Отдел цианобактерии обща характеристика, представители и значение. цианобактерии

Сред организмите, които съществуват сега, има такива, за чиято принадлежност към който и да е, има постоянни спорове. Така е и със същества, наречени цианобактерии. Въпреки че дори нямат собствено име. Твърде много синоними

  • синьо-зелени водорасли;
  • цианобионти;
  • фикохромни пелети;
  • цианид;
  • слузни водорасли и други.

Така се оказва, че цианобактерията е съвсем малък, но в същото време толкова сложен и противоречив организъм, който изисква внимателно проучване и разглеждане на структурата му, за да се определи точната таксономична принадлежност.

История на съществуване и откриване

Съдейки по фосилните останки, историята на съществуването на синьо-зелените водорасли се връща далеч в миналото, преди няколко (3,5) милиарда години. Подобни заключения позволиха да се направят изследвания от палеонтолози, които анализираха скалите (техните разрези) от онези далечни времена.

На повърхността на пробите са открити цианобактерии, чиято структура не се различава от тази на съвременните форми. Това показва висока степен на адаптивност на тези същества към различни условия на местообитание, към тяхната изключителна издръжливост и оцеляване. Очевидно е, че в продължение на милиони години е имало много промени в температурата и газовия състав на планетата. Нищо обаче не повлия на жизнеспособността на циана.

В днешно време цианобактерията е едноклетъчен организъм, който е открит едновременно с други форми на бактериални клетки. Тоест Антонио Ван Льовенхук, Луи Пастьор и други изследователи през XVIII-XIX век.

Те са подложени на по-задълбочено изследване по-късно, с развитието на електронната микроскопия и модернизираните методи и методи на изследване. Идентифицирани са характеристики, които притежават цианобактериите. Структурата на клетката включва редица нови структури, които не се срещат при други същества.

Класификация

Остава открит въпросът за определяне на тяхната таксономична принадлежност. Засега се знае само едно: цианобактериите са прокариоти. Това се потвърждава от функции като:

  • липса на ядро, митохондрии, хлоропласти;
  • наличието на муреин в клетъчната стена;
  • S-рибозомни молекули в клетката.

Въпреки това цианобактериите са прокариоти, наброяващи около 1500 хиляди разновидности. Всички те бяха класифицирани и обединени в 5 големи морфологични групи.

  1. Хроококова. Доста голяма група, обединяваща единични или колониални форми. Високите концентрации на организми се държат заедно от общата слуз, секретирана от клетъчната стена на всеки индивид. По форма тази група включва пръчковидни и сферични структури.
  2. Плеврокапсален. Много подобно на предишните форми обаче се появява особеност под формата на образуване на беоцити (повече за това явление по-късно). Включените тук цианобактерии принадлежат към три основни класа: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
  3. Оксилатори. Основната характеристика на тази група е, че всички клетки са комбинирани в обща слузна структура, наречена трихоми. Разделянето става без да се излиза отвъд тази нишка, вътре. Осцилаториите включват изключително вегетативни клетки, които се делят асексуално наполовина.
  4. Носток. Интересни с тяхната криофилност. Способен да живее в открити ледени пустини, образувайки цветни набези върху тях. Така нареченият феномен на "цъфтящи ледени пустини". Формите на тези организми също са нишковидни под формата на трихоми, но сексуално размножаване с помощта на специализирани клетки - хетероцисти. Тук могат да бъдат приписани следните представители: Anabens, Nostocs, Calotrixes.
  5. Стигонемичен. Много прилича на предишната група. Основната разлика в метода на размножаване е, че те могат да се делят многократно в рамките на една и съща клетка. Най-популярният представител на тази асоциация е Фишерълс.

По този начин цианидът се класифицира според морфологичния критерий, тъй като за останалото възникват много въпроси и се получава объркване. Ботаниците и микробиолозите все още не могат да стигнат до общ знаменател в систематиката на цианобактериите.

