Tarp dabar egzistuojančių organizmų yra nuolatinių ginčų dėl priklausymo bet kuriai laukinės gamtos karalystei. Taip yra ir su būtybėmis, vadinamomis cianobakterijomis. Nors jie net neturi tinkamo vardo. Per daug sinonimų:
- mėlyna-žalieji dumbliai;
- cianobiontai;
- fikochromo granulės;
- cianidai;
- gleivių dumbliai ir kiti.
Taigi paaiškėja, kad cianobakterija yra visiškai mažas, bet kartu toks sudėtingas ir prieštaringas organizmas, kurį reikia atidžiai ištirti ir apsvarstyti jo struktūrą, kad būtų galima nustatyti tikslią taksonominę priklausomybę.
Egzistavimo ir atradimų istorija
Sprendžiant iš fosilijų liekanų, melsvadumblių egzistavimo istorija nukeliauja į praeitį, prieš kelis (3,5) milijardus metų. Tokios išvados leido atlikti tyrimus paleontologų, kurie analizavo tų tolimų laikų uolienas (jų pjūvius).
Ant mėginių paviršiaus buvorasta melsvadumblių, kurių struktūra nesiskyrė nuo šiuolaikinių formų. Tai rodo aukštą šių būtybių prisitaikymo prie įvairių buveinių sąlygų laipsnį, ypatingą jų ištvermę ir išlikimą. Akivaizdu, kad per milijonus metų planetoje įvyko daug temperatūros ir dujų sudėties pokyčių. Tačiau niekas neturėjo įtakos žalsvai mėlynos spalvos gyvybingumui.
Šiais laikais cianobakterijos yra vienaląstis organizmas, kuris buvo atrastas kartu su kitomis bakterijų ląstelių formomis. Tai yra, Antonio Van Leeuwenhoekas, Louisas Pasteuras ir kiti tyrinėtojai XVIII–XIX a.
Jie buvo nuodugniau išnagrinėti vėliau, tobulėjant elektroninei mikroskopijai ir modernizavus tyrimo metodus ir metodus. Nustatyti cianobakterijų požymiai. Ląstelės struktūra apima daugybę naujų struktūrų, kurių nėra kitose būtybėse.
Klasifikacija
Jų taksonominės priklausomybės nustatymo klausimas lieka atviras. Kol kas žinoma tik viena: cianobakterijos yra prokariotai. Tai patvirtina tokios funkcijos kaip:
- branduolio, mitochondrijų, chloroplastų trūkumas;
- mureino buvimas ląstelės sienelėje;
- S-ribosomų molekulės ląstelėje.
Nepaisant to, cianobakterijos yra prokariotai, kurių veislių yra apie 1500 tūkst. Visi jie buvo klasifikuojami ir sujungti į 5 dideles morfologines grupes.
- Chrookokinė. Pakankamai didelė grupė, vienijanti vieną arkolonijinės formos. Didelę organizmų koncentraciją sulaiko bendros gleivės, kurias išskiria kiekvieno individo ląstelės sienelė. Pagal formą į šią grupę įeina strypo formos ir sferinės konstrukcijos.
- Pleurocapsal. Labai panašus į ankstesnes formas, tačiau atsiranda beocitų formavimosi ypatybė (apie šį reiškinį plačiau vėliau). Čia įtrauktos cianobakterijos priklauso trims pagrindinėms klasėms: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
- Oksiliatoriai. Pagrindinis šios grupės bruožas yra tas, kad visos ląstelės yra sujungtos į bendrą gleivių struktūrą, vadinamą trichomais. Padalijimas vyksta neperžengiant šios gijos, viduje. Osciliatorijos apima tik vegetatyvines ląsteles, kurios nelytiškai dalijasi per pusę.
- Nostock. Įdomūs dėl jų kriofiliškumo. Gali gyventi atvirose ledinėse dykumose, formuodamas spalvotus reidus ant jų. Vadinamasis „žydinčių ledo dykumų“fenomenas. Šių organizmų formos taip pat yra siūlinės trichomų pavidalu, tačiau lytinis dauginimasis, naudojant specializuotas ląsteles - heterocistas. Čia galima priskirti šiuos atstovus: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Stigonem. Labai panašus į ankstesnę grupę. Pagrindinis reprodukcijos metodo skirtumas yra tas, kad jie gali daug kartų dalytis toje pačioje ląstelėje. Populiariausias šios asociacijos atstovas yra Fisherells.
Taigi, cianidas klasifikuojamas pagal morfologinį kriterijų, nes dėl kitų kyla daug klausimų ir painiavos. Botanikai ir mikrobiologai į bendrą vardiklįcianobakterijų sistematika dar negali atsirasti.
Buveinės
Dėl specialių adaptacijų (heterocistų, beocitų, neįprastų tilakoidų, dujų vakuolių, gebėjimo fiksuoti molekulinį azotą ir kt.) šie organizmai apsigyveno visur. Jie sugeba išgyventi net pačiomis ekstremaliausiomis sąlygomis, kuriose iš viso negali egzistuoti joks gyvas organizmas. Pavyzdžiui, karštos termofilinės versmės, anaerobinės sąlygos su vandenilio sulfido atmosfera, rūgštinė aplinka, kurios pH mažesnis nei 4.
