سیانوباکتری ها فتوسنتز و تثبیت نیتروژن اتمسفر را در یک سلول ترکیب می کنند. باکتری ها و سیانوباکتری ها
با توجه به وجود ویژگی های منحصر به فرد سازمان مورفوفانشنال، توزیع گسترده در بیوسفر و اهمیت اکولوژیکی زیاد، این تقسیم (نوع) باکتری (شکل 7.12) به طور جداگانه در نظر گرفته می شود.
سیانوباکتری ها با ویژگی های زیر مشخص می شوند.
دیواره سلولی از نظر ساختار و در رابطه با رنگ ها مشابه دیواره سلولی باکتری های گرم منفی است.
سیانوباکتری ها تنها پروکاریوت هایی هستند که توانایی فتوسنتز اکسیژنی را دارند، یعنی. سنتز مواد آلی از مواد معدنی با استفاده از انرژی نور. منبع کربن CO 2 است، منبع هیدروژن آب است و اکسیژن مولکولی آزاد می شود. دستگاه فتوسنتزی توسط ساختارهای غشایی مسطح - تیلاکوئیدها با تشکیلات کروی کوچک - فیکوبیلیزوم ها - که در سطح آنها قرار دارند نشان داده می شود. دومی حاوی رنگ سبز (از جمله کلروفیل) است. داجازه می دهد تا کوانتوم های نور را در قسمت مادون قرمز نزدیک طیف، رنگدانه های آبی و قرمز (در برخی) جذب کنند، که به دلیل جذب نور و انتقال آنها به مراکز واکنش سیستم فتوسنتز. در سیتوپلاسم سیانوباکتری ها همچنین آخال های کریستال مانند خاصی وجود دارد - کربوکسیزوم ها، که انبار یکی از آنزیم های کلیدی فاز تمپوی فتوسنتز هستند.
برنج. 7.12.سیانوباکتری ها تصاویر گرفته شده با نور اپتیکال(آ) و الکترونیکی(ب) میکروسکوپ ها
در سیتوپلاسم سیانوباکتری ها آخال های تغذیه ای وجود دارد که توسط گرانول های یک پلیمر ویژه - سیانوفایسین نشان داده شده است. این یک نوع انبار نیتروژن است که در شرایط گرسنگی نیتروژن استفاده می شود.
اشکالی که در پلانکتون زندگی می کنند دارای واکوئل های گازی (آئروسوم) در سیتوپلاسم هستند که به سلول ها شناوری بهتری می دهند.
بسیاری از سیانوباکتری ها (در درجه اول سیانوباکتری های رشته ای چند سلولی)، همراه با فتوسنتز، تثبیت نیتروژن را انجام می دهند - کاهش نیتروژن مولکولی به آمونیاک و سنتز ترکیبات آلی حاوی نیتروژن بر اساس آن. ترکیبی از این فرآیندها (به یاد بیاورید که آنزیم کلیدی تثبیت نیتروژن - نیتروژناز - فقط در یک محیط بدون اکسیژن می تواند عمل کند) به روش های مختلفی به دست می آید: جداسازی آنها در زمان (فتوسنتز - در طول روز، تثبیت نیتروژن - در شب) یا از طریق تقسیم عملکرد بین سلول ها (برخی سلول ها فتوسنتز را انجام می دهند، برخی دیگر هتروسیست پوشیده شده با یک غشای متراکم غیر قابل نفوذ به اکسیژن - تثبیت نیتروژن هستند).
سیانوباکتری ها دارای طیف وسیعی از مکانیسم های تطبیقی هستند، مانند تشکیل رنگدانه ای که از آنها در برابر اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند، سنتز سیدروفورها - مواد ویژه ای که یون های آهن را متصل می کنند و آنها را به شکل قابل استفاده تبدیل می کنند، سنتز سورفکتانت ها - سورفاکتانت ها، در وجود آن ذرات معلق به هم می چسبند و در کف مخازن می نشینند و آب را شفاف می کنند (به همین دلیل باکتری ها مقدار لازم نور را دریافت می کنند) ، سنتز آنتی بیوتیک هایی که از رشد سایر سیانوباکتری ها ، جلبک ها و قارچ ها جلوگیری می کنند. ، و غیره.