местообитания

Поради наличието на специални адаптации (хетероцисти, беоцити, необичайни тилакоиди, газови вакуоли, способност за фиксиране на молекулен азот и други), тези организми се заселват навсякъде. Те са в състояние да оцелеят дори в най-екстремните условия, при които изобщо не може да съществува жив организъм. Например, горещи термофилни извори, анаеробни условия с атмосфера от сероводород, с pH по-малко от 4.

Цианобактерията е организъм, който тихо оцелява върху морски пясък и скалисти первази, ледени блокове и горещи пустини. Можете да разпознаете и определите наличието на цианиди по характерната цветна плака, която образуват техните колонии. Цветът може да варира от синьо-черен до розов и лилав.

Наричат ​​се синьо-зелени, защото често образуват синьо-зелен лигав филм върху повърхността на обикновена прясна или солена вода. Това явление се нарича "цъфтеж на водата". Може да се види на почти всяко езеро, което започва да обрасва и блато.

Характеристики на структурата на клетката

Цианобактериите имат обща структура за прокариотните организми, но има и някои особености.

Общият план на клетъчната структура е както следва:

  • клетъчна стена от полизахариди и муреин;
  • билипидна структура;
  • цитоплазма със свободно разпределен генетичен материал под формата на ДНК молекула;
  • тилакоиди, които изпълняват функцията на фотосинтеза и съдържат пигменти (хлорофили, ксантофили, каротеноиди).

Видове специализирани структури

На първо място, това са хетероцисти. Тези структури не са части, а самите клетки като част от трихом (обща колониална нишка, обединена от слуз). Те се различават при гледане под микроскоп по състава си, тъй като основната им функция е производството на ензим, който позволява фиксирането на молекулния азот от въздуха. Следователно в хетероцистите практически няма пигменти, но има много азот.

Второ, това са хормогония - участъци, изтръгнали от трихомите. Те служат като места за размножаване.

Беоцитите са вид дъщерни клетки, масово надарени от една майчина. Понякога броят им достига хиляда за един период на деление. Dermocaps и други Pleurocapsodiaceae са способни на такава характеристика.

Акинетите са специални клетки, които са в покой и са включени в трихомите. Различават се с по-масивна клетъчна стена, богата на полизахариди. Тяхната роля е подобна на хетероцистите.

Газови вакуоли - всички цианобактерии ги имат. Структурата на клетката първоначално предполага тяхното присъствие. Тяхната роля е да участват в процесите на цъфтеж на водата. Друго име за такива структури е карбоксизоми.

Те със сигурност съществуват в растителни, животински и бактериални клетки. При синьо-зелените водорасли обаче тези включвания са малко по-различни. Те включват:

  • гликоген;
  • полифосфатни гранули;
  • цианофицинът е специално вещество, състоящо се от аспартат, аргинин. Служи за натрупване на азот, тъй като тези включвания се намират в хетероцисти.

Това имат цианобактериите. Основните части и специализирани клетки и органели са това, което позволява на цианидите да извършват фотосинтеза, но в същото време лекуват бактерии.

възпроизвеждане

Този процес не е особено труден, тъй като е същият като този на обикновените бактерии. Цианобактериите могат да се делят вегетативно, на части от трихоми, нормална клетка на две или да извършват полов процес.

Често в тези процеси участват специализирани клетки от хетероцисти, акинети, беоцити.

Начини на транспортиране

Клетката на цианобактерията е покрита отвън, а понякога и със слой от специален полизахарид, който може да образува слузеста капсула около нея. Благодарение на тази функция се осъществява движението на циан.

Няма флагели или специални израстъци. Движението може да се извършва само върху твърда повърхност с помощта на слуз, с кратки контракции. Някои осцилатории имат много необичаен начин на движение - те се въртят около оста си и в същото време карат целия трихом да се върти. Ето как се движи повърхността.

