قسم البكتيريا الزرقاء الخصائص العامة وممثليها وأهميتها. البكتيريا الزرقاء

من بين الكائنات الحية الموجودة الآن ، هناك أولئك الذين توجد خلافات مستمرة حول انتمائهم إلى أي منها. هذا هو الحال مع مخلوقات تسمى البكتيريا الزرقاء. على الرغم من أنه ليس لديهم حتى اسم مناسب. الكثير من المرادفات

• طحلب اخضر مزرق؛
• سيانوبيونتس.
• كريات phycochrome.
• السيانيد.
• طحالب الوحل وغيرها.

لذلك اتضح أن البكتيريا الزرقاء صغيرة تمامًا ، ولكنها في نفس الوقت كائن معقد ومثير للجدل يتطلب دراسة متأنية ودراسة هيكلها من أجل تحديد الانتماء التصنيفي الدقيق.

تاريخ الوجود والاكتشاف

إذا حكمنا من خلال بقايا الحفريات ، فإن تاريخ وجود الطحالب الخضراء المزرقة يعود إلى الماضي ، منذ عدة (3.5) مليار سنة. جعلت هذه الاستنتاجات من الممكن إجراء دراسات من قبل علماء الحفريات الذين حللوا الصخور (أقسامهم) في تلك الأوقات البعيدة.

على سطح العينات ، تم العثور على البكتيريا الزرقاء ، التي لا يختلف هيكلها عن الأشكال الحديثة. يشير هذا إلى درجة عالية من قدرة هذه الكائنات على التكيف مع ظروف الموائل المختلفة ، لتحملها الشديد وبقائها على قيد الحياة. من الواضح أنه على مدى ملايين السنين حدثت تغيرات كثيرة في درجة حرارة وتكوين غاز الكوكب. ومع ذلك ، لم يؤثر أي شيء على صلاحية السماوي.

في العصر الحديث ، تعد البكتيريا الزرقاء كائنًا وحيد الخلية تم اكتشافه في وقت واحد مع أشكال أخرى من الخلايا البكتيرية. أي أنطونيو فان ليوينهوك ولويس باستور وباحثون آخرون في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر.

تم إخضاعهم لدراسة أكثر شمولاً في وقت لاحق ، مع تطوير المجهر الإلكتروني وطرق وأساليب البحث الحديثة. تم التعرف على السمات التي تمتلكها البكتيريا الزرقاء. يتضمن هيكل الخلية عددًا من الهياكل الجديدة غير الموجودة في الكائنات الأخرى.

تصنيف

تظل مسألة تحديد الانتماء التصنيفي مفتوحة. حتى الآن ، لا يُعرف سوى شيء واحد: البكتيريا الزرقاء هي بدائيات النوى. يتم تأكيد ذلك من خلال ميزات مثل:

• غياب النواة ، الميتوكوندريا ، البلاستيدات الخضراء.
• وجود مورين في جدار الخلية ؛
• جزيئات S- الريبوسوم في الخلية.

ومع ذلك ، فإن البكتيريا الزرقاء هي بدائيات النوى ، ويبلغ عددها حوالي 1500 ألف نوع. تم تصنيفهم جميعًا ودمجهم في 5 مجموعات مورفولوجية كبيرة.

1. شرووكوكال. مجموعة كبيرة جدًا ، توحد الأشكال الفردية أو الاستعمارية. يتم تثبيت التركيزات العالية من الكائنات الحية معًا بواسطة المخاط الشائع الذي يفرزه جدار الخلية لكل فرد. في الشكل ، تشتمل هذه المجموعة على هياكل كروية على شكل قضيب.
2. بلوروكابسال. تشبه إلى حد كبير الأشكال السابقة ، ومع ذلك ، تظهر ميزة في شكل تكوين الخلايا البينية (المزيد حول هذه الظاهرة لاحقًا). تنتمي البكتيريا الزرقاء المدرجة هنا إلى ثلاث فئات رئيسية: Pleurocaps و Dermocaps و Myxosarcins.
3. مؤكسدات. السمة الرئيسية لهذه المجموعة هي أن جميع الخلايا يتم دمجها في بنية مخاطية مشتركة تسمى trichomes. يحدث الانقسام دون تجاوز هذا الخيط في الداخل. تشمل Oscillatoria خلايا نباتية حصرية تنقسم بلا جنس إلى نصفين.
4. نوستوك. مثيرة للاهتمام بسبب تجمدها. قادرة على العيش في صحارى جليدية مكشوفة وتشكل غارات ملونة عليها. ما يسمى بظاهرة "ازدهار الصحاري الجليدية". أشكال هذه الكائنات هي أيضا خيطية في شكل trichomes ، ومع ذلك ، التكاثر الجنسي ، بمساعدة الخلايا المتخصصة - غير المتجانسة. يمكن أن ينسب الممثلون التاليون هنا: Anabens و Nostocs و Calotrixes.
5. ستيجونيميا. تشبه إلى حد كبير المجموعة السابقة. الاختلاف الرئيسي في طريقة التكاثر هو أنهم قادرون على الانقسام مضاعفًا داخل نفس الخلية. الممثل الأكثر شعبية لهذه الجمعية هو Fisherells.