اینها تنها پروکاریوتهایی هستند که قادر به تشکیل ساختارهای چند سلولی با سطح ادغام به اندازه کافی بالا هستند (شکل 7.11 را ببینید). سیانوباکتری های چند سلولی با اشکال مختلف (رشته ای، شاخه ای و غیره) مشخص می شوند، برخی از آنها می توانند به اندازه های ماکروسکوپی برسند. چنین تشکیلاتی برخی از ویژگی های ذاتی موجودات انتگرال را نشان می دهند: تمایز اعضای بدن، حرکت هماهنگ در فضا و غیره.
سیانوباکتری‌ها اغلب با قارچ‌ها، خزه‌ها، سرخس‌ها، اسفنج‌ها، سرپیچ‌های دریایی وارد روابط همزیستی می‌شوند. برخی از گونه های سیانوباکتری ها در داخل جلبک ها و تاژک داران زندگی می کنند. پیشنهاد می شود که کلروپلاست های سلول های گیاهی از همزیست ها - سیانوباکتری ها به وجود آمده اند.
اعتقاد بر این است که به لطف فعالیت فتوسنتزی سیانوباکتری ها بود که جو اکسیژن زمین تشکیل شد. بقایای آنها در قدیمی ترین سازندهای زمین شناسی با قدمت حدود 3500 میلیون سال یافت شد.
در بیوسفر مدرن، سیانوباکتری ها تقریباً در همه جا پراکنده شده اند (از جمله در مکان هایی که هیچ گونه حیات دیگری وجود ندارد، مانند دریاچه های قلیایی و چشمه های آب گرم) و به عنوان جزئی از بیوسنوزهای زمینی و آبی، بهره وری آنها را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
کاربرد عملی باکتری ها انواع مختلف باکتری ها کاربردهای زیادی در زمینه های مختلف دارند.
باکتری های اسید لاکتیک شیر را تخمیر می کنند.
از باکتری های اسید پروپیونیک در ساخت پنیر استفاده می شود.
برخی از انواع سیانوباکتری ها به عنوان یک محصول غذایی در مکزیک، چین، هند و فیلیپین استفاده می شود. لازم به ذکر است که از نظر میزان پروتئین (70 درصد وزن خشک) در بین موجودات فتوسنتزی برابری ندارند.
باکتری های بیماری زا باعث بسیاری از بیماری های عفونی مانند وبا، سیفلیس، طاعون، حصبه، سیاه زخم می شوند.
برخی از انواع باکتری های خاک ( باسیلوس برویسو غیره) برای به دست آوردن آنتی بیوتیک استفاده می شود.
در کشاورزی از باکتری های اسید لاکتیک برای سیلو کردن علوفه سبز استفاده می شود. برای بهبود حاصلخیزی خاک، انواع خاصی از باکتری های تثبیت کننده نیتروژن به آنها وارد می شود.
برخی از انواع باکتری های شیمیایی در متالورژی برای استخراج فلزات (آهن، مس) از سنگ معدن طبیعی و محصولات فرآوری شده آنها (سرباره و غیره) استفاده می شود.
تزریق سوسپانسیون انواع خاصی از باکتری ها (همراه با یک بستر مغذی برای تولید مثل فعال آنها) به یک مخزن طبیعی حاوی روغن، افزایش تولید آن را ممکن می سازد.
انواع مختلفی از باکتری ها به طور گسترده برای پردازش زباله های شرکت های صنعتی و زباله های خانگی استفاده می شود.
اشکال عجیب و غریب باکتری ها. ما برخی از اشکال خاص باکتری را فهرست می کنیم.
بزرگترین نمایندگان باکتری ها (80-600 میکرون) - Epulopiscium fishelsoni(Department Firmicutes) - همزیستی از ماهی جراح هستند.
باکتری با DNA خطی بورلیا بورگدورفری(بخش اسپیروکت ها) استرپتومایسس لیویدانس(بخش اکتینوباکتری ها).
باکتری هایی که دارای دو "کروموزوم" حلقه ای شکل (ژنوم دیپلوئید) هستند - رودوباکتر اسفارویدیس(بخش پروتئوباکتری ها).