Myanobakterijos yra organizmas, kuris ramiai išgyvena ant jūros smėlio ir uolėtų briaunų, ledo luitų ir karštų dykumų. Cianidų buvimą galite atpažinti ir nustatyti pagal būdingą spalvotą apnašą, kurią sudaro jų kolonijos. Spalva gali skirtis nuo mėlynai juodos iki rožinės ir violetinės.
Jos vadinamos melsvai žaliais, nes ant paprasto gėlo arba sūraus vandens paviršiaus dažnai sudaro melsvai žalią gleivinę plėvelę. Šis reiškinys vadinamas „vandens žydėjimu“. Jį galima pamatyti beveik bet kuriame ežere, kuris pradeda užaugti ir pelkėti.
Ląstelių struktūros ypatybės
Myanobakterijos turi įprastą prokariotiniams organizmams struktūrą, tačiau yra keletas savybių.
Bendras ląstelės struktūros planas yra toks:
- ląstelių sienelė pagaminta iš polisacharidų ir mureino;
- plazmos membranos bilipidų struktūra;
- citoplazma su laisvai paskirstyta genetine medžiaga molekulės pavidaluDNR;
- tilakoidai, kurie atlieka fotosintezės funkciją ir kurių sudėtyje yra pigmentų (chlorofilų, ksantofilų, karotinoidų).
Ypatingos ląstelės dalys bus aptariamos toliau.
Specializuotų konstrukcijų tipai
Visų pirma, tai yra heterocistos. Šios struktūros yra ne dalys, o pačios ląstelės kaip trichomo dalis (bendra kolonijinė gija, kurią jungia gleivės). Žiūrint pro mikroskopą, jie skiriasi savo sudėtimi, nes pagrindinė jų funkcija yra fermento, leidžiančio iš oro fiksuoti molekulinį azotą, gamyba. Todėl heterocistose pigmentų praktiškai nėra, tačiau yra daug azoto.
Antra, tai yra hormogonijos – iš trichomų išplėštos vietos. Naudoti kaip veisimosi vieta.
Beocitai yra tam tikros dukterinės ląstelės, masiškai gautos iš vienos motinos. Kartais jų skaičius siekia tūkstantį per vieną padalijimo laikotarpį. Dermocaps ir kiti Pleurocapsodiaceae gali turėti tokią savybę.
Akinetai yra specialios ląstelės, kurios yra ramybėje ir yra įtrauktos į trichomus. Skiriasi masyvesne, daug polisacharidų turinčia ląstelės sienele. Jų vaidmuo panašus į heterocistų.
Dujų vakuolės – jas turi visos melsvabakterijos. Ląstelės struktūra iš pradžių reiškia jų buvimą. Jų vaidmuo – dalyvauti vandens žydėjimo procesuose. Kitas tokių struktūrų pavadinimas yra karboksizomos.
Ląstelių inkliuzai. Jų tikrai yra augalų, gyvūnų ir bakterijų ląstelėse. Tačiau melsvadumbliuose šie intarpai kiek skiriasi. Tai apima:
- glikogenas;
- polifosfato granulės;
- cianoficinas yra ypatinga medžiaga, susidedanti iš aspartato, arginino. Naudojamas azoto kaupimui, nes šie intarpai yra heterocistose.
Štai ką turi cianobakterija. Pagrindinės dalys ir specializuotos ląstelės bei organelės yra tai, kas leidžia cianidams vykdyti fotosintezę, tačiau tuo pat metu priklauso bakterijoms.
Reprodukcija
Šis procesas nėra ypač sunkus, nes yra toks pat kaip ir įprastų bakterijų. Cianobakterijos gali dalytis vegetatyviškai, trichomų dalimis, normalia ląstele į dvi dalis arba atlikti seksualinį procesą.
Šiuose procesuose dažnai dalyvauja specializuotos heterocistų, akinetų, beocitų ląstelės.
Transportavimo būdai
Myanobakterijų ląstelė iš išorės yra padengta ląstelės sienele, o kartais ir specialaus polisacharido sluoksniu, galinčiu aplink ją suformuoti gleivių kapsulę. Dėl šios savybės žydra spalva juda.
Nėra žvynelių ar specialių ataugų. Judėti galima tik ant kieto paviršiaus su gleivių pagalba, trumpais susitraukimais. Kai kurios Osciliatorijos turi labai neįprastą judėjimo būdą – jos sukasi aplink savo ašį ir tuo pačiu priverčia suktis visą trichomą. Taip juda paviršius.
Azoto fiksavimo pajėgumas
Ši funkcija turi beveik visas melsvadumbles. Tai įmanoma dėl fermento azoto genazės, galinčios fiksuoti molekulinį azotą irpaverčia jį virškinama junginių forma. Tai atsitinka heterocistų struktūrose. Todėl tos rūšys, kurios jų neturi, negali surišti azoto iš oro.
Apskritai dėl šio proceso cianobakterijos yra labai svarbios augalų gyvybės būtybės. Įsikūrę dirvožemyje cianai padeda floros atstovams pasisavinti surištą azotą ir gyventi normalų gyvenimą.
Anaerobinės rūšys
Kai kurios melsvadumblių formos (pavyzdžiui, Oscillatoria) gali gyventi visiškai anaerobinėmis sąlygomis ir vandenilio sulfido atmosferoje. Tokiu atveju junginys apdorojamas organizmo viduje ir dėl to susidaro molekulinė siera, kuri patenka į aplinką.
