Cianobaktērijas apvieno fotosintēzi un atmosfēras slāpekļa fiksāciju vienā šūnā. Baktērijas un zilaļģes

Sakarā ar morfofunkcionālās organizācijas unikālo iezīmju esamību, plašo izplatību biosfērā un lielo ekoloģisko nozīmi, šis baktēriju iedalījums (tips) (7.12. att.) tiek aplūkots atsevišķi.

Cianobaktērijām ir raksturīgas šādas pazīmes.

Šūnu siena pēc struktūras un attiecībā uz krāsvielām ir līdzīga gramnegatīvo baktēriju sienai.

Cianobaktērijas ir vienīgie prokarioti, kam piemīt skābekļa fotosintēzes spēja, t.i. organisko vielu sintēze no neorganiskām vielām, izmantojot gaismas enerģiju. Oglekļa avots ir CO 2, ūdeņraža avots ir ūdens, un izdalās molekulārais skābeklis. Fotosintēzes aparātu attēlo saplacinātas membrānas struktūras - tilakoīdi ar maziem lodveida veidojumiem - fikobilisomām, kas atrodas uz to virsmas. Pēdējie satur zaļo (ieskaitot hlorofilu) d, ļaujot absorbēt gaismas kvantus tuvajā infrasarkanajā spektra daļā), zilos un sarkanos (dažos) pigmentus, kuru dēļ tie uztver gaismu un pārraida tos uz fotosintēzes sistēmas reakcijas centriem. Cianobaktēriju citoplazmā ir arī īpaši kristāliem līdzīgi ieslēgumi - karboksizomas, kas ir viena no fotosintēzes tempo fāzes galveno enzīmu depo.

Rīsi. 7.12.cianobaktērijas. Attēli, kas uzņemti ar gaismas optisko ierīcia) un elektroniskib) mikroskopi

Cianobaktēriju citoplazmā ir trofiski ieslēgumi, ko attēlo īpaša polimēra - cianoficīna - granulas; šī ir sava veida slāpekļa depo, ko izmanto slāpekļa bada apstākļos.

Planktonā dzīvojošajām formām citoplazmā ir gāzu vakuoli (aerosomas), kas nodrošina šūnām labāku peldspēju.

Daudzas zilaļģes (galvenokārt daudzšūnu pavedienveida zilaļģes) kopā ar fotosintēzi veic slāpekļa fiksāciju - molekulārā slāpekļa reducēšanu par amonjaku un slāpekli saturošu organisko savienojumu sintēzi, pamatojoties uz to. Šo procesu kombinācija (atgādinām, ka slāpekļa piesaistes galvenais enzīms - nitrogenāze - var darboties tikai bezskābekļa vidē) tiek panākts dažādos veidos: to atdalīšana laikā (fotosintēze - dienā, slāpekļa fiksācija - naktī) vai ar funkciju sadali starp šūnām (dažas šūnas veic fotosintēzi, citas ir heterocistas, kas pārklātas ar blīvu, skābekļa necaurlaidīgu membrānu – slāpekļa fiksāciju).

Cianobaktērijām piemīt plašs adaptīvo mehānismu klāsts, piemēram, pigmenta veidošanās, kas pasargā tās no ultravioletā starojuma, sideroforu sintēze – speciālas vielas, kas saista dzelzs jonus un pārvērš tos izmantojamā formā, virsmaktīvo vielu – virsmaktīvo vielu sintēze, kuru klātbūtne suspendētās daļiņas salīp kopā un nosēžas rezervuāru dibenā, padarot ūdeni caurspīdīgu (līdz ar to baktērijas saņem nepieciešamo gaismas daudzumu), antibiotiku sintēze, kas kavē citu zilaļģu, aļģu, sēnīšu attīstību. utt.

Tie ir vienīgie prokarioti, kas spēj veidot daudzšūnu struktūras ar pietiekami augstu integrācijas līmeni (sk. 7.11. att.). Daudzšūnu zilaļģēm ir raksturīgas dažādas formas (šķiedras, zarotas utt.), dažas no tām var sasniegt makroskopiskus izmērus. Šādiem veidojumiem piemīt dažas neatņemamiem organismiem raksturīgas īpašības: ķermeņa daļu diferenciācija, koordinēta kustība telpā utt.

