Blandt de organismer, der eksisterer nu, er der dem, om hvis tilhørsforhold til et hvilket som helst dyrelivsrige, der konstant er uenigheder. Sådan er det også med væsner kaldet cyanobakterier. Selvom de ikke engang har et rigtigt navn. For mange synonymer:
- blågrønalger;
- cyanobionts;
- phycochrome pellets;
- cyanider;
- slimalger og andre.
Så det viser sig, at en cyanobakterie er en helt lille, men samtidig en så kompleks og kontroversiel organisme, der kræver omhyggelig undersøgelse og overvejelse af dens struktur for at bestemme den nøjagtige taksonomiske tilknytning.
Eksistens- og opdagelseshistorie
At dømme efter de fossile rester går historien om eksistensen af blågrønalger langt tilbage i fortiden, for flere (3,5) milliarder år siden. Sådanne konklusioner gjorde det muligt at lave undersøgelser foretaget af palæontologer, som analyserede klipperne (deres sektioner) fra disse fjerne tider.
På overfladen af prøverne varcyanobakterier blev fundet, hvis struktur ikke adskilte sig fra moderne former. Dette indikerer en høj grad af tilpasningsevne af disse væsner til forskellige habitatforhold, til deres ekstreme udholdenhed og overlevelse. Det er indlysende, at der gennem millioner af år har været mange ændringer i planetens temperatur og gassammensætning. Intet påvirkede dog cyanens levedygtighed.
I moderne tid er cyanobakterier en encellet organisme, der blev opdaget samtidig med andre former for bakterieceller. Det vil sige Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur og andre forskere i XVIII-XIX århundreder.
De blev senere undersøgt mere grundigt med udviklingen af elektronmikroskopi og moderniserede metoder og forskningsmetoder. Funktioner, som cyanobakterier besidder, er blevet identificeret. Cellens struktur omfatter en række nye strukturer, der ikke findes i andre væsner.
Klassificering
Spørgsmålet om at bestemme deres taksonomiske tilhørsforhold er stadig åbent. Indtil videre er kun én ting kendt: cyanobakterier er prokaryoter. Dette bekræftes af funktioner som:
- mangel på kerne, mitokondrier, kloroplaster;
- tilstedeværelse af murein i cellevæggen;
- S-ribosommolekyler i cellen.
Ikke desto mindre er cyanobakterier prokaryoter med omkring 1500 tusinde varianter. Alle blev klassificeret og kombineret i 5 store morfologiske grupperinger.
- Krookok. En tilstrækkelig stor gruppe, der forener enkelt ellerkoloniale former. Høje koncentrationer af organismer holdes sammen af det fælles slim, der udskilles af hvert individs cellevæg. Med hensyn til form omfatter denne gruppe stavformede og sfæriske strukturer.
- Pleurocapsal. Meget lig de tidligere former, dog vises et træk i form af dannelsen af beocytter (mere om dette fænomen senere). De cyanobakterier, der er inkluderet her, tilhører tre hovedklasser: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
- Oxillatorier. Hovedtræk ved denne gruppe er, at alle celler er kombineret til en fælles slimstruktur kaldet trichomer. Opdelingen sker uden at gå ud over denne tråd, indeni. Oscillatorier omfatter udelukkende vegetative celler, der deler sig ukønnet i to.
- Nostock. Interessant for deres kryofilicitet. I stand til at leve i åbne iskolde ørkener og danne farvede angreb på dem. Det såkaldte fænomen "blomstrende isørkener". Formerne af disse organismer er også filamentøse i form af trichomer, dog seksuel reproduktion, ved hjælp af specialiserede celler - heterocyster. Følgende repræsentanter kan tilskrives her: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Stigonem. Meget lig den forrige gruppe. Den største forskel i reproduktionsmetoden er, at de er i stand til at dele sig flere gange inden for den samme celle. Den mest populære repræsentant for denne sammenslutning er Fisherells.
Cyanid klassificeres således efter det morfologiske kriterium, da der for resten er mange spørgsmål og forvirring. Botanikere og mikrobiologer til en fællesnævner isystematik af cyanobakterier kan endnu ikke komme.
Habitats
På grund af tilstedeværelsen af specielle tilpasninger (heterocyster, beocytter, usædvanlige thylakoider, gasvakuoler, evnen til at fiksere molekylært nitrogen og andre), slog disse organismer sig over alt. De er i stand til at overleve selv under de mest ekstreme forhold, hvor ingen levende organisme overhovedet kan eksistere. For eksempel varme termofile kilder, anaerobe forhold med hydrogensulfidatmosfære, surt miljø med pH mindre end 4.
