Το κυανοβακτήριο είναι ... Κυανοβακτήρια: δομή, γενικές πληροφορίες

Μεταξύ των υπαρχόντων οργανισμών υπάρχουν εκείνοι οι οποίοι ανήκουν σε ένα συγκεκριμένο βασίλειο της άγριας ζωής αμφισβητούνται συνεχώς. Αυτό συμβαίνει με τα πλάσματα που ονομάζονται κυανοβακτήρια. Αν και δεν έχουν ούτε τα ακριβή ονόματα. Πάρα πολλά συνώνυμα:

• Μπλε-πράσινα φύκια;
• Κυανόβιονες.
• Θραυστήρες Phycochrome;
• Κυανίνη;
• Φύκια βλεννογόνου και άλλα.

Έτσι αποδεικνύεται ότι το κυανοβακτήριο είναι ένας πολύ μικρός αλλά συγχρόνως πολύπλοκος και αντιφατικός οργανισμός που απαιτεί προσεκτική μελέτη και εξέταση της δομής του προκειμένου να προσδιοριστεί η ακριβής ταξινομική συνένωση.

Ιστορία της ύπαρξης και της ανακάλυψης

Κρίνοντας από τα ορυκτά υπολείμματα, η ιστορία της ύπαρξης των μπλε-πράσινων φυκών έχει τις ρίζες της πολύ πίσω στο παρελθόν, αρκετά εκατομμύρια χρόνια πριν. Τέτοια συμπεράσματα επέτρεψαν να πραγματοποιηθούν έρευνες επιστημόνων - παλαιοντολόγων που ανέλυαν τους βράχους (τους τόπους) αυτών των πολύ καιρό.

Στην επιφάνεια των δειγμάτων βρέθηκαν κυανοβακτήρια, η δομή των οποίων δεν ήταν διαφορετική από εκείνη των σύγχρονων μορφών. Αυτό δείχνει υψηλό βαθμό καταλληλότητας αυτών των πλασμάτων για διαφορετικές συνθήκες οικοτόπων, για την εξαιρετική τους αντοχή και επιβίωση. Προφανώς, εδώ και εκατομμύρια χρόνια, υπήρξαν πολλές αλλαγές στη θερμοκρασία και τη σύνθεση του αερίου του πλανήτη. Ωστόσο, τίποτα δεν επηρέασε τη βιωσιμότητα του κυανίου.

Στους σύγχρονους χρόνους, το κυανοβακτήριο είναι ένας μονοκύτταρος οργανισμός που ανακαλύφθηκε ταυτόχρονα με άλλες μορφές βακτηριακών κυττάρων. Αυτός είναι ο Antonio Van Leuvengueck, ο Louis Pasteur και άλλοι ερευνητές στους XVIII-XIX αιώνα.

Υποβλήθηκαν σε λεπτομερέστερη μελέτη αργότερα, με την ανάπτυξη ηλεκτρονικής μικροσκοπίας και εκσυγχρονισμένων μεθόδων και μεθόδων έρευνας. Οι ιδιαιτερότητες των κυανοβακτηρίων έχουν αποκαλυφθεί. Η δομή του κυττάρου περιλαμβάνει μια σειρά νέων δομών που δεν υπάρχουν σε άλλα όντα.

Ταξινόμηση

Το ζήτημα του προσδιορισμού της ταξινομικής υπαγωγής τους παραμένει ανοιχτό. Μέχρι στιγμής, μόνο ένα πράγμα είναι γνωστό: τα κυανοβακτήρια είναι προκαρυωτικά. Αυτό επιβεβαιώνεται από χαρακτηριστικά όπως:

• Απουσία πυρήνα, μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες;
• Παρουσία στο κυτταρικό τοίχωμα της μουρεΐνης.
• Μόριο S-ριβοσωμάτων στο κύτταρο.