Cianobaktērijas bieži nonāk simbiotiskās attiecībās ar sēnēm, sūnām, papardēm, sūkļiem, jūras šļakatām. Dažas zilaļģu sugas dzīvo aļģu un flagellātu iekšpusē. Tiek uzskatīts, ka augu šūnu hloroplasti radušies no simbiontiem - zilaļģēm.

Tiek uzskatīts, ka tieši pateicoties zilaļģu fotosintēzes aktivitātei, izveidojās Zemes skābekļa atmosfēra. Viņu mirstīgās atliekas tika atrastas senākajos ģeoloģiskajos veidojumos, kuru vecums ir aptuveni 3500 miljoni gadu.

Mūsdienu biosfērā zilaļģes ir izplatītas gandrīz visur (arī vietās, kur nav citu dzīvības formu, piemēram, sārmainos ezeros un karstajos avotos) un, būdamas sauszemes un ūdens biocenožu sastāvdaļa, ievērojami palielina to produktivitāti.

Baktēriju praktiskā pielietošana. Dažādiem baktēriju veidiem ir daudz pielietojuma dažādās jomās.

Pienskābes baktērijas fermentē pienu.

Propionskābes baktērijas tiek izmantotas siera ražošanā.

Daži zilaļģu veidi tiek izmantoti kā pārtikas produkts Meksikā, Ķīnā, Indijā un Filipīnās. Jāatzīmē, ka olbaltumvielu satura ziņā (70% no sausnas svara) tiem nav līdzvērtīgu fotosintētisko organismu vidū.

Patogēnās baktērijas izraisa daudzas infekcijas slimības, piemēram, holēru, sifilisu, mēri, vēdertīfu, Sibīrijas mēri.

Daži augsnes baktēriju veidi ( Bacillus brevis utt.) tiek izmantotas antibiotiku iegūšanai.

Lauksaimniecībā pienskābes baktērijas izmanto zaļās lopbarības skābēšanai. Lai uzlabotu augsnes auglību, tajās ievada noteikta veida slāpekli fiksējošas baktērijas.

Dažus ķīmiski sintētisko baktēriju veidus izmanto metalurģijā, lai iegūtu metālus (dzelzi, varu) no dabīgām rūdām un to pārstrādes produktiem (sārņiem utt.).

Noteiktu baktēriju veidu suspensijas (kopā ar barības vielu substrātu to aktīvai reprodukcijai) ievadīšana dabīgā rezervuārā, kas satur eļļu, ļauj palielināt tās ražošanu.

Rūpniecības uzņēmumu atkritumu un sadzīves atkritumu pārstrādei plaši izmanto dažādu veidu baktērijas.

Eksotiskas baktēriju formas. Mēs uzskaitām dažas īpašas baktēriju formas.

Lielākie baktēriju pārstāvji (80-600 mikroni) - Epulopiscium fishelsoni(Department Firmicutes) - ir ķirurgu zivju simbionti.

Baktērijas ar lineāru DNS Borellia burgdorferi(Spirochetes departaments), Streptomyces lividans(Aktinobaktēriju nodaļa).

Baktērijas, kurām ir divas gredzenveida "hromosomas" (diploīds genoms) - Rhodobacter sphaeroides(Proteobaktēriju nodaļa).

Planktomicīti (Division Planctomycetes) ir īpaša ūdens mikroorganismu grupa, kam raksturīgas vairākas unikālas īpašības. Šūnu siena nesatur proteoglikānu. Šūnas iekšējais tilpums ar membrānu palīdzību tiek sadalīts "nodalījumos". Nukleoīdu ieskauj dubultā membrāna. Daļa genoma (vienas no lielākajām baktērijām pasaulē - līdz 9 miljoniem bāzes pāru) uzrāda homoloģiju nevis ar citu baktēriju grupu gēniem, bet gan ar eikariotu un arheju gēniem. Daži planktomicīti ir spējīgi anaerobā amonija oksidācijā.

baktērijas Deinococcus mdiodurans(Deinococcus-Termus departaments) iztur jonizējošā starojuma iedarbību 10 000 pelēku devā uz vienu baktēriju (salīdzinājumam, letālā deva cilvēkiem ir 40-50 pelēki). (Atgādinām, ka pelēkais – jonizējošā starojuma absorbētās devas mērvienība – ir vienāds ar vienu enerģijas džoulu uz masas kilogramu.) Šo mikroorganismu augstā radiorezistence ir saistīta ar palielinātu Mn jonu saturu to citoplazmā, kas. var efektīvi neitralizēt brīvo radikāļu daļiņas, kas veidojas lielos daudzumos apstarošanas laikā un kam ir destruktīva ietekme uz biopolimēriem, jo ​​īpaši DNS un olbaltumvielām.