Cyanobakterier er en organisme, der stille og roligt overlever på havsand og klippeafsatser, isblokke og varme ørkener. Du kan genkende og bestemme tilstedeværelsen af cyanider ved den karakteristiske farvede plak, som deres kolonier danner. Farven kan variere fra blå-sort til pink og lilla.
De kaldes blågrønne, fordi de ofte danner en blågrøn slimhinde på overfladen af almindeligt fersk- eller s altvand. Dette fænomen kaldes "vandblomstring". Den kan ses på næsten enhver sø, der begynder at gro og sumpe.
Funktioner i cellestruktur
Cyanobakterier har den sædvanlige struktur for prokaryote organismer, men der er nogle funktioner.
Den generelle plan for cellestrukturen er som følger:
- cellevæg lavet af polysaccharider og murein;
- plasmamembran bilipidstruktur;
- cytoplasma med frit fordelt genetisk materiale i form af et molekyleDNA;
- tillacoids, der udfører funktionen af fotosyntese og indeholder pigmenter (klorofyler, xantofyler, carotenoider).
Særlige dele af cellen vil blive diskuteret yderligere.
Typer af specialiserede strukturer
Først og fremmest er disse heterocyster. Disse strukturer er ikke dele, men selve cellerne som en del af en trikom (en fælles kolonitråd forenet af slim). De adskiller sig, når de ses gennem et mikroskop i deres sammensætning, da deres hovedfunktion er produktionen af et enzym, der tillader fiksering af molekylært nitrogen fra luften. Derfor er der praktisk t alt ingen pigmenter i heterocyster, men der er meget nitrogen.
For det andet er disse hormogonier - områder revet ud af trikomerne. Tjen som yngleplads.
Beocytter er en slags datterceller, i massevis udstyret fra én moderceller. Nogle gange når deres antal tusinde i en divisionsperiode. Dermocaps og andre Pleurocapsodiaceae er i stand til en sådan egenskab.
Akinets er specielle celler, der er i hvile og er inkluderet i trikomerne. Adskiller sig i en mere massiv, polysaccharid-rig cellevæg. Deres rolle ligner heterocyster.
Gasvakuoler - alle cyanobakterier har dem. Cellens struktur indebærer oprindeligt deres tilstedeværelse. Deres rolle er at tage del i vandets blomstringsprocesser. Et andet navn for sådanne strukturer er carboxysomer.
Celleindeslutninger. De findes bestemt i plante-, dyre- og bakterieceller. Hos blågrønalger er disse indeslutninger dog noget anderledes. Disse omfatter:
- glykogen;
- polyphosphatgranulat;
- cyanophycin er et særligt stof, der består af aspartat, arginin. Tjener til akkumulering af nitrogen, da disse indeslutninger er i heterocyster.
Dette er, hvad cyanobakterien har. Hoveddelene og specialiserede celler og organeller er det, der tillader cyanider at udføre fotosyntese, men som samtidig tilhører bakterier.
Reproduktion
Denne proces er ikke særlig vanskelig, da den er den samme som for almindelige bakterier. Cyanobakterier kan dele sig vegetativt, dele af trichomer, en normal celle i to eller udføre en seksuel proces.
Ofte er specialiserede celler af heterocyster, akineter, beocytter involveret i disse processer.
Transportmetoder
Cyanobakteriecellen er udvendigt dækket af en cellevæg, og nogle gange også med et lag af et særligt polysaccharid, der kan danne en slimkapsel omkring den. Det er takket være denne funktion, at bevægelsen af cyan udføres.
Der er ingen flageller eller specielle udvækster. Bevægelse kan kun udføres på en hård overflade ved hjælp af slim, i korte sammentrækninger. Nogle Oscillatorier har en meget usædvanlig måde at bevæge sig på - de snurrer rundt om deres akse og får samtidig hele trichomen til at rotere. Sådan bevæger overfladen sig.
Nitrogenfikseringskapacitet
Denne funktion har næsten alle cyanobakterier. Dette er muligt på grund af tilstedeværelsen af enzymet nitrogenase, som er i stand til at fiksere molekylært nitrogen ogomdanne det til en fordøjelig form af forbindelser. Dette sker i strukturerne af heterocyster. Derfor kan de arter, der ikke har dem, ikke fikse nitrogen fra luften.
Generelt gør denne proces cyanobakterier til meget vigtige væsner for plantelivet. Cyaner, der sætter sig i jorden, hjælper floraens repræsentanter med at optage bundet nitrogen og føre et norm alt liv.
Anaerobe arter
Nogle former for blågrønalger (for eksempel Oscillatoria) er i stand til at leve under fuldstændig anaerobe forhold og en atmosfære af svovlbrinte. I dette tilfælde behandles forbindelsen inde i kroppen, og som følge heraf dannes molekylært svovl, som frigives til miljøet.
