Цианобактерия
Cтраница 2
Цианобактерий распространены в озерах и других водоемах, в почве и на рисовых полях. [16]
Цианобактериям мы обязаны появлением молекулярного кислорода в атмосфере Земли. Однако вначале весь выделяемый ими 02 поглощался земной корой, в которой происходили интенсивные процессы окисления. По имеющимся геологическим данным, содержание кислорода в атмосфере достигло 1 % от его содержания в современной атмосфере только в среднем протерозое, и к этому времени можно отнести возникновение первых аэробных прокариот. В пользу этого свидетельствуют обнаруженные в отложениях, возраст которых около 2 млрд лет, звездчатые образования, свойственные облигатно аэробной свободноживущей бактерии Metallogenium. Этот организм откладывает на поверхности клеток окислы железа. В природе встречается при разных концентрациях 02, но всегда в аэробных условиях, так что может служить индикатором молекулярного кислорода. [17]
Некоторые цианобактерии способны к хемогетеротрофному росту. Набор органических веществ, поддерживающих хемогете-ротрофный рост, ограничен несколькими сахарами. Это связывают с функционированием у цианобактерии в качестве основного катаболического пути окислительного пентозофосфатного цикла, исходным субстратом которого служит глюкоза. Поэтому только последняя или сахара, ферментативно легко превращаемые в глюкозу, могут метаболизироваться по этому пути. [18]
Филогенетически цианобактерии составляют отдельную ветвь 16S рДНК дерева, в которую входят также хлоропласты эукариот. [19]
Однако цианобактерии характеризуются исключительной приспособляемостью, выработанной за несколько миллиардов лет их эволюции на Земле. Так, например, в засушливых и пустынных районах цианобактерии способны выдерживать длительную засуху и вновь оживать при увлажнении. Такие сообщества обнаружены как в холодных сухих пустынях Антарктиды, так и в горячих сухих пустынях, например в пустыне Негев в Израиле. В этих случаях цианобактерии развиваются в замкнутых порах и трещинах горных пород, изолированных от неблагоприятного воздействия внешней среды. [20]
Многие цианобактерии передвигаются путем скольжения, иногда движение сопровождается вращением, скручиванием. Эти микроорганизмы обладают фототаксисом, некоторые способны к хемотаксису. В зависимости от интенсивности света у цианобактерии может меняться количество ти-лакоидов и фотосинтетических пигментов, но их соотношение от освещенности не зависит. При низкой интенсивности света может работать только ФС I. Цианобактерии, имеющие разные фикоби-лины, способны к хроматической адаптации и могут синтезировать различные пигменты в ответ на изменение спектрального состава света. Длинноволновый свет поддерживает активность ФС II, что позволяет получать АТФ и расти за счет ассимиляции органических веществ. [21]
Обычно цианобактерии для роста не требуют витаминов, азот потребляют в аммонийной или нитратной форме, некоторые способны к фиксации молекулярного азота. Как правило, способны к ассимиляционной сульфатредукции. Ав-тотрофная фиксация СО2 происходит в цикле Кальвина. Отдельные представители способны ассимилировать на свету глюкозу или другие простые органические субстраты. В основном нитчатые формы могут расти в темноте, окисляя органические соединения. [22]
Многие Цианобактерии предпочитают микроаэробные условия. В горячих источниках и болотах обитают ацидото-лерантные ( рН 4 5 - 5 0) Fischerella и Synechococccus. Солелюбивые формы ( например, Spirulina subsalsa, выдерживающая до 10 - 12 % NaCl) синтезируют осмопротекторы. При распреснении такие вещества выбрасываются из клетки и подбираются мик-роорганизмами-спутни ками. [23]
Некоторые цианобактерии, такие как Anabaena, способны фиксировать азот. [25]
Термин цианобактерий преимущественно используется в микробиологии, тогда как в ботанике чаще встречается его синоним синезеленые водоросли. Эти организмы по строению клеток относятся к прокариотам ( содержат хлорофилл) и являются фотосинтетиками. [26]
Морфология цианобактерии достаточно разнообразна, чтобы опознавать их микроскопически, и на ней была основана их классификация. Простейшие формы либо одноклеточные, либо объединены в специфические для родов микроколонии-агрегаты наружными слоями оболочки. Для многоклеточных характерной формой является трихом - нить из цилиндрических клеток с сильно варьирующим отношением высоты к диаметру. Трихом ведет себя как многоклеточный организм, размножение его осуществляется распадением на короткие, но многоклеточные гор-могонии. Трихомы обладают скользящим движением. Цианобактерии - в основном пресноводные организмы, но часть их характерна для прибрежной зоны моря, а Trichodesmium вызывает цветение в открытом океане. [27]
У цианобактерий имеются сильно дифференцированные клетки, которым нет аналогов ни в одной другой группе бактерий. Рассмотрим отдельные типы таких клеток. [29]
Многие цианобактерий живут в слоях воды, содержащих в значительных концентрациях ( примерно 5 мМ / л) сероводород. [30]
Страницы: 1 2 3 4