Violetas alfa proteobaktērijas Rhodospirillum rub git(Proteobaktēriju departaments) - unikāla mikroorganismu grupa, kas atkarībā no dzīvotnes spēj veikt fotosintēzi, fiksēt molekulāro slāpekli, atgriezeniski pāriet uz heterotrofiskiem vai ķīmijautotrofiskiem uztura veidiem un uzturēt dzīvotspēju anaerobos apstākļos.

Ir aprakstītas heterotrofās baktērijas, kas var augt, izmantojot tikai noteiktu organisko savienojumu kā oglekļa un ķīmiskās enerģijas avotu. Piemēram, Bacillus fastidiosus(Department Firmicutes) var izmantot tikai urīnskābi un tās sadalīšanās produktus, kā arī dažus šīs ģints pārstāvjus. Clostridium aug tikai barotnē, kas satur purīnus. Viņi nevar izmantot citus organiskos substrātus augšanai. Šo baktēriju plastiskā vielmaiņa ir organizēta tā, lai tās pašas varētu sintezēt visus nepieciešamos oglekļa savienojumus.

Chrysiogenes arsenatis -ģints obligāts anaerobs hemolītoautotrofs mikroorganisms Chrysiogenes(Department Chrysiogenetes), vienīgā baktērija, kas spēj izmantot arsēna sāļus (arsenātus) kā galīgo elektronu akceptoru tā sauktās "arsenāta elpošanas" laikā. Tas izmanto etiķskābes, pirovīnskābes, D- un L-pienskābes un citas organiskās skābes kā elektronu donoru. Pirmo reizi tas tika izolēts no arsēnu piesārņotajām zelta raktuvju zonām Balarātā (Austrālija).

baktērijas Cupriavidus metallidurans un Delftia acidovorans(Proteobaktēriju departaments), kas atrodami plānā bioplēvē, kas pārklāj zelta graudus akmeņos, spēj reducēt tiem toksiskos zelta jonus (Au 3+) ķīmiski inertā – metāliskā – formā. Tajā pašā laikā pirmie veic šo procesu šūnas iekšienē, uzkrājot nešķīstošo zeltu citoplazmas granulu veidā, bet otrie - ārpus šūnas. Lai to paveiktu, baktērijas sintezē īpašu peptīdu - delftibaktīnu (specifiski reaģējot ar zelta joniem) un izdala to ārējā vidē.

Cianobaktēriju atrašanās vieta dzīvās pasaules sistēmā

1. definīcija

cianobaktērijas- Šī ir prokariotu organismu grupa, kas var piedalīties fotosintēzes procesos.

Cianobaktērijām ir pazīmes, kas raksturīgas dažādām dzīvo organismu valstībām. Ilgu laiku tās tika klasificētas kā zemākie augi, taču, paplašinoties zināšanām par eikariotu un prokariotu šūnu organizāciju, zilaļģes (cianobaktērijas) sāka attiecināt uz baktērijām.

Lai klasificētu zilaļģes, izmantojiet:

• kultūras attīstības modeļi;
• pastāvīgas morfoloģiskās pazīmes;
• šūnu struktūras iezīmes;
• nukleotīdu īpašības un genoma lielums;
• oglekļa un slāpekļa metabolisma īpatnības utt.

Morfoloģija, zilaļģu dzīves cikls

cianobaktērijas ir gramnegatīvi organismi, tostarp vienšūnu, daudzšūnu un koloniālās formas. Daudzšūnu formās struktūras vienība ir īpašs pavediens - trichome jeb pavediens.

Trichomes var būt vienkāršas, vienas rindas vai sazarotas. Atšķiriet patieso un nepatieso atzarojumu.

Ar patiesu sazarojumu kvēldiega šūnas sadalās dažādās plaknēs, veidojot vienas rindas pavedienus ar vienas rindas sānu zariem vai daudzrindu trichomiem. Ar viltus atzarojumu pavedieni ir savienoti vai piestiprināti leņķī viens pret otru.