وبالتالي ، يتم تصنيف السيانيد وفقًا للمعايير المورفولوجية ، حيث تظهر العديد من الأسئلة بالنسبة للباقي ونتائج الارتباك. لا يستطيع علماء النبات وعلماء الأحياء الدقيقة الوصول إلى قاسم مشترك في منهجيات البكتيريا الزرقاء.

بيئات

نظرًا لوجود تكيفات خاصة (أكياس غير متجانسة ، خلايا بيضية ، ثايلاكويدات غير عادية ، فجوات غازية ، القدرة على تثبيت النيتروجين الجزيئي ، وغيرها) ، استقرت هذه الكائنات في كل مكان. إنهم قادرون على البقاء على قيد الحياة حتى في أكثر الظروف قسوة حيث لا يمكن أن يوجد كائن حي على الإطلاق. على سبيل المثال ، الينابيع الساخنة المحبة للحرارة ، والظروف اللاهوائية مع جو من كبريتيد الهيدروجين ، مع درجة الحموضة أقل من 4.

البكتيريا الزرقاء هي كائن حي يعيش بهدوء على رمال البحر والحواف الصخرية والكتل الجليدية والصحاري الساخنة. يمكنك التعرف على وجود السيانيد وتحديده من خلال اللوحة الملونة المميزة التي تشكلها مستعمراتها. يمكن أن يختلف اللون من الأزرق والأسود إلى الوردي والأرجواني.

يطلق عليهم الأزرق والأخضر لأنهم غالبًا ما يشكلون فيلمًا لزجًا أزرق مخضر على سطح المياه العذبة أو المالحة العادية. هذه الظاهرة تسمى "ازدهار الماء". يمكن رؤيته على أي بحيرة تقريبًا تبدأ في النمو والاستنشاق.

ملامح هيكل الخلية

البكتيريا الزرقاء لها بنية مشتركة بين الكائنات بدائية النواة ، ولكن هناك أيضًا بعض الميزات.

الخطة العامة لهيكل الخلية هي كما يلي:

• جدار الخلية من السكريات والمورين.
• هيكل ثنائي الشحوم
• السيتوبلازم مع مادة وراثية موزعة بحرية في شكل جزيء DNA ؛
• الحراثة التي تؤدي وظيفة التمثيل الضوئي وتحتوي على أصباغ (الكلوروفيل ، الزانثوفيل ، الكاروتينات).

أنواع الهياكل المتخصصة

بادئ ذي بدء ، هذه هي الأكياس غير المتجانسة. هذه الهياكل ليست أجزاء ، ولكن الخلايا نفسها كجزء من trichome (خيط استعماري مشترك يوحده المخاط). تختلف عند النظر إليها تحت المجهر في تركيبتها ، لأن وظيفتها الرئيسية هي إنتاج إنزيم يسمح لها بإصلاح النيتروجين الجزيئي من الهواء. لذلك ، لا توجد أصباغ عمليًا في الأكياس غير المتجانسة ، ولكن يوجد الكثير من النيتروجين.

ثانيًا ، هذه هي الهرموغونيا - مناطق ممزقة من trichomes. هم بمثابة مناطق تكاثر.

البيوسيتات هي نوع من الخلايا الوليدة ، مُنحت بشكل جماعي من خلية أمومية واحدة. في بعض الأحيان يصل عددهم إلى ألف في فترة التقسيم الواحد. Dermocaps وغيرها من Pleurocapsodiaceae قادرة على هذه الميزة.

Akinetes هي خلايا خاصة في حالة راحة ويتم تضمينها في trichomes. تختلف في جدار خلوي أكثر ضخامة غني بالسكريات. دورهم مشابه للكيسات غير المتجانسة.

فجوات الغاز - جميع البكتيريا الزرقاء بها. يشير هيكل الخلية في البداية إلى وجودها. دورهم هو المشاركة في عمليات ازدهار المياه. اسم آخر لهذه الهياكل هو الكربوكسيسومات.