Παρ 'όλα αυτά, τα κυανοβακτήρια είναι προκαρυωτικά, που αριθμούν περίπου 1500 χιλιάδες ποικιλίες. Όλα αυτά ταξινομήθηκαν και συνδυάστηκαν σε 5 μεγάλες μορφολογικές ομάδες.

1. Χρωμοκοκκική. Μια αρκετά μεγάλη ομάδα, που ενώνει ενιαίες ή αποικιακές μορφές. Υψηλές συγκεντρώσεις οργανισμών διατηρούνται μαζί λόγω της γενικής βλέννας που εκκρίνεται από το κυτταρικό τοίχωμα κάθε ατόμου. Το σχήμα αυτής της ομάδας περιλαμβάνει σχήματος ράβδου και σφαιρικές δομές.
2. Pleurocapsids. Πολύ παρόμοια με τις προηγούμενες μορφές, αλλά υπάρχει ένα χαρακτηριστικό με τη μορφή του σχηματισμού των βοοειδών (περισσότερο για αυτό το φαινόμενο αργότερα). Περιλαμβάνονται σε αυτά τα κυανοβακτήρια ανήκουν σε τρεις κύριες κατηγορίες: Pleurokapsy, Dermokapsy, Mixoksartsiny.
3. Oxillatoria. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτής της ομάδας είναι ότι όλα τα κύτταρα συνδυάζονται σε μια κοινή δομή βλέννας που ονομάζεται τριχόμα. Η διαίρεση εμφανίζεται, χωρίς να ξεπερνά αυτό το νήμα, μέσα. Τα ταλαντωτές περιλαμβάνουν μόνο τα βλαστικά κύτταρα που διαιρούνται ασυμπτωματικά στα μισά.
4. Nostokovye. Ενδιαφέρον για την κρυοδυναμία τους. Ικανό να ζουν σε ανοιχτές ερήμους πάγου, σχηματίζοντας πάνω τους χρωματιστές επιδρομές. Το λεγόμενο φαινόμενο της "ανθοφορίας παγωμένων ερήμων". Οι μορφές αυτών των οργανισμών είναι επίσης νηματώδεις με τη μορφή τριχωμάτων, αλλά η αναπαραγωγή είναι σεξουαλική, με τη βοήθεια εξειδικευμένων κυττάρων - ετερόστ. Μπορείτε να φέρετε εδώ τους ακόλουθους εκπροσώπους: Anaben, Nostoki, Kalotriksy.
5. Stingone. Πολύ παρόμοια με την προηγούμενη ομάδα. Η κύρια διαφορά στη μέθοδο αναπαραγωγής είναι ότι είναι σε θέση να διαιρούν πολλαπλασιαστικά μέσα σε ένα μόνο κελί. Ο πιο δημοφιλής εκπρόσωπος αυτής της ένωσης είναι η Fisherella.

Έτσι, τα κυανίδια ταξινομούνται επίσης σύμφωνα με το μορφολογικό κριτήριο, καθώς υπάρχουν πολλές ερωτήσεις για το υπόλοιπο και η σύγχυση λαμβάνεται. Η βοτανική και οι μικροβιολόγοι στον κοινό παρονομαστή στην ταξινόμηση των κυανοβακτηρίων δεν μπορούν ακόμα να έρθουν.

Οικότοπος

Χάρη στη διαθεσιμότητα ειδικών συσκευών (ετερόκυστα, beotsites, ασυνήθιστα tillacoids, vacuoles αερίων, ικανότητα να διορθώνουν το μοριακό άζωτο και άλλα), αυτοί οι οργανισμοί έχουν εξαπλωθεί παντού. Είναι σε θέση να επιβιώσουν ακόμη και στις πιο ακραίες συνθήκες, στις οποίες δεν υπάρχει κανένας ζωντανός οργανισμός. Για παράδειγμα, θερμές θερμόφιλες πηγές, αναερόβιες συνθήκες με ατμόσφαιρα υδρόθειου, όξινο μέσο με pH μικρότερο από 4.