Dzīves cikla laikā zilaļģes var veidot īsus pavedienus vai atsevišķas diferencētas šūnas, kas veic dažādas funkcijas:

• nepieciešami reprodukcijas procesā (hormogonijs, baeocīti);
• izdzīvošanai nelabvēlīgos apstākļos (akinetes vai sporas);
• slāpekļa fiksācijai aerobos apstākļos (heterocistas).

Gan vienšūnu, gan daudzšūnu formu raksturīga iezīme ir spēja slīdēt.

Cianobaktēriju pavairošanas metodes:

• binārais dalījums;
• buding;
• daudzkārtējs sadalījums;
• ar trichomes lūžņiem;
• hormogonijas

Cianobaktēriju šūnām ir labi attīstīta intracitoplazmas membrānu sistēma tilakoīdu veidā. Tie satur fotosintēzes aparāta sastāvdaļas (izņemot Gloeobacter ģints).

1. piezīme

zilaļģu raksturīga iezīme- spēja veikt anoksisku fotosintēzi. Fotosistēmas I darbība tiek uzturēta, bet fotosistēma II ir izslēgta. Kā eksogēnu elektronu donori tiek izmantoti reducēti sēra savienojumi, ūdeņradis, daži cukuri un organiskās skābes.

ATP sintēze tiek veikta cikliskā elektronu transporta dēļ, kas ir saistīts ar fotosistēmu I. Spēja pārslēgties no viena fotosintēzes veida uz citu mainīgos apstākļos ir pierādījums gaismas metabolisma elastībai zilaļģēs, kam ir liela ekoloģiska nozīme.

Lielākā daļa zilaļģu ir obligāti fototrofi. Tumsā tiek novērota aktīva endogēnā vielmaiņa. Šajā gadījumā iepriekš uzglabātais glikogēns darbojas kā substrāts. Glikolīzes rezultātā ir iespējams iegūt enerģiju tumsā. Ir pierādīts, ka dažas zilaļģes spēj augt ķīmijheterotrofiski.

Lai izveidotu šūnu, zilaļģēm ir nepieciešams minimāls neorganisko vielu daudzums:

• oglekļa dioksīds;
• molekulārie slāpekļa, nitrātu un amonija sāļi;
• minerālsāļi, kas kalpo kā magnija, sēra, fosfora, dzelzs avots;
• ūdens.

Cianobaktērijām piemīt slāpekļa fiksācijas aktivitāte, kas ir atkarīga no molekulārā skābekļa un saistītā slāpekļa satura barotnē.

Galvenās cianobaktēriju taksonomiskās grupas

Saskaņā ar Starptautisko baktēriju nomenklatūras kodeksu izšķir piecas zilaļģu kārtas:

• Pasūtiet Chroococcales. Vienšūnu. Tie vairojas ar bināro skaldīšanu vai pumpuru veidošanos. Raksturīga ar apvalku veidošanos ap šūnām.
• Pleurocapsales pasūtījums. Vienšūnu. Tie vairojas ar vairākkārtēju skaldīšanu vai pārmaiņus bināro un daudzkārtēju skaldīšanu.
• Oscillatories ordenis. Daudzšūnu pavedienveida. Trichomes sastāv no vairākām veģetatīvām šūnām, kas nav sazarotas.
• Nostocales pasūtījums. Daudzšūnu pavedienveida. Trichomes sastāv no vairākām veģetatīvām šūnām, ir heterocistas un akinetes, kas nav sazarotas.
• Pasūtiet Stigoneomatales. Porām raksturīgas pazīmes. nostocales. Veģetatīvās šūnas spēj sadalīties vairākās plaknēs, kā rezultātā veidojas pavedieni ar patiesiem zarojumiem vai daudzrindu trichomiem.

Cilvēki visbiežāk intuitīvi izprot pasauli, kas viņu ieskauj. Bet uz Zemes ir arī tādas mikroskopiskas radības, kuras nav redzamas ar neapbruņotu aci. To izpētes procesā rodas jautājumi: kas ir šīs baktērijas un zilaļģes? Kā tie atšķiras no vīrusiem?