إنها موجودة بالتأكيد في الخلايا النباتية والحيوانية والبكتيرية. ومع ذلك ، في الطحالب الخضراء المزرقة ، تختلف هذه الشوائب إلى حد ما. وتشمل هذه:

• الجليكوجين.
• حبيبات متعددة الفوسفات
• السيانوفيسين مادة خاصة تتكون من الأسبارتات والأرجينين. يعمل على تراكم النيتروجين ، حيث توجد هذه الادراج في الأكياس غير المتجانسة.

هذا ما تمتلكه البكتيريا الزرقاء. الأجزاء الرئيسية والخلايا والعضيات المتخصصة هي التي تسمح للسيانيد بإجراء عملية التمثيل الضوئي ، ولكنها في الوقت نفسه تنتمي إلى البكتيريا.

التكاثر

هذه العملية ليست صعبة بشكل خاص ، لأنها مماثلة للبكتيريا العادية. يمكن أن تنقسم البكتيريا الزرقاء نباتيًا ، في أجزاء من trichomes ، خلية طبيعية إلى قسمين ، أو للقيام بعملية جنسية.

غالبًا ما تشارك الخلايا المتخصصة من الكيسات غير المتجانسة والخلايا البينية والخلايا البينية في هذه العمليات.

طرق المواصلات

تُغطى خلية البكتيريا الزرقاء من الخارج وأحيانًا أيضًا بطبقة من عديد السكاريد الخاص الذي يمكن أن يشكل كبسولة مخاطية حولها. بفضل هذه الميزة ، يتم تنفيذ حركة السماوي.

لا توجد سوط أو نواتج خاصة. لا يمكن إجراء الحركة إلا على سطح صلب بمساعدة المخاط ، في تقلصات قصيرة. تمتلك بعض المذبذبات طريقة غير عادية جدًا في الحركة - فهي تدور حول محورها وفي نفس الوقت تتسبب في دوران ثلاثي الألوان بأكمله. هذه هي الطريقة التي يتحرك بها السطح.

القدرة على إصلاح النيتروجين

تقريبا كل بكتيريا زرقاء لديها هذه الميزة. هذا ممكن بسبب وجود إنزيم النيتروجين ، القادر على تثبيت النيتروجين الجزيئي وتحويله إلى شكل من المركبات القابلة للهضم. يحدث هذا في هياكل الكيسات غير المتجانسة. لذلك ، فإن تلك الأنواع التي لا تمتلكها لا تستطيع الطيران.

بشكل عام ، تجعل هذه العملية البكتيريا الزرقاء كائنات مهمة جدًا للحياة النباتية. عند الاستقرار في التربة ، يساعد السيانيد ممثلي النباتات على استيعاب النيتروجين المرتبط وعيش حياة طبيعية.

الأنواع اللاهوائية

بعض أشكال الطحالب الخضراء المزرقة (على سبيل المثال ، Oscillatoria) قادرة على العيش في ظروف لاهوائية تمامًا وجو من كبريتيد الهيدروجين. في هذه الحالة ، تتم معالجة المركب داخل الجسم ، ونتيجة لذلك ، يتشكل الكبريت الجزيئي ، والذي يتم إطلاقه في البيئة.

بكتيريا- أول الكائنات الحية التي سكنت كوكبنا. هذه هي أصغر الكائنات الحية بدائية النواة التي لها بنية خلوية. وتتراوح أحجام البكتيريا من بضعة أعشار من ميكرون إلى 10-13 ميكرون. توجد في الهواء (على ارتفاعات تصل إلى 40000 م) والتربة والمياه والثلوج في المناطق القطبية والينابيع الساخنة بدرجة حرارة تبلغ حوالي 90 درجة مئوية. خاصة أن الكثير منهم في التربة - من 200-500 مليون إلى 2 مليار فرد أو أكثر لكل 1 غرام ، اعتمادًا على نوع التربة.

وفقًا لشكل وخصائص ارتباط الخلية ، يتم تمييز عدة مجموعات مورفولوجية من البكتيريا: كروية ، تسمى cocci ، على شكل قضيب مستقيم - عصيات ، منحنية - اهتزازات ، منحنية حلزونية - spirilla. تسمى Cocci المرتبطة في أزواج - مضاعفاتمتصلة في سلسلة العقديات، في شكل مجموعات - المكورات العنقوديةوغيرها .. الأشكال الخيطية أقل شيوعًا.

تحتوي بعض البكتيريا على عضيات الحركة - السوط (من 1 إلى 50) ، والتي تتكون من بروتين خاص - فلاجيلين. في عدد من البكتيريا ، توجد في أحد طرفي الخلية ، وفي أطراف أخرى - عند اثنين أو فوق السطح بأكمله. الطريقة التي توجد بها الأسواط هي إحدى العلامات في تصنيف البكتيريا المتحركة.