پلانکتومیست ها (Division Planctomycetes) گروه خاصی از میکروارگانیسم های آبزی هستند که با تعدادی ویژگی منحصر به فرد مشخص می شوند. دیواره سلولی حاوی پروتئوگلیکان نیست. حجم داخلی سلول با کمک غشاها به "محفظه" تقسیم می شود. نوکلوئید توسط یک غشای دوگانه احاطه شده است. بخشی از ژنوم (یکی از بزرگترین باکتری های جهان - تا 9 میلیون جفت باز) همسانی را نه با ژن های گروه های دیگر باکتری ها، بلکه با ژن های یوکاریوت ها و باستانی ها نشان می دهد. برخی از پلانکتومیست ها قادر به اکسیداسیون بی هوازی آمونیوم هستند.
باکتری ها Deinococcus mdiodurans(دپارتمان Deinococcus-Termus) در برابر تابش یونیزان با دوز 10000 گری در هر باکتری مقاومت می کند (برای مقایسه، دوز کشنده برای انسان 40-50 خاکستری است). (به یاد بیاورید که خاکستری - واحد اندازه گیری دوز جذب شده پرتوهای یونیزان - برابر با یک ژول انرژی به ازای هر کیلوگرم جرم است.) مقاومت پرتویی بالای این میکروارگانیسم ها با افزایش محتوای یون منگنز در سیتوپلاسم آنها مرتبط است. می تواند به طور موثر ذرات رادیکال آزاد تشکیل شده در مقادیر زیاد در طول تابش را خنثی کند و اثر مخربی بر پلیمرهای زیستی، به ویژه DNA و پروتئین ها دارد.
پروتئوباکتری آلفا بنفش گیت مالشی رودوسپیریلوم(بخش پروتئوباکتری ها) - گروهی منحصر به فرد از میکروارگانیسم ها که بسته به زیستگاه قادر به انجام فتوسنتز، تثبیت نیتروژن مولکولی، تغییر برگشت پذیر به انواع تغذیه هتروتروف یا کمواتوتروفیک و حفظ حیات در شرایط بی هوازی هستند.
باکتری های هتروتروف توصیف می شوند که می توانند تنها با استفاده از یک ترکیب آلی خاص به عنوان منبع کربن و انرژی شیمیایی رشد کنند. مثلا، باسیلوس فستیدوزوس(Department Firmicutes) فقط می تواند از اسید اوریک و محصولات تخریب آن و برخی از اعضای این جنس استفاده کند. کلستریدیومفقط در محیط حاوی پورین رشد می کند. آنها نمی توانند از سایر بسترهای آلی برای رشد استفاده کنند. متابولیسم پلاستیک این باکتری ها به گونه ای سازماندهی شده است که خودشان می توانند تمام ترکیبات کربن مورد نیاز خود را سنتز کنند.
Chrysiogenes arsenati -میکروارگانیسم کمولیتواتوتروف بی هوازی اجباری از جنس کرایزیوژنز(Department Chrysiogenetes)، تنها باکتری که قادر به استفاده از نمک های آرسنیک (آرسنات ها) به عنوان گیرنده نهایی الکترون در طول به اصطلاح "تنفس آرسنات" است. از اسیدهای استیک، پیروویک، D- و L-لاکتیک و سایر اسیدهای آلی به عنوان دهنده الکترون استفاده می کند. اولین بار از مناطق آلوده به آرسنیک در معادن طلا در بالارات (استرالیا) جدا شد.
باکتری ها Cupriavidus metalliduransو دلفتیا اسیدوورانس(بخش پروتئوباکتری ها)، که در یک بیوفیلم نازک که دانه های طلا را در سنگ می پوشاند، یافت می شود، می تواند یون های طلا (Au 3+) را که برای آنها سمی است به شکل شیمیایی بی اثر - فلزی - کاهش دهد. در همان زمان، اولی این فرآیند را در داخل سلول انجام می دهد و طلای نامحلول را به شکل گرانول های سیتوپلاسمی انباشته می کند، در حالی که دومی - خارج از سلول. برای انجام این کار، باکتری ها یک پپتید ویژه - دلفتی باکتین (به طور خاص با یون های طلا واکنش می دهند) سنتز می کنند و آن را در محیط خارجی آزاد می کنند.
