
Kvävefixeringskapacitet
Denna funktion har nästan alla cyanobakterier. Detta är möjligt på grund av närvaron av enzymet nitrogenas, som kan fixera molekylärt kväve ochomvandla det till en smältbar form av föreningar. Detta händer i strukturerna hos heterocyster. Därför kan de arter som inte har dem inte fixera kväve från luften.
I allmänhet gör denna process cyanobakterier till mycket viktiga varelser för växtlivet. Cyaner sätter sig i jorden och hjälper florans representanter att tillgodogöra sig bundet kväve och leva ett norm alt liv.
Anaeroba arter
Vissa former av blågröna alger (till exempel Oscillatoria) kan leva under helt anaeroba förhållanden och en atmosfär av svavelväte. I det här fallet bearbetas föreningen inuti kroppen och som ett resultat bildas molekylärt svavel, som släpps ut i miljön.