Baktērijas ir vienšūnu mikroorganismu grupa, kam trūkst apvalka šūnas kodola. Baktērijas ir dažādās formās. Tie ir sadalīti tādos veidos kā:

• cocci (sfēriski);
• baciļi (stieņveida);
• spirohetas (spirāle);
• vītņots: vibrios (komata formā).

Pēc uztura metodēm var atšķirt heterotrofos un autotrofos organismus. Pēdējie dzīvo no neorganiskajām vielām, ko viņi paši saražoja ar ķīmisko reakciju enerģijas palīdzību.

Var atšķirt arī citas klasifikācijas. Piemēram, tos atdala pēc iekrāsošanās vai nekrāsošanās pēc Grama metodes. Lai to izdarītu, baktērijas tiek apstrādātas ar speciālām krāsvielām, pēc tam tiek pārbaudīts, vai pēc mazgāšanas tās izkrāsojas vai nē. Ja tie nezaudē krāsu, tad tos sauc par grampozitīviem, pretējā gadījumā - par gramnegatīviem. Pirmajā grupā ietilpst lielākā daļa patogēno baktēriju. Uz otro - piemēram, zilaļģes.

Atsevišķi izceļas arhebaktērijas (vai arhejas, arhebaktērijas). Tie ir prokarioti (tiem trūkst kodola). Arhebaktērijām un baktērijām ir dažas līdzības. Piemēram, tos apvieno līdzīga izmēra un formas šūnas. Tomēr, neskatoties uz ārējo līdzību ar baktērijām, dažos veidos (daļa no gēniem) arhebaktērijas vairāk atgādina eikariotus. Ir vairāk nekā 40 arhebaktēriju veidi.

Baktērijas un vīrusi

Ikdienā šie jēdzieni bieži netiek atšķirti. Lai gan patiesībā atšķirība ir milzīga:

Ir svarīgi atšķirt vīrusus no baktērijām kaut vai tāpēc, ka šo organismu darbības izraisītās slimības tiek ārstētas atšķirīgi. Piemēram, antibiotikas nedarbojas vīrusu infekciju gadījumā.

Cianobaktērijas un to īpašības

Cianobaktērijas ir gramnegatīvu baktēriju grupa, kas spēj fotosintēzē, atbrīvojot skābekli. Latīņu valodā nosaukums ir rakstīts kā cianobaktērijas. Zilaļģes ir zilaļģes.

Saskaņā ar mūsdienu zinātni zilaļģes radās apmēram pirms 3 miljardiem gadu. Tās ir šūnas ar daudzslāņu sienām, kas sastāv no nešķīstošiem polisaharīdiem. Šajās šūnās nav kodolu vai hloroplastu. Ir gan vientuļās, gan koloniālās formas.

Cianobaktērijas ir fotoautotrofi, tās spēj sintezēt ogļhidrātus. Tāpat kā zaļie augi, tie var sadalīt ūdens molekulas, izmantojot gaismas enerģiju. Šajā procesā veidojas ūdeņradis un brīvais skābeklis. Turklāt pietiekami liels skaits zilaļģu spēj fiksēt atmosfēras slāpekli, ko pēc tam patērē dzīvnieki un augi, tas ir, tās spēj ķīmiski sintēzi.

Cianobaktēriju krāsu nosaka šūnās esošie pigmenti:

• hlorofils - zaļš;
• fikocianīns - zils;
• fikoeritrīns - sarkans;
• karotinoīdi ir dzelteni.

Krāsa var atšķirties no zilganzaļas līdz brūnganai.

Galvenā atšķirība no baktērijām ir fotosintēze ar skābekļa izdalīšanos.

Vairošanās un sporulācija

Vairumā gadījumu zilaļģes vairojas ar vienkāršu šūnu dalīšanos. Vienšūnu formu dzīves cikls labvēlīgos apstākļos ir aptuveni 6-12 stundas.