جایگاه سیانوباکترها در سیستم جهان زنده
تعریف 1
سیانوباکتری ها- این گروهی از موجودات پروکاریوتی است که می توانند در فرآیندهای فتوسنتز شرکت کنند.
سیانوباکتری ها دارای ویژگی های مشخصه پادشاهی های مختلف موجودات زنده هستند. برای مدت طولانی آنها به عنوان گیاهان پایین طبقه بندی می شدند، اما با گسترش دانش سازمان سلولی یوکاریوتی و پروکاریوتی، جلبک های سبز آبی (سیانوباکتری ها) شروع به نسبت دادن به باکتری ها کردند.
برای طبقه بندی سیانوباکتری ها از موارد زیر استفاده کنید:
- الگوهای توسعه فرهنگ؛
- ویژگی های مورفولوژیکی دائمی؛
- ویژگی های ساختار سلولی؛
- ویژگی های نوکلئوتید و اندازه ژنوم؛
- ویژگی های متابولیسم کربن و نیتروژن و غیره
مورفولوژی، چرخه زندگی سیانوباکتری ها
سیانوباکتری هاموجودات گرم منفی هستند، از جمله اشکال تک سلولی، چند سلولی و استعماری. در اشکال چند سلولی، واحد ساختار یک رشته خاص است - تریکوم یا رشته.
تریکوم ها می توانند ساده، تک ردیفی یا شاخه ای باشند. انشعاب درست و نادرست را تشخیص دهید.
با انشعاب واقعی، سلول‌های رشته‌ای در صفحات مختلف تقسیم می‌شوند و رشته‌های تک ردیفی با شاخه‌های جانبی تک ردیفی یا تریکوم‌های چند ردیفی تشکیل می‌شوند. با انشعاب کاذب، نخ ها با زاویه به یکدیگر متصل یا متصل می شوند.
در طول چرخه زندگی، سیانوباکتری ها می توانند رشته های کوتاه یا سلول های متمایز منفرد تشکیل دهند که عملکردهای مختلفی را انجام می دهند:
- لازم در فرآیند تولید مثل (هورموگونیوم، بیوسیت ها)؛
- برای بقا در شرایط نامطلوب (آکینت یا هاگ)؛
- برای تثبیت نیتروژن در شرایط هوازی (هتروسیست).
ویژگی بارز هر دو شکل تک سلولی و چند سلولی، قابلیت لغزش است.
روش های تولید مثل سیانوباکتری ها:
- تقسیم دودویی؛
- جوانه زدن
- تقسیم چندگانه؛
- با تکه های تریکوم؛
- هورمون ها
سلول های سیانوباکتری دارای یک سیستم به خوبی توسعه یافته از غشاهای داخل سیتوپلاسمی به شکل تیلاکوئید هستند. آنها حاوی اجزای دستگاه فتوسنتزی هستند (به استثنای جنس Gloeobacter).
تبصره 1
ویژگی مشخص سیانوباکتری ها- توانایی فتوسنتز بدون اکسیژن فعالیت فتوسیستم I حفظ می شود، در حالی که فتوسیستم II خاموش است. از ترکیبات گوگرد احیا شده، هیدروژن، برخی قندها و اسیدهای آلی به عنوان دهنده الکترون برون زا استفاده می شود.
سنتز ATP به دلیل انتقال چرخه ای الکترون انجام می شود که با فتوسیستم I مرتبط است. توانایی تغییر از یک نوع فتوسنتز به نوع دیگر تحت شرایط متغیر، اثبات انعطاف پذیری متابولیسم نور در سیانوباکتری ها است که از اهمیت اکولوژیکی بالایی برخوردار است.
اکثر سیانوباکتری ها فوتوتروف های اجباری هستند. در تاریکی، متابولیسم درون زا فعال مشاهده می شود. در این مورد، گلیکوژن ذخیره شده قبلی به عنوان یک بستر عمل می کند. بدست آوردن انرژی در تاریکی به دلیل گلیکولیز امکان پذیر است. نشان داده شده است که برخی از سیانوباکترها قادر به رشد شیمی‌هواتروتروف هستند.