Възможност за фиксиране на азот

Почти всяка цианобактерия има тази функция. Това е възможно благодарение на наличието на ензима нитрогеназа, който е в състояние да фиксира молекулния азот и да го превърне в смилаема форма на съединения. Това се случва в структурите на хетероцистите. Следователно тези видове, които ги нямат, не са способни от въздуха.

Като цяло, този процес прави цианобактериите много важни същества за живота на растенията. Установявайки се в почвата, цианидът помага на представителите на флората да усвоят свързания азот и да водят нормален живот.

анаеробни видове

Някои форми на синьо-зелени водорасли (например Oscillatoria) са в състояние да живеят в напълно анаеробни условия и атмосфера на сероводород. В този случай съединението се преработва вътре в тялото и в резултат на това се образува молекулярна сяра, която се отделя в околната среда.

бактерии- първите организми, населявали нашата планета. Това са най-малките прокариотни организми, които имат клетъчна структура. Размерите на бактериите варират от няколко десети микрона до 10-13 микрона. Срещат се във въздуха (на надморска височина до 40 000 m), почвата, водата, снеговете на полярните райони и горещите извори с температура около 90 ° C. Особено много от тях в почвата - от 200-500 милиона до 2 милиарда или повече индивида на 1 g, в зависимост от вида на почвата.

Според формата и особеностите на клетъчното асоцииране се разграничават няколко морфологични групи бактерии: сферични, наречени коки, прави пръчковидни - бацили, извити - вибриони, спирално извити - спирили. Коките, свързани по двойки, се наричат ​​- диплококисвързани във верига стрептококи, под формата на клъстери - стафилококии др. Нишковидните форми са по-рядко срещани.

Някои бактерии имат органели на движение - флагели (от 1 до 50), които се състоят от специален протеин - флагелин. При редица бактерии те са разположени в единия край на клетката, при други - в два или по цялата повърхност. Начинът, по който са разположени флагелите, е един от признаците в класификацията на подвижните бактерии.

Тънката и еластична клетъчна мембрана, която включва муреин, придава на бактериалната клетка определена форма, предпазва съдържанието й от въздействието на неблагоприятните фактори на околната среда и изпълнява редица други функции. Много видове бактерии са заобиколени от лигавична капсула.

Плазменната мембрана е способна да образува изпъкналости в цитоплазмата, т.нар мезозоми. Върху мембраните на мезозомите са разположени редокс ензими, а във фотосинтетичните бактерии - съответните пигменти, благодарение на които мезозомите са в състояние да изпълняват функциите на митохондриите, хлоропластите и други органели.

В централната част на клетката има една кръгла ДНК молекула - генома, състояща се от приблизително 5 милиона базови двойки. Много бактерии имат малки кръгови ДНК молекули, наречени плазмиди. В бактериите липсват митохондрии, хлоропласти, ендоплазмен ретикулум, апарат на Голджи и други мембранни структури, характерни за всички еукариотни клетки. В цитоплазмата обаче има до 20 хиляди малки рибозоми.

Някои бичукови водни и почвени бактерии в цитоплазмата имат газови вакуоли. Чрез регулиране на количеството газове във вакуоли, водните бактерии могат да потънат във водния стълб или да се издигнат на повърхността му, докато почвените бактерии могат да се движат в почвените капиляри. Резервни веществабактериални клетки - полизахариди (нишесте, гликоген), мазнини, полифосфати, сяра.

Бактериите са безцветни (в цитоплазмата им няма пигменти), с изключение на зелена и лилава дива коза.

възпроизвежданебактериите се случват чрез просто бинарно клетъчно делене. Това се предшества от самоудвояване (репликация) на ДНК молекулата. Пъпкуването се случва като изключение.

При някои бактерии са открити опростени форми на половия процес (например при Escherichia coli). Сексуалният процес наподобява конюгация, при която прехвърлянето на генетичен материал от една клетка в друга става по време на техния директен контакт. След това клетките се разделят. Броят на индивидите в резултат на половия процес остава същият, но има обмен на наследствен материал, т.е. настъпва генетична рекомбинация.