Το Cyanobacterium είναι ένας οργανισμός που επιβιώνει ήσυχα με θαλάσσια άμμο και βραχώδεις προεξοχές, μπλοκ πάγου και καυτές ερήμους. Η γνώση και ο προσδιορισμός της παρουσίας κυανιδίου μπορεί να οφείλεται στη χαρακτηριστική επίστρωση χρώματος, η οποία σχηματίζει τις αποικίες τους. Το χρώμα μπορεί να είναι διαφορετικό, από μπλε-μαύρο σε ροζ και μοβ.

Ονομάζονται μπλε-πράσινα επειδή συχνά σχηματίζουν ένα μπλε-πράσινο φιλμ βλέννας στην επιφάνεια των συνηθισμένων φρέσκων ή αλατούχων υδάτων. Αυτό το φαινόμενο ονομάστηκε "ανθοφορία του νερού". Μπορεί να δει σχεδόν σε οποιαδήποτε λίμνη, η οποία αρχίζει να υπερβεί και να κολυμπούν.

Χαρακτηριστικά της δομής του κυττάρου

Η δομή των κυανοβακτηρίων είναι κοινή για τους προκαρυωτικούς οργανισμούς, αλλά υπάρχουν και ορισμένα χαρακτηριστικά.

Το συνολικό σχέδιο της κυτταρικής δομής έχει ως εξής:

• Κυτταρικό τοίχωμα πολυσακχαριτών και μουρεΐνης.
• Μεμβράνη πλάσματος με τρισδιάστατη δομή.
• Κυτταρόπλασμα με ελεύθερα κατανεμημένο γενετικό υλικό με τη μορφή μορίου ϋΝΑ.
• Tillakoidy, που εκτελεί τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης και περιέχει χρωστικές ουσίες (χλωροφύλλη, ξανθοφύλλη, καροτενοειδή).

Τα ειδικά τμήματα του κυττάρου θα εξεταστούν περαιτέρω.

Τύποι εξειδικευμένων δομών

Πρώτα απ 'όλα, αυτοί είναι οι ετερόδιστοι. Αυτές οι δομές δεν είναι μέρη, αλλά τα ίδια τα κύτταρα στη σύνθεση του τριχόμου (ένα κοινό αποικιακό νήμα, σε συνδυασμό με βλέννα). Διαφέρουν όταν φαίνονται σε μικροσκόπιο από τη σύνθεσή τους, δεδομένου ότι η κύρια λειτουργία τους είναι η παραγωγή ενός ενζύμου που επιτρέπει τη στερέωση του μοριακού αζώτου από τον αέρα. Ως εκ τούτου, δεν υπάρχουν πρακτικά χρωστικές ουσίες σε ετερόρρυθμους, αλλά υπάρχει πολύ άζωτο.

Δεύτερον, αυτό είναι gormogonii - οικόπεδα, σχισμένα από τριχώματα. Χρησιμεύουν ως τόποι αναπαραγωγής.

Οι μύες είναι τα αρχικά θυγατρικά κύτταρα, τα οποία σε πολλές περιπτώσεις αποτελούνται από έναν γονέα. Μερικές φορές ο αριθμός τους φτάνει τις χίλιες κατά τη διάρκεια μίας περιόδου διαίρεσης. Οι δερματοκάψες και άλλες Pleurocapsodia είναι ικανές για ένα τέτοιο χαρακτηριστικό.

Οι Akinets είναι ειδικά κύτταρα που βρίσκονται σε κατάσταση ηρεμίας και περιλαμβάνονται στα τριχώματα. Διαφέρουν περισσότερο ογκώδη κυτταρικό τοίχωμα πλούσιο σε πολυσακχαρίτες. Ο ρόλος τους είναι παρόμοιος με τους ετεροτόπους.

Οι κενοί αερίων - έχουν όλα τα κυανοβακτήρια. Η δομή του κυττάρου αρχικά υποδηλώνει την παρουσία τους. Ο ρόλος τους εμπλέκεται στην άνθηση του νερού. Ένα άλλο όνομα για τέτοιες δομές είναι το καρβοξυσύστημα.