يعطي غشاء الخلية الرقيق والمرن ، الذي يضم مورين ، الخلية البكتيرية شكلاً معينًا ، ويحمي محتوياتها من تأثيرات العوامل البيئية الضارة ، ويؤدي عددًا من الوظائف الأخرى. العديد من أنواع البكتيريا محاطة بكبسولة مخاطية.

غشاء البلازما قادر على تشكيل نتوءات في السيتوبلازم ، تسمى الميزوزومات. توجد إنزيمات الأكسدة والاختزال على أغشية الميزوسومات ، وفي البكتيريا التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي ، فإن الأصباغ المقابلة ، والتي بفضلها تستطيع الميزوزومات أداء وظائف الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء والعضيات الأخرى.

يوجد في الجزء المركزي من الخلية جزيء دنا دائري واحد - الجينوم ، يتكون من حوالي 5 ملايين زوج قاعدي. تحتوي العديد من البكتيريا على جزيئات DNA دائرية صغيرة تسمى البلازميدات. الميتوكوندريا ، البلاستيدات الخضراء ، الشبكة الإندوبلازمية ، جهاز جولجي وغيرها من الهياكل الغشائية المميزة لجميع الخلايا حقيقية النواة غائبة في البكتيريا. ومع ذلك ، يوجد ما يصل إلى 20 ألف ريبوسوم صغير في السيتوبلازم.

بعض الماء والجلد وبكتيريا التربة في السيتوبلازم لها فجوات الغاز. من خلال تنظيم كمية الغازات في الفجوات ، يمكن للبكتيريا المائية أن تغرق في عمود الماء أو ترتفع إلى سطحه ، بينما يمكن أن تتحرك بكتيريا التربة في الشعيرات الدموية بالتربة. مواد احتياطيةالخلايا البكتيرية - السكريات (النشا والجليكوجين) والدهون والفوسفات والكبريت.

البكتيريا عديمة اللون (في السيتوبلازم الخاص بهم لا يوجد أصباغ) ، باستثناء الشمواه الأخضر والأرجواني.

التكاثرتحدث البكتيريا عن طريق انقسام الخلايا الثنائية البسيط. يسبق ذلك المضاعفة الذاتية (النسخ المتماثل) لجزيء الحمض النووي. يحدث التبرعم كاستثناء.

في بعض البكتيريا ، تم العثور على أشكال مبسطة من العملية الجنسية (على سبيل المثال ، في الإشريكية القولونية). تشبه العملية الجنسية الاقتران ، حيث يحدث نقل المادة الوراثية من خلية إلى أخرى أثناء الاتصال المباشر بينهما. بعد ذلك يتم فصل الخلايا. يظل عدد الأفراد نتيجة العملية الجنسية كما هو ، ولكن هناك تبادل للمواد الوراثية ، أي يحدث إعادة التركيب الجيني.

التجرثممن سمات مجموعة صغيرة فقط من البكتيريا والعصيات والمطثيات. في شكل جراثيم ، تتحمل البكتيريا الظروف المعاكسة. إنها تتحمل التجفيف المطول والتسخين لما يزيد عن 100 درجة مئوية والتبريد حتى الصفر المطلق تقريبًا. في الحالة الطبيعية ، تكون البكتيريا غير مستقرة عند التجفيف ، وتتعرض لأشعة الشمس المباشرة ، وعندما ترتفع درجة الحرارة إلى 65-80 درجة مئوية ، وما إلى ذلك. في ظل الظروف المواتية ، تنتفخ الأبواغ وتنبت.

تشمل Saprotrophs بكتيريا التسوس والتخمير. الأول يحلل المركبات المحتوية على النيتروجين ، والأخير - المركبات المحتوية على الكربون. في كلتا الحالتين ، يتم إطلاق الطاقة اللازمة لنشاط حياتهم.

دور البكتيريا في المحيط الحيوي كبير جدًا. بسبب نشاطها الحيوي ، يحدث التحلل والتمعدن للمواد العضوية والنباتات والحيوانات الميتة. وتشارك المركبات غير العضوية البسيطة الناتجة (الأمونيا ، وكبريتيد الهيدروجين ، وثاني أكسيد الكربون ، وما إلى ذلك) في الدوران العام للمواد. تشارك البكتيريا ، جنبًا إلى جنب مع الفطريات والأشنات ، في المراحل الأولية من عمليات تكوين التربة.

تلعب البكتيريا المثبتة للنيتروجين دورًا خاصًا في الطبيعة. تسكن هذه البكتيريا التربة ، وتثريها بالنيتروجين ، وتشمل هذه البكتيريا Azotobacter التي تعيش بحرية وبكتيريا العقيدات التي تستقر على جذور البقوليات ونباتات الميموزا.