спорообразуванехарактерни само за малка група бактерии, бацили, клостридии. Под формата на спори бактериите понасят неблагоприятни условия. Издържат на продължително сушене, нагряване над 100°C и охлаждане до почти абсолютна нула. В нормално състояние бактериите са нестабилни при изсушаване, излагане на пряка слънчева светлина, при повишаване на температурата до 65-80°C и т. н. При благоприятни условия спорите набъбват и покълват.

Сапротрофите включват бактерии на разпад и ферментация. Първите разграждат съединения, съдържащи азот, а вторите - въглерод-съдържащи съединения. И в двата случая се освобождава необходимата за тяхната жизнена дейност енергия.

Ролята на бактериите в биосферата е доста голяма. Поради тяхната жизнена дейност настъпва разлагане и минерализация на органични вещества, мъртви растения и животни. Получените прости неорганични съединения (амоняк, сероводород, въглероден диоксид и др.) участват в общата циркулация на веществата. Бактериите, заедно с гъбичките и лишеите, участват в началните етапи на почвообразуващите процеси.

Бактериите, фиксиращи азот, играят специална роля в природата. Населявайки почвата, такива бактерии я обогатяват с азот, те включват свободно живеещи азотобактерии и нодулни бактерии, които се заселват върху корените на бобовите растения и растенията мимоза.

Бактериите играят положителна роля в човешката икономическа дейност. Млечнокиселите бактерии се използват при приготвянето на различни хранителни продукти от мляко: заквасена сметана, подсирено мляко, кефир, масло, сирене.

Патогенни бактерии- причинители на опасни заболявания при хората и животните: чума, туларемия, антракс, пневмония, дизентерия, туберкулоза и др.

Бактериите и растенията заразяват, причинявайки им т. нар. бактериози (зацапване, увяхване, изгаряния, мокро гниене, тумори и др.).

Сапротрофни бактериииграят не само положителна роля, осигурявайки циркулацията на веществата в природата, но и отрицателна, причинявайки гниене на храната.

широко разпространен методи на борбас гнилостни бактерии са: сушене на плодове, гъби, месо, риба, зърнени храни; охлаждането и замразяването им в хладилници и ледници; продукти за мариноване в оцетна киселина; висока концентрация на захар, например при производството на сладко, което причинява плазмолиза в бактериалните клетки и нарушава жизнената им дейност; осоляване.

За унищожаване на вегетативни форми на бактерии и запазване на мляко, вино, плодови сокове и други продукти се използва метод пастьоризация- загряване до 65 °C за 10-20 минути и за освобождаване на средата от спорообразуващи бактерии, методът дава най-голям ефект стерилизация- кипене при повишено налягане в автоклави. В медицината, хранително-вкусовата промишленост и селското стопанство се използва методът на дезинфекция (лечение с йод, водороден прекис, борна киселина и др.).

цианобактерии(синьо-зелени водорасли). Те представляват най-старата, уникална група организми. Много свойства на цианобактериите (фиксация на азот, екскреции на органични вещества през целия живот и др.) определят изключително важната им роля в биосферата. Отделът включва едноклетъчни, колониални и многоклетъчни (нишковидни) организми с различни морфологични структури: от микроскопични до видими с просто око. В цитоплазмата са разположени фотосинтетичните ламеларни структури и пигменти: хлорофил α, каротинонди, фикобилини, пигменти, които липсват в други фотосинтетици. Поради разнообразието от пигменти, цианобактериите са способни да абсорбират светлина с различни дължини на вълната.

Цианобактериите се размножават безполово (едноклетъчни - чрез клетъчно делене, колониални и нишковидни - чрез разпадане на отделни секции, които могат да покълнат в нови организми). Половият процес и подвижните флагеларни форми и етапи не са идентифицирани.