برای ساختن یک سلول، سیانوباکتری ها به حداقل مقدار مواد معدنی نیاز دارند:
- دی اکسید کربن؛
- نیتروژن مولکولی، نیترات و نمک آمونیوم؛
- نمک های معدنی که به عنوان منبع منیزیم، گوگرد، فسفر، آهن عمل می کنند.
- اب.
سیانوباکتری ها فعالیت تثبیت کننده نیتروژن را نشان می دهند که به محتوای اکسیژن مولکولی و نیتروژن متصل شده در محیط بستگی دارد.
گروه های طبقه بندی عمده سیانوباکتری ها
بر اساس کد بین المللی نامگذاری باکتری ها، پنج ردیف از سیانوباکتری ها متمایز می شوند:
- کروکوکال سفارش دهید. تک سلولی. آنها با شکافت دوتایی یا جوانه زدن تکثیر می شوند. با تشکیل غلاف در اطراف سلول ها مشخص می شود.
- دستور پلوروکپسال. تک سلولی.آنها با شکافت چندگانه یا با شکافت دوتایی و چندگانه به طور متناوب تولید مثل می کنند.
- نظم نوسانی. رشته ای چند سلولی.تریکوم ها از تعدادی سلول رویشی، غیر منشعب تشکیل شده است.
- سفارش نوستوکالس. رشته ای چند سلولی.تریکوم ها از تعدادی سلول رویشی تشکیل شده اند؛ هتروسیست ها و آکینت ها غیر منشعب هستند.
- سفارش Stigoneomatales. علائم مشخصه منافذ نوستوکال هاسلول های رویشی می توانند در چندین صفحه تقسیم شوند و در نتیجه رشته هایی با انشعاب واقعی یا تریکوم های چند ردیفی تشکیل می شوند.
مردم اغلب به طور شهودی دنیایی را که آنها را احاطه کرده است درک می کنند. اما موجودات میکروسکوپی روی زمین نیز وجود دارند که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند. در فرآیند مطالعه آنها، سؤالاتی مطرح می شود: این باکتری ها و سیانوباکتری ها چیست؟ تفاوت آنها با ویروس ها چیست؟
باکتری ها گروهی از میکروارگانیسم های تک سلولی هستند که فاقد هسته سلولی پوشیده شده هستند. باکتری ها به اشکال مختلف می آیند. آنها به انواع زیر تقسیم می شوند:
- کوکسی (کروی)؛
- باسیل (میله ای شکل)؛
- اسپیروکت ها (مارپیچ)؛
- پیچیده: ویبریوس (به شکل کاما).
با توجه به روش های تغذیه، موجودات هتروتروف و اتوتروف را می توان تشخیص داد. دومی ها از مواد معدنی که خودشان با کمک انرژی واکنش های شیمیایی تولید می کنند زندگی می کنند.
طبقه بندی های دیگر نیز قابل تشخیص است. به عنوان مثال بر اساس رنگ آمیزی یا عدم لک شدن بر اساس روش گرم جدا می شوند. برای این کار باکتری ها را با رنگ های مخصوص درمان می کنند، سپس بررسی می شود که آیا بعد از شستشو تغییر رنگ می دهند یا خیر. اگر تغییر رنگ ندهند، گرم مثبت نامیده می شوند، در غیر این صورت - گرم منفی. گروه اول بیشتر باکتری های بیماری زا را شامل می شود. به دوم - به عنوان مثال، سیانوباکترها.
Archaebacteria (یا archaea، Archaebacteria) به طور جداگانه برجسته می شوند. اینها پروکاریوت هستند (آنها فاقد هسته هستند). آرکی باکتری ها و باکتری ها شباهت هایی با هم دارند. به عنوان مثال، آنها با اندازه و شکل سلولی مشابه به هم نزدیک می شوند. با این حال، با وجود شباهت ظاهری به باکتری ها، از برخی جهات (بخشی از ژن ها)، آرکی باکتری ها بیشتر یادآور یوکاریوت ها هستند. بیش از 40 نوع آرکی باکتری وجود دارد.