تلعب البكتيريا دورًا إيجابيًا في النشاط الاقتصادي البشري. تستخدم بكتيريا حمض اللاكتيك في تحضير مجموعة متنوعة من المنتجات الغذائية من الحليب: القشدة الحامضة ، اللبن الرائب ، الكفير ، الزبدة ، الجبن.

البكتيريا المسببة للأمراض- العوامل المسببة للأمراض الخطيرة في الإنسان والحيوان: الطاعون ، التولاريميا ، الجمرة الخبيثة ، الالتهاب الرئوي ، الزحار ، السل ، إلخ.

تصيب البكتيريا والنباتات مسببة ما يسمى بالبكتيريا (اكتشاف ، ذبول ، حروق ، تعفن رطب ، أورام ، إلخ).

البكتيريا الرميةتلعب ليس فقط دورًا إيجابيًا ، مما يضمن تداول المواد في الطبيعة ، ولكن أيضًا دورًا سلبيًا ، مما يتسبب في تعفن الطعام.

واسع الانتشار طرق القتالمع البكتيريا المتعفنة هي: تجفيف الفواكه والفطر واللحوم والأسماك والحبوب. تبريدها وتجميدها في الثلاجات والأنهار الجليدية ؛ منتجات التخليل في حامض الخليك. تركيز عالٍ من السكر ، على سبيل المثال ، في صناعة المربى ، مما يسبب تحلل البلازما في الخلايا البكتيرية ويعطل نشاطها الحيوي ؛ تمليح.

يتم استخدام طريقة للقضاء على الأشكال النباتية للبكتيريا والحفاظ على الحليب والنبيذ وعصائر الفاكهة وغيرها من المنتجات بسترة- التسخين حتى 65 درجة مئوية لمدة 10-20 دقيقة ، ولإخلاء الوسط من البكتيريا المكونة للجراثيم ، تعطي الطريقة أكبر تأثير تعقيم- الغليان عند ضغط مرتفع في الأوتوكلاف. في الطب وصناعة الأغذية والزراعة ، يتم استخدام طريقة التطهير (العلاج باليود ، بيروكسيد الهيدروجين ، حمض البوريك ، إلخ).

البكتيريا الزرقاء(طحلب اخضر مزرق). يمثلون أقدم مجموعة فريدة من الكائنات الحية. تحدد العديد من خصائص البكتيريا الزرقاء (تثبيت النيتروجين ، وإفرازات المواد العضوية مدى الحياة ، وما إلى ذلك) دورها المهم للغاية في المحيط الحيوي. يضم القسم كائنات أحادية الخلية ، وكائنات استعمارية ومتعددة الخلايا (خيطية) من مختلف الهياكل المورفولوجية: من الميكروسكوب إلى المرئي للعين المجردة. توجد التركيبات الصفائحية الضوئية والأصباغ في السيتوبلازم: الكلوروفيل ألفا ، كاروتينوند ، phycobilins ، أصباغ غائبة في المركبات الضوئية الأخرى. نظرًا لتنوع الأصباغ ، فإن البكتيريا الزرقاء قادرة على امتصاص الضوء بأطوال موجية مختلفة.

تتكاثر البكتيريا الزرقاء اللاجنسي (أحادي الخلية - عن طريق الانقسام الخلوي ، والمستعمر والخيطي - عن طريق الانقسام إلى أقسام منفصلة يمكن أن تنبت إلى كائنات حية جديدة). لم يتم تحديد العملية الجنسية وأشكال السوط المتحرك ومراحلها.

البكتيريا الزرقاء شائعة في المياه العذبة والمالحة ، على سطح التربة ، على الصخور ، في الينابيع الحارة ، وهي جزء من الأشنات. إنها تثري التربة بالمواد العضوية والنيتروجين ، وهي غذاء للعوالق الحيوانية والأسماك ، ويمكن استخدامها للحصول على عدد من المواد القيمة التي تنتجها خلال حياتها (الأحماض الأمينية ، فيتامين ب 12 ، الأصباغ ، إلخ). يمكن استخدام بعض - نوستوك ، سبيرولينا - في الطعام. خلال فترة التكاثر الجماعي للبكتيريا الزرقاء في المسطحات المائية (ما يسمى "ازدهار الماء") ، تحدث عملية تسوسها: يكتسب الماء رائحة كريهة ويصبح غير صالح للشرب ؛ هناك موت جماعي للأسماك ؛ يتكون فيلم زيتي ، أخضر قذر على سطح الخزان ، يتكون من البكتيريا الزرقاء الميتة.