Ja rodas nelabvēlīgi vides apstākļi, daži zilaļģu veidi var veidot sporas. Tajā pašā laikā ūdens daudzums šūnā samazinās, apvalks kļūst biezāks. Sporas var ilgstoši uzturēties nelabvēlīgos apstākļos un bez ūdens rezerves vielu dēļ. Kad rodas labvēlīgi apstākļi, no sporas izdalās neaktīva šūna.

biotopi

Visbiežāk zilaļģes var atrast ar organiskām vielām bagātās ūdenstilpēs. Dažas sugas dzīvo arī ļoti sāļos ezeros. Tie ir sastopami arī augsnē kā simbiožu dalībnieki (piemēram, ķērpjos)

Ievērojami pārstāvji

• Oscilatorijas. Dzīvo saldūdenī.
• Nostoc. Koloniālā forma dzīvo arī saldūdenī. Ķīnā un Japānā to ēd.

Kaitējums un labums

1. Cianobaktērijas spēj izdalīt toksīnus, it īpaši, ja tās ir masveidā pārāk attīstītas. Tā rezultātā iet bojā dažāda veida zivis.
2. Cianobaktērijas ir viens no ūdens ziedēšanas izraisītājiem.

1. Tie ir svarīga okeāna planktona daļa.
2. Piedalieties daudzās pārtikas ķēdēs.
3. Tie ražo daudz skābekļa.
4. Dažas to sugas ir ēdamas.

Tādējādi gan baktērijas kopumā, gan jo īpaši zilaļģes ir svarīgi biocenožu elementi, kas nepieciešami daudzu dzīvnieku un augu dzīvībai. Tas jo īpaši ir saistīts ar to spēju autotrofiski barot un atbrīvot skābekli.

Strādāju par veterinārārstu. Man patīk balles dejas, sports un joga. Par prioritāti izvirzu personīgo attīstību un garīgo prakšu attīstību. Mīļākās tēmas: veterinārmedicīna, bioloģija, būvniecība, remonts, ceļojumi. Tabu: jurisprudence, politika, IT tehnoloģijas un datorspēles.

nodaļa Gracilicutes

Klase Oksifotobaktērijas

PasūtietZilaļģes

Vienšūnu, koloniāli, pavedienveida organismi, dzīvo ūdenī un uz sauszemes mitrās vietās (16. att.) . Satur zili zaļu pigmentu Fikocianīns un saistībā ar biotopu tos agrāk sauca zilaļģes . Tomēr citoloģiski zilaļģes ir tipiski prokarioti. Pārklāts ar gļotām, spēj slīdēt. Dažreiz šūnu grupu vieno kopēja gļotādas kapsula un sauc Zooglea. Šūnu siena ir slāņaina, satur nedaudz peptidoglikāna mureīna, gramnegatīvu. Ir nukleoīds Hromatofori (plates tipa mezosomu sistēma), kas satur fotopigmentus: Hlorofils, fikocianīns, alofikocianīns atbild par zili zaļo krāsu. Tie barojas fotoautotrofiski, izmantojot fotosintēzi. Cianobaktērijas vairojas ar bināro skaldīšanu, pavedienu sadrumstalotību, hormogoniju - īsas mobilas šūnu ķēdes. Dzīves cikla laikā tie veido specializētas šūnas vai pavedienus: hormogonijas (izmantot reproducēšanai) heterocistas - Šūnas ar biezām sienām, kas spēj absorbēt slāpekli no gaisa un Akinetes (atpūtas posmi nelabvēlīgiem apstākļiem) . Svārstīgs neveido heterocistas un spēj asimilēt atmosfēras slāpekli tikai anaerobos apstākļos. Skābekļa klātbūtnē vidē slāpekļa fiksācija apstājas. Plkst Anabens ir heterocistas, kas aizsargā slāpekļa fiksācijas sistēmu no oksidēšanās, tāpēc tā gaismā vienlaikus absorbē slāpekli un oglekļa dioksīdu no gaisa. Cianobaktērijas ir ļoti izturīgas pret antibiotikām un ultravioletajiem stariem.

Cianobaktērijas nozīme:

1) Tie ir primārie organisko vielu ražotāji ūdenī un augsnē.

2) Piesātiniet ūdeni un atmosfēru ar skābekli.

3)Piedalīties augsnes veidošanā, atmosfēras slāpekļa fiksēšanā.

4) Izmanto kā videi draudzīgu mēslojumu rīsu laukos (anabena).

5) Tie veido daudz olbaltumvielu un bioloģiski aktīvo vielu (vitamīnu), tāpēc tos izmanto medikamentu (spirulīnas) ražošanai.

6) Izraisīt rezervuāru ziedēšanu, ražot spēcīgas neirotoksiskas indes, kā rezultātā ūdens kļūst nedzerams.