باکتری ها و ویروس ها
در زندگی روزمره، این مفاهیم اغلب متمایز نمی شوند. اگرچه در واقعیت تفاوت بسیار زیاد است:
مهم است که ویروس ها را از باکتری ها متمایز کنیم، فقط به این دلیل که بیماری های ناشی از عملکرد این ارگانیسم ها به طور متفاوتی درمان می شوند. به عنوان مثال، آنتی بیوتیک ها برای عفونت های ویروسی موثر نیستند.
سیانوباکترها و ویژگی های آنها
سیانوباکتری ها گروهی از باکتری های گرم منفی هستند که قادر به فتوسنتز با آزاد شدن اکسیژن هستند. در لاتین، نام سیانوباکتریا نوشته می شود. سیانوباکتری ها جلبک های سبز آبی هستند.
طبق علم مدرن، سیانوباکتری ها حدود 3 میلیارد سال پیش به وجود آمدند. آنها سلول هایی با دیواره های چند لایه هستند که از پلی ساکاریدهای نامحلول تشکیل شده اند. این سلول ها هسته یا کلروپلاست ندارند. هر دو شکل انفرادی و استعماری وجود دارد.
سیانوباکتری ها فوتواتوتروف هستند، آنها قادر به سنتز کربوهیدرات ها هستند. مانند گیاهان سبز، آنها می توانند با استفاده از انرژی نور، مولکول های آب را تجزیه کنند. در این فرآیند هیدروژن و اکسیژن آزاد تشکیل می شود. علاوه بر این، تعداد کافی سیانوباکتری ها قادر به تثبیت نیتروژن اتمسفر هستند که بیشتر توسط حیوانات و گیاهان مصرف می شود، یعنی آنها قادر به شیمی سنتز هستند.
رنگ سیانوباکتری ها توسط رنگدانه های موجود در سلول ها تعیین می شود:
- کلروفیل - سبز؛
- فیکوسیانین - آبی؛
- فیکواریترین - قرمز؛
- کاروتنوئیدها زرد هستند.
رنگ می تواند از سبز آبی تا قهوه ای متفاوت باشد.
تفاوت اصلی با باکتری ها فتوسنتز با آزاد شدن اکسیژن است.
تولید مثل و هاگ زایی
در بیشتر موارد سیانوباکتری ها با تقسیم سلولی ساده تکثیر می شوند. چرخه زندگی اشکال تک سلولی در شرایط مساعد حدود 6-12 ساعت است.
اگر شرایط محیطی نامطلوب رخ دهد، برخی از انواع سیانوباکتری ها می توانند هاگ تشکیل دهند.در همان زمان، مقدار آب در سلول کاهش می یابد، پوسته ضخیم تر می شود. اسپورها به دلیل مواد ذخیره شده می توانند برای مدت طولانی و بدون آب در شرایط نامساعد باقی بمانند. هنگامی که شرایط مساعد رخ می دهد، یک سلول خفته از هاگ خارج می شود.
زیستگاه ها
اغلب، سیانوباکتری ها را می توان در آب های غنی از مواد آلی یافت. برخی از گونه ها نیز در دریاچه های بسیار شور زندگی می کنند. آنها همچنین در خاک یافت می شوند، به عنوان شرکت کننده در همزیست ها (به عنوان مثال، در گلسنگ ها)
نمایندگان قابل توجه
- اسیلاتوریا. در آب شیرین زندگی می کند.
- نوستوک شکل استعماری در آب شیرین نیز زندگی می کند. در چین و ژاپن خورده می شود.
ضرر و فایده
- سیانوباکترها می توانند سموم را آزاد کنند، به ویژه زمانی که بیش از حد رشد کرده باشند. در نتیجه انواع ماهی ها می میرند.
- سیانوباکترها یکی از عوامل شکوفایی آب هستند.
- آنها بخش مهمی از پلانکتون های اقیانوسی هستند.
- در تعداد زیادی از زنجیره های غذایی شرکت کنید.
- آنها اکسیژن زیادی تولید می کنند.
- برخی از گونه های آنها خوراکی هستند.
بنابراین، هم باکتری ها به طور کلی و هم سیانوباکتری ها به طور خاص، عناصر مهم بیوسنوزهای ضروری برای زندگی بسیاری از حیوانات و گیاهان هستند. این به ویژه به دلیل توانایی آنها در تغذیه اتوتروف و آزادسازی اکسیژن است.