Цианобактериите са често срещани в сладки и солени води, по повърхността на почвата, по скалите, в горещите извори и са част от лишеите. Те обогатяват почвата с органични вещества и азот, храна са за зоопланктона и рибите и могат да се използват за получаване на редица ценни вещества, произведени от тях в хода на живота (аминокиселини, витамин В 12, пигменти и др.). Някои - носток, спирулина - могат да се използват в храната. По време на периода на масово размножаване на цианобактерии във водоеми (т.нар. „цъфтеж на водата“) настъпва процесът на тяхното разпадане: водата придобива неприятна миризма и става негодна за пиене; има масова смърт на риби; върху повърхността на резервоара се образува маслен, мръсно-зелен филм, състоящ се от мъртви цианобактерии.

Прочетете още

Цианобактериите заемат специално място сред бактериите. Те са представени от едноклетъчни, колониални и нишковидни форми, съдържащи хлорофил и способни на фотосинтеза. Цианобактериите създават запас от органична материя в почвата и водата, която служи като хранителна база за риби и други дребни животни. По време на масово размножаване цианобактериите причиняват цъфтеж на водата.

Цианобактериите обитават предимно сладководни водни басейни, някои живеят на влажна почва, в основата на стволовете на дърветата. Малък брой видове живеят в моретата. Някои са се приспособили да живеят в много неблагоприятни условия: в горещи извори, замръзнали езера в Антарктида.

Цианобактериите съдържат зеления пигмент хлорофил, както и сини, червени и жълти пигменти, участващи в усвояването на светлината. Комбинацията от пигменти дава в повечето случаи синьо-зелен цвят (оттук и името). Но някои от тях са жълти, черни или червени. Благодарение на оцветяването на цианобактериите, те придават на средата, в която живеят, определен цвят, особено при масово размножаване. Червено море е получило името си от червените цианобактерии.

Цианобактериите играят важна роля в природата. Заедно с други бактерии те обогатяват почвата с органична материя и азот, а водоемите и въздуха с кислород. материал от сайта

Много представители на цианобактериите са в състояние да фиксират атмосферния азот. В Азия, поради азотфиксиращите цианобактерии, оризът се отглежда дълго време в една и съща зона без използване на торове.

Поради способността си да фиксират атмосферния азот, цианобактериите могат да колонизират голи скални повърхности и бедни почви. Морските видове цианобактерии фиксират около една четвърт от целия азот, който се абсорбира от морето от въздуха.

Водните форми на бактериите служат като храна за малки животни и риби. Някои цианобактерии се използват като „доставчици” на ценни за човека вещества – белтъчини, въглехидрати, мазнини, витамини, пигменти. Някои видове цианобактерии се използват за храна. Например, слива nostoc (фиг. 25) се консумира в Китай и Япония, а спирулина (фиг. 26) се консумира в района на езерото Чад в Африка. От спирулината получават хранителни протеини, които се използват като добавка към храната.

Наличието на твърди клетъчни мембрани. Образуване в повечето случаи на лигавици.

Отсъствието на типични ядра, ДНК лежи свободно в центъра на клетката.

Локализация на фотосинтетичните пигменти в тилакоидите при липса на хлоропласти; тилакоидите съдържат хлорофил а.

Наличието на различни включвания: газови вакуоли (осигуряващи плаваемост), цианофицин гранули (фиксация на азот), полифосфатни тела (фиксация на фосфор).

Цианобактериите включват едноклетъчни и многоклетъчни форми (фиг. 3.5, 3.6).

Ориз. 3.6. Клетъчна структура (по Tarasenko E.V., 2013) A - хетеротрофна бактерия;

B - цианобактерии 1 - флагел; 2 - рибозоми 70S; 3 - включвания; 4 - мезозоми; 5 - ДНК; 6 - черупка; 7 - мембрана; 8 - фотосинтетична мембрана (тилакоиди)

3.4. Ядрена подимперия, или еукариоти (Eucaryota)

(от гръцки eu - добър, напълно и гръцки karyon - ядро) - организми, чиито клетки съдържат оформени ядра. Еукариотите включват всички висши животни, растения, както и едноклетъчни и многоклетъчни водорасли, гъби и протозои.