اقرأ أكثر

تحتل البكتيريا الزرقاء مكانًا خاصًا بين البكتيريا. يتم تمثيلهم بأشكال أحادية الخلية ، مستعمرة وخيطية تحتوي على الكلوروفيل وقادرة على التمثيل الضوئي. تخلق البكتيريا الزرقاء مخزنًا من المواد العضوية في التربة والمياه ، والذي يعمل كقاعدة غذائية للأسماك والحيوانات الصغيرة الأخرى. أثناء التكاثر الجماعي ، تسبب البكتيريا الزرقاء ازدهار الماء.

تعيش البكتيريا الزرقاء بشكل أساسي في مسطحات المياه العذبة ، ويعيش بعضها على تربة رطبة ، عند قاعدة جذوع الأشجار. يعيش عدد قليل من الأنواع في البحار. تكيف البعض للعيش في ظروف غير مواتية للغاية: في الينابيع الساخنة والبحيرات المتجمدة في القارة القطبية الجنوبية.

تحتوي البكتيريا الزرقاء على الصباغ الأخضر الكلوروفيل ، بالإضافة إلى أصباغ زرقاء وحمراء وصفراء تشارك في امتصاص الضوء. يعطي مزيج الأصباغ في معظم الحالات اللون الأزرق والأخضر (ومن هنا الاسم). لكن بعضها أصفر أو أسود أو أحمر. نظرًا لتلوين البكتيريا الزرقاء ، فإنها تعطي البيئة التي تعيش فيها لونًا معينًا ، خاصة أثناء التكاثر الجماعي. حصل البحر الأحمر على اسمه من البكتيريا الزرقاء الحمراء.

تلعب البكتيريا الزرقاء دورًا مهمًا في الطبيعة. جنبا إلى جنب مع البكتيريا الأخرى ، فإنها تثري التربة بالمواد العضوية والنيتروجين ، والأجسام المائية والهواء بالأكسجين. مواد من الموقع

العديد من ممثلي البكتيريا الزرقاء قادرون على إصلاح النيتروجين في الغلاف الجوي. في آسيا ، بسبب البكتيريا الزرقاء المثبتة للنيتروجين ، يُزرع الأرز لفترة طويلة في نفس المنطقة دون استخدام الأسمدة.

نظرًا لقدرتها على تثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي ، يمكن للبكتيريا الزرقاء أن تستعمر أسطح الصخور العارية والتربة الفقيرة. تقوم الأنواع البحرية من البكتيريا الزرقاء بإصلاح حوالي ربع كل النيتروجين ، الذي يمتصه البحر من الهواء.

تعمل الأشكال المائية من البكتيريا كغذاء للحيوانات والأسماك الصغيرة. تستخدم بعض البكتيريا الزرقاء "كمورد" للمواد القيمة للإنسان - البروتينات ، والكربوهيدرات ، والدهون ، والفيتامينات ، والأصباغ. تستخدم أنواع معينة من البكتيريا الزرقاء في الغذاء. على سبيل المثال ، يُستهلك نوستوك البرقوق (الشكل 25) في الصين واليابان ، ويستهلك سبيرولينا (الشكل 26) في منطقة بحيرة تشاد في إفريقيا. من سبيرولينا الحصول على البروتين الغذائي ، والذي يستخدم كمكمل غذائي.

وجود أغشية خلوية صلبة. تكون الأغشية المخاطية في أغلب الحالات.

عدم وجود نوى نموذجية ، يكمن الحمض النووي بحرية في وسط الخلية.

توطين أصباغ التمثيل الضوئي في الثايلاكويدات في غياب البلاستيدات الخضراء ؛ تحتوي الثايلاكويدات على الكلوروفيل أ.

وجود شوائب مختلفة: فجوات غازية (توفر الطفو) ، حبيبات السيانوفيسين (تثبيت النيتروجين) ، أجسام متعددة الفوسفات (تثبيت الفوسفور).

تشمل البكتيريا الزرقاء أشكالًا أحادية الخلية ومتعددة الخلايا (الشكل 3.5 ، 3.6).

أرز. 3.6 هيكل الخلية (وفقًا لـ Tarasenko E.V. ، 2013) أ - بكتيريا غيرية التغذية ؛

ب - البكتيريا الزرقاء 1 - السوط ؛ 2 - الريبوسومات 70S ؛ 3 - الادراج 4 - الميزوزومات ؛ 5 - DNA ؛ 6 - قذيفة 7 - غشاء 8 - الغشاء الضوئي (الثايلاكويدات)

3.4. الإمبراطورية الفرعية النووية ، أو حقيقيات النوى (Eucaryota)

(من اليونانية eu - جيدة ، تمامًا واليونانية karyon - core) - الكائنات الحية التي تحتوي خلاياها على نوى مشكلة. تشمل حقيقيات النوى جميع الحيوانات والنباتات العليا وكذلك الطحالب أحادية الخلية ومتعددة الخلايا والفطريات والأوليات.