Εντάξεις κυττάρων. Σίγουρα υπάρχουν σε φυτικά, ζωικά και βακτηριακά κύτταρα. Ωστόσο, στα μπλε-πράσινα φύκια, αυτά τα εγκλείσματα είναι κάπως διαφορετικά. Αυτά περιλαμβάνουν:

• Γλυκογόνο;
• Κόκκοι από πολυφωσφορικό.
• Cyanofen - μια ειδική ουσία που αποτελείται από ασπαρτάτη, αργινίνη. Εξυπηρετεί τη συσσώρευση αζώτου, καθώς αυτές οι εγκλείσεις είναι σε ετερόρρυθμους.

Αυτό κατέχει το κυανοβακτήριο. Τα κυριότερα μέρη και εξειδικευμένα κύτταρα και οργανοειδή είναι αυτά που επιτρέπουν στις κυανίνες να διεξάγουν φωτοσύνθεση, αλλά ταυτόχρονα να αντιμετωπίζουν τα βακτηρίδια.

Αναπαραγωγή

Αυτή η διαδικασία δεν είναι ιδιαίτερα δύσκολη, αφού είναι η ίδια με αυτή των συνηθισμένων βακτηρίων. Τα κυανοβακτήρια μπορούν να χωριστούν φυτικά, τριχρωματικά, σε ένα συμβατικό κύτταρο σε δύο, ή να εκτελέσουν τη σεξουαλική διαδικασία.

Συχνά σε αυτές τις διεργασίες εξειδικευμένα κύτταρα είναι οι ετερόρρυθμοι, οι ακινέτες και οι beotsites.

Τρόποι μετακίνησης

Το κύτταρο του κυανοβακτηρίου καλύπτεται εξωτερικά με ένα κυτταρικό τοίχωμα και μερικές φορές επίσης με ένα στρώμα ειδικού πολυσακχαρίτη ικανό να σχηματίζει μία κάψουλα βλέννας γύρω από αυτό. Είναι χάρη σε αυτό το χαρακτηριστικό και την κίνηση του κυανίου.

Flagellum ή ειδικές εξελίξεις. Η κίνηση μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο σε σκληρή επιφάνεια με βλέννα, με μικρές περικοπές. Ορισμένα Oscillatoria έχουν έναν πολύ ασυνήθιστο τρόπο μετακίνησης - περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους και ταυτόχρονα προκαλούν την περιστροφή ολόκληρου του τριχόμου. Έτσι κινείται η επιφάνεια.

Δυνατότητα καθορισμού του αζώτου

Αυτό το χαρακτηριστικό έχει σχεδόν κάθε cyanobacter. Αυτό είναι δυνατό λόγω της παρουσίας ενζύμου αζώτου που είναι ικανό να σταθεροποιήσει το μοριακό άζωτο και να το μετατρέψει σε εύπεπτη μορφή ενώσεων. Αυτό συμβαίνει στις δομές των ετεροκυττάρων. Συνεπώς, εκείνα τα είδη που δεν τα έχουν, καθορίζουν άζωτο από τον αέρα δεν είναι ικανά.

Γενικά, αυτή η διαδικασία καθιστά τα κυανοβακτήρια πολύ σημαντικά πλάσματα για τη ζωή των φυτών. Καθιστώντας στο έδαφος, τα κυανίδια βοηθούν τους εκπροσώπους της χλωρίδας να απορροφήσουν το δεσμευμένο άζωτο και να οδηγήσουν μια φυσιολογική ζωή.

Αναερόβια είδη

Ορισμένες μορφές μπλε-πράσινων φύκων (για παράδειγμα, Oscillilla) είναι σε θέση να ζουν σε πλήρως αναερόβιες συνθήκες και σε ατμόσφαιρα υδρόθειου. Σε αυτή την περίπτωση, η ένωση επεξεργάζεται μέσα στο σώμα και ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται μοριακό θείο, το οποίο απελευθερώνεται στο περιβάλλον.