Rīsi. 16 . Cianobaktēriju morfoloģija: 1) Gloeocapsa ; 2) Nostoc ; 3) Anabaena ; 4) Oscilatorijas , 5) Lyngbya ; SpecializētsŠūnas: A) hormoni; b) heterocistas

Oksifotobaktēriju apakšvalsts - Oxyphotobacteria jeb Oxyphotobacteriobionta - ir autotrofiski prokarioti, kas spēj veikt aerobo fotosintēzi. Tie ietver cianobaktērijas un hloroksibaktērijas. Autotrofo prokariotu organismu veids ir "drīzāk baktērijas, nevis aļģes". Vientuļās un koloniālās formas. Kolonijas veido organogēnas kaļķainas struktūras (stromatolītus).

Cianobaktērijas, pārsteidzoši nepretenciozi mikroorganismi, kuriem nepieciešama tikai saules gaisma, ūdens un gaiss. Viņu loma mūsu planētas biosfēras evolūcijā un pastāvēšanā ir īpaši nozīmīga [Gromovs B.V. 2000]. Pēc savas šūnu organizācijas būtības tie atbilst gramnegatīvām baktērijām un pārstāv to neatkarīgo evolūcijas nozari. Botāniskajā literatūrā zilaļģes joprojām dažkārt dēvē par zilaļģēm, kur tās tiek uzskatītas par augsta ranga taksonu - departamentu vai tipu zemāko augu sistēmā. Zili zaļš - senākie Zemes organismi (Arhea - tagad). Zināms no vismaz 2,8 miljardus gadu vecām atradnēm, tām joprojām ir svarīga loma matērijas un enerģijas ciklos.

Viņu šūnās ir ne tikai kodols, bet arī hromatofori - šūnu veidojumi, kas satur pigmentus un piedalās fotosintēzē, vakuolu nav. Zili zaļo šūnu centrālajā blīvajā daļā ir koncentrēti nukleoproteīni - nukleīnskābju savienojumi ar olbaltumvielām. Zilzaļie ir ievērojami ar to, ka spēj izmantot atmosfēras slāpekli un pārvērst to organiskās slāpekļa formās. Fotosintēzes laikā viņi var izmantot oglekļa dioksīdu kā vienīgo oglekļa avotu. Atšķirībā no fotosintēzes baktērijām, zili zaļās baktērijas fotosintēzes laikā atbrīvo molekulāro skābekli.

Cianobaktērijās, kas dzīvo starp planktonu, ir gāzes pūslīši, kas satur gāzi un nodrošina šūnām labāku peldspēju. Dažas cianobaktērijas spēj diferencēt šūnas. Viens no specializēto šūnu veidiem ir akinetes (vai sporas) - tās ir lielas miera šūnas ar sabiezinātu membrānu. Tie kalpo organisma izdzīvošanai nelabvēlīgos apstākļos. Kad rodas optimāli apstākļi, akinetes dīgst. Cits diferencētu šūnu veids ir heterocistas - specializētas šūnas, kurās tiek veikts atmosfēras slāpekļa fiksācijas process. Dažas pavedienveida zilaļģes (Anabaena, Nostoc) var tās veidot.

Iepriekš jau tika teikts, ka zilganzaļie ir ne tikai vienšūnas, bet arī koloniālas, pavedienveida un daudzšūnu formas. Bet daudzšūnu kodolorganismi attīstījās nevis no daudzšūnu zili zaļām, bet gan no vienšūnu kodolformām. Tādējādi pirmo reizi zilzaļajiem ir mēģinājums izlauzties uz nākamo posmu - uz daudzšūnu līmeni. Tomēr šim mēģinājumam nebija īpašas sekas evolūcijai.

Cianobaktērijas ir vienīgais prokariotu daudzšūnu organisma piemērs, kurā notiek funkcionāla šūnu specializācija.

Izpratne par zilaļģu potenciālu paplašinās līdz ar izstrādātu ģenētisko metožu un datu par genoma nukleotīdu sekvencēm pieejamību. Zilaļģes tiek intensīvi izmantotas kā paraugorganismi fundamentālo bioloģisko procesu pētīšanai, tai skaitā: fotosintēzei un tās ģenētiskajai kontrolei [