Сравнение на еукариоти и прокариоти:

Според съвременните представи прокариотите, заедно с предците на еукариотите, са сред най-древните организми и имат общ произход. Аргументът в полза на общия произход на прокариотните и еукариотните клетки се крие във фундаменталното сходство на техния генетичен апарат. Разликите са показани в таблици 3.1, 3.2.


Таблица 3.1

Сравнение на прокариоти и еукариоти

знак прокариоти еукариоти
Размер на клетката Диаметър 0,5-5 µm Диаметърът обикновено е до 50 микрона.
Капсула Предлага се в някои бактерии Отсъства
клетъчна стена Бактериите съдържат муреин, цианобактерии - целулоза, пектин, малко муреин. Растенията имат целулозна стена, гъбите имат хитинова стена, а животинските клетки нямат клетъчна стена.
плазмалема На разположение Предлага се в животинска клетка - плазмалема с гликокаликс
Наличие на ядро Отсъствие Наличие на ядро
Ядрено вещество (хромозоми) ДНК - къси кръгови молекули ДНК - дълги линейни молекули, свързани с хистони и включват кодиращи региони (екзони) и некодиращи области (интрони)
Кодиращата част на ДНК 98% ДНК 1,5-3% ДНК, останалото е излишна ДНК
ДНК на цитоплазмата Цитоплазмената ДНК е представена от плазмиди (малки кръгови хромозоми в цитоплазмата) Цитоплазмената ДНК е локализирана в митохондриите и хлоропластите
Ядра Отсъствие На разположение
Организация на генома Има до 1,5 хиляди гена От 5 до 200 хиляди гена (при хората - около 25 хиляди)
Цитоплазма Без движение Има движение
Безмембранни органели Рибозоми По-малък от еукариотите - 70S. Обикновено безплатно, но може да бъде свързано с мембранни структури. Голям, 80S, в свободно състояние или свързан с мембрани от гранулиран EPS. Пластидите и митохондриите съдържат 70S рибозоми.
Клетъчен център Отсъствие Намира се в клетките на животни, гъби, по-ниски растения
Едномембранни органели Отсъствие. Техните функции се изпълняват от израстъци на клетъчната мембрана EPS, апарат на Голджи, вакуоли, лизозоми, пероксизоми и др.
Двойни мембранни органели Отсъствие Митохондрии - при всички еукариоти; пластиди - в растенията
мезозома Участва в клетъчното делене и метаболизма Отсъства
Жгутици Проста структура, не съдържа микротубули. Диаметър 20 nm Сложна структура, съдържа микротубули (подобни на микротубули на центриоли) Диаметър 200 nm
Вакуоли Отсъствие В растителна клетка с клетъчен сок (мембрана - тонопласт), в гъбичната клетка има много малки вакуоли, подобни на растенията, в животинска клетка - храносмилателна, контрактилна, екскреторна, фагоцитна и автофагоцитна.

Таблица 3.2

Сравнение на жизнената активност на прокариотите и еукариотите

знак прокариоти еукариоти
Аеробно клетъчно дишане При бактерии – в мезозоми; при цианобактериите - върху цитоплазмените мембрани Среща се в митохондриите
Фотосинтеза Няма хлоропласти. Фотосинтезата в цианобактериите се осъществява върху фотосинтетичните мембрани. В хлоропласти, съдържащи специални мембрани, събрани в грана
Фагоцитоза и пиноцитоза Отсъства (поради наличието на твърда клетъчна стена) Присъщ на животинските клетки, липсва при гъбичките и растенията
спорообразуване Някои представители са в състояние да образуват спори от клетката, за да издържат на неблагоприятни условия на околната среда, тъй като имат дебела стена. Спорообразуването е характерно за растенията и гъбите. Спорите са предназначени да се възпроизвеждат
Методи за клетъчно делене Бинарно напречно деление, рядко - пъпкуване. Митоза и мейоза липсват Митоза, мейоза, амитоза
Трансфер на генетична информация Хоризонтално (от клетка на клетка) чрез конюгация, трансформация и трансдукция. Вертикално предаване на генетична информация от родителите към потомството

клетъчни прилики

Повечето клетки - растения и гъби (с изключение на животински клетки), подобно на прокариотните клетки, са заобиколени от твърда клетъчна стена. Химичният им състав обаче е различен.