مقارنة بين حقيقيات النوى وبدائيات النوى:

وفقًا للمفاهيم الحديثة ، تعد بدائيات النوى ، جنبًا إلى جنب مع أسلاف حقيقيات النوى ، من بين أقدم الكائنات الحية ولها أصل مشترك. تكمن الحجة المؤيدة للأصل المشترك للخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة في التشابه الأساسي لجهازها الوراثي. تظهر الفروق في الجدولين 3.1 و 3.2.

الجدول 3.1

مقارنة بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى

الجدول 3.2

مقارنة بين النشاط الحيوي بدائيات النوى وحقيقيات النوى

تشابه الخلية

معظم الخلايا - النباتات والفطريات (باستثناء الخلايا الحيوانية) ، مثل الخلايا بدائية النواة ، محاطة بجدار خلوي صلب. ومع ذلك ، فإن تركيبها الكيميائي مختلف.

توجد في الخلية حقيقية النواة نواة وجميع العضيات المميزة للخلية: الشبكة الإندوبلازمية ، الريبوسومات ، الميتوكوندريا ، جهاز جولجي.

تشمل البكتيريا الزرقاء مجموعة كبيرة من الكائنات الحية التي تجمع بين البنية بدائية النواة للخلية والقدرة على إجراء عملية التمثيل الضوئي ، مصحوبة بإطلاق O 2 ، والتي تتميز بمجموعات مختلفة من الطحالب والنباتات العليا. إن الجمع بين السمات المتأصلة في الكائنات الحية التي تنتمي إلى ممالك مختلفة أو حتى الممالك الفائقة للحياة البرية جعل البكتيريا الزرقاء موضوعًا للنضال من أجل الانتماء إلى النباتات الدنيا (الطحالب) أو البكتيريا (بدائيات النوى).

مسألة موقع البكتيريا الزرقاء (الطحالب الخضراء المزرقة) في نظام العالم الحي لها تاريخ طويل ومثير للجدل. لفترة طويلة كانوا يعتبرون كواحدة من مجموعات النباتات الدنيا ، وبالتالي تم تنفيذ التصنيف وفقًا لقواعد المدونة الدولية للتسميات النباتية. وفقط في الستينيات. في القرن العشرين ، عندما تم تحديد تمييز واضح بين أنواع بدائية النواة وحقيقية النواة للتنظيم الخلوي وعلى أساس ذلك ، صاغ K. van Niel و R. Steinier تعريف البكتيريا على أنها كائنات حية ذات بنية خلية بدائية النواة ، نشأ السؤال حول المراجعة موقع الطحالب الخضراء المزرقة في الكائنات الحية النظام.

أدت دراسة علم الخلايا لخلايا الطحالب الخضراء المزرقة باستخدام الأساليب الحديثة إلى استنتاج لا يمكن إنكاره مفاده أن هذه الكائنات هي أيضًا بدائيات النوى النموذجية. نتيجة لذلك ، اقترح R. Steinier التخلي عن اسم "الطحالب الخضراء المزرقة" وتسمية هذه الكائنات "البكتيريا الزرقاء" - وهو مصطلح يعكس طبيعتها البيولوجية الحقيقية. أجبرت إعادة توحيد البكتيريا الزرقاء مع بقية بدائيات النوى الباحثين على مراجعة التصنيف الحالي لهذه الكائنات وإخضاعها لقواعد المدونة الدولية لتسمية البكتيريا.

لفترة طويلة ، وصف علماء الطحالب حوالي 170 جنسًا وأكثر من 1000 نوع من الطحالب الخضراء المزرقة. حاليًا ، يجري العمل لإنشاء تصنيف جديد للبكتيريا الزرقاء بناءً على دراسة الثقافات النقية. تم بالفعل الحصول على أكثر من 300 سلالة نقية من البكتيريا الزرقاء. من أجل التصنيف ، تم استخدام السمات المورفولوجية الثابتة ، وأنماط تطوير الثقافة ، وخصائص البنية التحتية الخلوية ، والحجم وخصائص النيوكليوتيدات للجينوم ، وخصائص استقلاب الكربون والنيتروجين ، وعدد آخر.