من به عنوان دامپزشک کار می کنم. من به رقص تالار، ورزش و یوگا علاقه دارم. من رشد شخصی و توسعه تمرینات معنوی را در اولویت قرار می دهم. موضوعات مورد علاقه: دامپزشکی، زیست شناسی، ساخت و ساز، تعمیر، سفر. تابو: فقه، سیاست، فناوری اطلاعات و بازی های رایانه ای.
بخش گراسیلیکوت
کلاس اکسی فوتوباکتری ها
سفارشسیانوباکتری ها
موجودات تک سلولی، استعماری، رشته ای، در آب و در خشکی در مکان های مرطوب زندگی می کنند (شکل 16) . حاوی رنگدانه سبز آبی فیکوسیانین و در رابطه با زیستگاهی که قبلاً به آنها می گفتند جلبک سبز آبی رنگ . با این حال، سیانوباکتری ها از نظر سیتولوژیک پروکاریوت های معمولی هستند. پوشیده از مخاط، قادر به حرکت کشویی است. گاهی اوقات گروهی از سلول ها توسط یک کپسول مخاطی مشترک متحد می شوند و نامیده می شوند Zooglea. دیواره سلولی لایه ای است، حاوی مقداری مورئین پپتیدوگلیکان، گرم منفی است. دارای نوکلوئید کروماتوفورها (سیستم مزوزومی از نوع پلاتی)، دارای رنگدانه های نوری: کلروفیل، فیکوسیانین، آلوفیکوسیانین مسئول رنگ آبی-سبز است. آنها از طریق فتوسنتز به صورت فوتواتوتروفیک تغذیه می کنند. سیانوباکتری ها با شکافت دوتایی، تکه تکه شدن رشته ها، هورموگونیا - زنجیره های متحرک کوتاه سلولی تکثیر می شوند. در طی گذر از چرخه زندگی، آنها سلول ها یا رشته های تخصصی را تشکیل می دهند: هورمون ها (استفاده برای تولید مثل) هتروسیست ها - سلول های دیواره ضخیم قادر به جذب نیتروژن از هوا هستند و آکینتس (مراحل استراحت برای تجربه شرایط نامطلوب) . نوسانی هتروسیست تشکیل نمی دهد و فقط در شرایط بی هوازی قادر به جذب نیتروژن اتمسفر است. در حضور اکسیژن در محیط، تثبیت نیتروژن متوقف می شود. در آنابن ها هتروسیست‌هایی وجود دارند که از سیستم تثبیت نیتروژن در برابر اکسیداسیون محافظت می‌کنند، بنابراین نیتروژن و دی اکسید کربن را از هوا به طور همزمان در نور جذب می‌کنند. سیانوباکتری ها در برابر آنتی بیوتیک ها و اشعه ماوراء بنفش بسیار مقاوم هستند.
معنی سیانوباکتری:
1) تولیدکنندگان اولیه مواد آلی در آب و خاک هستند.
2) آب و جو را با اکسیژن اشباع کنید.
3) در تشکیل خاک، در تثبیت نیتروژن اتمسفر شرکت کنید.
4) به عنوان کود سازگار با محیط زیست در مزارع برنج (anabena) استفاده می شود.
5) پروتئین و مواد فعال بیولوژیکی (ویتامین ها) زیادی تشکیل می دهند، بنابراین برای ساخت داروها (اسپیرولینا) استفاده می شود.
6) باعث گلدهی مخازن شود، سموم عصبی قوی تولید کند که در نتیجه آب غیرقابل نوشیدن می شود.
برنج. 16 . مورفولوژی سیانوباکتری ها: 1) Gloeocapsa ; 2) نوستوک ; 3) آنابائنا ; 4) اسیلاتوریا , 5) لینگبیا ; تخصصیسلول ها: الف) هورمونی؛ ب) هتروسیست ها
زیرمجموعه اکسی‌فوتوباکتری‌ها - اکسی‌فوتوباکتری‌ها یا اکسی‌فوتوباکتریوبیونتا - پروکاریوت‌های اتوتروف هستند که قادر به فتوسنتز هوازی هستند. اینها شامل سیانوباکتری ها و کلروکسی باکتری ها می شود. نوع موجودات پروکاریوتی اتوتروف "باکتری ها هستند تا جلبک ها". اشکال انفرادی و استعماری. مستعمرات ساختارهای آهکی آلی (استروماتولیت) ایجاد می کنند.
سیانوباکتری ها، میکروارگانیسم های شگفت آور بی تکلفی که فقط به نور خورشید، آب و هوا نیاز دارند. نقش آنها در تکامل و وجود بیوسفر سیاره ما بسیار مهم است [Gromov B.V. 2000]. با ماهیت سازمان سلولی خود، آنها با باکتری های گرم منفی مطابقت دارند و شاخه تکاملی مستقل آنها را نشان می دهند. در ادبیات گیاه شناسی، سیانوباکتری ها هنوز گاهی اوقات به عنوان جلبک سبز آبی نامیده می شوند، جایی که آنها به عنوان یک تاکسون با رتبه بالا در نظر گرفته می شوند - یک بخش یا نوع در سیستم گیاهان پایین تر. سبز آبی - قدیمی ترین موجودات زمین (Archea - در حال حاضر). آنها که از ذخایر حداقل 2.8 میلیارد ساله شناخته شده اند، هنوز نقش مهمی در چرخه ماده و انرژی دارند.
در سلول های آنها نه تنها یک هسته، بلکه کروماتوفورها نیز وجود دارد - تشکیلات سلولی حاوی رنگدانه ها و شرکت در فتوسنتز، هیچ واکوئلی وجود ندارد. در قسمت متراکم مرکزی سلول های سبز آبی، نوکلئوپروتئین ها متمرکز شده اند - ترکیبات اسیدهای نوکلئیک با پروتئین. سبزهای آبی از این نظر قابل توجه هستند که می توانند از نیتروژن جوی استفاده کرده و آن را به اشکال آلی نیتروژن تبدیل کنند. در طول فتوسنتز، آنها می توانند از دی اکسید کربن به عنوان تنها منبع کربن استفاده کنند. برخلاف باکتری های فتوسنتزی، باکتری های سبز-آبی در طول فتوسنتز اکسیژن مولکولی آزاد می کنند.
سیانوباکتری هایی که در بین پلانکتون ها زندگی می کنند دارای وزیکول های گازی هستند که حاوی گاز هستند و به سلول ها شناوری بهتری می دهند. برخی از سیانوباکترها قادر به تمایز سلولی هستند. یکی از انواع سلول های تخصصی آکینت ها (یا هاگ ها) هستند - این سلول های بزرگ در حال استراحت با غشای ضخیم هستند. آنها برای بقای ارگانیسم در شرایط نامطلوب خدمت می کنند. هنگامی که شرایط بهینه رخ می دهد، آکینت ها جوانه می زنند. نوع دیگری از سلول های تمایز یافته هتروسیست ها هستند - سلول های تخصصی که در آنها فرآیند تثبیت نیتروژن اتمسفر انجام می شود. برخی از سیانوباکترهای رشته ای (Anabaena، Nostoc) می توانند آنها را تشکیل دهند.
قبلاً گفته شد که سبزهای آبی نه تنها با اشکال تک سلولی، بلکه با اشکال استعماری، رشته ای و چند سلولی نیز نشان داده می شوند. اما موجودات هسته ای چند سلولی نه از رنگ سبز آبی چند سلولی، بلکه از اشکال هسته ای تک سلولی تکامل یافته اند. بنابراین، برای اولین بار، آبی-سبزها تلاش می کنند تا به مرحله بعدی - به سطح چند سلولی - برسند. با این حال، این تلاش هیچ پیامد خاصی برای تکامل نداشت.
سیانوباکتری ها تنها نمونه ای از ارگانیسم های چند سلولی پروکاریوتی هستند که در آنها تخصص سلولی عملکردی رخ می دهد.
درک پتانسیل سیانوباکتری ها با در دسترس بودن روش های ژنتیکی توسعه یافته و داده های مربوط به توالی های نوکلئوتیدی ژنومی در حال گسترش است. سیانوباکتری ها به شدت به عنوان ارگانیسم های مدل برای مطالعه فرآیندهای بیولوژیکی اساسی، از جمله: فتوسنتز و کنترل ژنتیکی آن استفاده می شوند.