البكتيريا الزرقاء هي مجموعة متنوعة شكليًا من البكتيريا سالبة الجرام ، بما في ذلك الأشكال أحادية الخلية والمستعمرة ومتعددة الخلايا. في الأخير ، وحدة البنية عبارة عن خيط (ثلاثي الألوان ، أو خيوط). الخيوط بسيطة أو متفرعة. تتكون الخيوط البسيطة من صف واحد من الخلايا (ثلاثي الألوان من صف واحد) التي لها نفس الحجم والشكل والبنية ، أو الخلايا التي تختلف في هذه المعلمات. تنشأ الأشكال ثلاثية الألوان المتفرعة نتيجة لأسباب مختلفة ، وبالتالي تميز بين التفرع الحقيقي والخطأ. تؤدي قدرة الخلايا ثلاثية الألوان على الانقسام في مستويات مختلفة إلى تفرع حقيقي ، مما ينتج عنه ترايخومات متعددة الصفوف أو خيوط من صف واحد مع فروع جانبية أحادية الصف. لا يرتبط التفرع الكاذب للشعيرات بخصائص الانقسام الخلوي داخل الشعيرة ، ولكنه ناتج عن ارتباط أو اتصال خيوط مختلفة بزاوية مع بعضها البعض.

خلال دورة الحياة ، تشكل بعض البكتيريا الزرقاء خلايا مفردة متباينة أو خيوط قصيرة تعمل على التكاثر (الخلايا الحيوية ، الهرموغونيا) ، أو البقاء على قيد الحياة في ظروف معاكسة (الأبواغ ، أو الأكينات) ، أو تثبيت النيتروجين في الظروف الهوائية (الأكياس غير المتجانسة). ويرد أدناه وصف أكثر تفصيلاً للأشكال المتباينة من البكتيريا الزرقاء عند وصف تصنيفها وعملية تثبيت النيتروجين. ويرد وصف موجز لل akinetes في الفصل. 5. بالنسبة لمختلف ممثلي هذه المجموعة ، فإن القدرة على الانزلاق هي خاصية مميزة. وهي مميزة لكل من الأشكال الخيطية (trichomes و / أو الهرموغونيا) والأشكال أحادية الخلية (الخلايا الحيوية).

هناك طرق مختلفة لتكاثر البكتيريا الزرقاء. يحدث الانقسام الخلوي عن طريق الانقسام الثنائي المتساوي ، مصحوبًا بتكوين حاجز عرضي أو انقباض ؛ الانشطار الثنائي غير المتكافئ (التبرعم) ؛ تقسيم متعدد (انظر الشكل 20 ، ميلادي). يمكن أن يحدث الانشطار الثنائي في مستوى واحد فقط ، مما يؤدي في الأشكال أحادية الخلية إلى تكوين سلسلة من الخلايا ، وفي الأشكال الخيطية إلى استطالة ثلاثي الشكل أحادي الخلية. يؤدي الانقسام في عدة مستويات في البكتيريا الزرقاء أحادية الخلية إلى تكوين مجموعات ذات شكل منتظم أو غير منتظم ، وفي البكتيريا الخيطية ، إلى ظهور ثلاثي الشكل متعدد الصفوف (إذا كانت جميع الخلايا النباتية للخيوط تقريبًا قادرة على مثل هذا الانقسام) أو trichome أحادي الصف مع فروع جانبية أحادية الصف (إذا كانت القدرة على الانقسام في مستويات مختلفة تكشف فقط الخلايا الفردية للخيط). يتم أيضًا استنساخ الأشكال الخيطية بمساعدة أجزاء من trichomes ، تتكون من خلية واحدة أو أكثر ، في بعضها - أيضًا عن طريق الهرموغونيا ، والتي تختلف عن trichomes في عدد من الطرق ، ونتيجة لإنبات akinetes في مواتية الظروف.

بدأ العمل على تصنيف البكتيريا الزرقاء وفقًا لقواعد المدونة الدولية لتسميات البكتيريا ، مما أدى إلى تحديد 5 مجموعات تصنيفية رئيسية في ترتيب الطلبات التي تختلف في الشخصيات المورفولوجية (الجدول 27). لتوصيف الأجناس المحددة ، يتم أيضًا استخدام البيانات التي تم الحصول عليها من دراسة البنية التحتية الخلوية والمواد الوراثية والخصائص الفسيولوجية والكيميائية الحيوية.

يتضمن ترتيب Chroococcales البكتيريا الزرقاء أحادية الخلية التي توجد كخلايا مفردة أو مستعمرات الشكل (الشكل 80). يتميز معظم ممثلي هذه المجموعة بتكوين أغلفة تحيط بكل خلية ، بالإضافة إلى تجميع مجموعات من الخلايا معًا ، أي المشاركة في تكوين المستعمرات. تتفكك البكتيريا الزرقاء ، التي لا تشكل خلاياها أغلفة ، بسهولة إلى خلايا مفردة. يتم التكاثر عن طريق الانشطار الثنائي في مستوى واحد أو أكثر ، وكذلك عن طريق التبرعم.

الجدول 27. المجموعات التصنيفية الرئيسية للبكتيريا الزرقاء