В еукариотната клетка има ядро ​​и всички органели, характерни за клетката: ендоплазмен ретикулум, рибозоми, митохондрии, апарат на Голджи.

Цианобактериите включват голяма група организми, които съчетават прокариотната структура на клетката със способността да извършват фотосинтеза, придружена от освобождаване на O 2, което е характерно за различни групи водорасли и висши растения. Комбинацията от черти, присъщи на организмите, принадлежащи към различни царства или дори суперцарства на дивата природа, направи цианобактериите обект на борба за принадлежност към нисши растения (водорасли) или бактерии (прокариоти).

Въпросът за позицията на цианобактериите (синьо-зелени водорасли) в системата на живия свят има дълга и противоречива история. Дълго време те се считат за една от групите по-ниски растения и следователно таксономията е извършена в съответствие с правилата на Международния кодекс на ботаническата номенклатура. И само през 60-те години. XX век, когато е установено ясно разграничение между прокариотни и еукариотни типове клетъчна организация и въз основа на това К. ван Нил и Р. Щайниер формулират дефиницията на бактериите като организми с прокариотна клетъчна структура, възниква въпросът за преразглеждане позицията на синьо-зелените водорасли в системата на живите организми.

Изследването на цитологията на клетките на синьо-зелените водорасли с помощта на съвременни методи доведе до неоспоримото заключение, че тези организми също са типични прокариоти. Вследствие на това Р. Щайниер предлага да се изостави името „синьо-зелени водорасли“ и да се нарекат тези организми „цианобактерии“ – термин, който отразява истинската им биологична природа. Обединяването на цианобактериите с останалите прокариоти принуди изследователите да преразгледат съществуващата класификация на тези организми и да я подчинят на правилата на Международния кодекс на номенклатурата за бактерии.

От дълго време алголозите описват около 170 рода и повече от 1000 вида синьо-зелени водорасли. В момента се работи за създаване на нова таксономия на цианобактериите, базирана на изследването на чисти култури. Вече са получени повече от 300 чисти щама цианобактерии. За класификация са използвани постоянни морфологични характеристики, модели на развитие на културата, особености на клетъчната ултраструктура, размери и нуклеотидни характеристики на генома, особености на въглеродния и азотен метаболизъм и редица други.

Цианобактериите са морфологично разнообразна група от грам-отрицателни еубактерии, включително едноклетъчни, колониални и многоклетъчни форми. При последното структурната единица е нишка (трихом или нишка). Нишките са прости или разклонени. Простите нишки се състоят от един ред клетки (едноредови трихоми), които имат еднакъв размер, форма и структура, или клетки, които се различават по тези параметри. Разклонените трихоми възникват в резултат на различни причини и следователно правят разлика между фалшиво и истинско разклоняване. Способността на трихомните клетки да се делят в различни равнини води до истинско разклоняване, което води до многоредови трихоми или едноредови нишки с едноредови странични разклонения. Фалшивото разклоняване на трихомите не е свързано с особеностите на клетъчното делене в рамките на нишката, а е резултат от прикрепване или свързване на различни нишки под ъгъл една спрямо друга.


По време на жизнения цикъл някои цианобактерии образуват диференцирани единични клетки или къси нишки, които служат за възпроизвеждане (баеоцити, хормогония), оцеляване при неблагоприятни условия (спори или акинети) или фиксиране на азот при аеробни условия (хетероцисти). По-подробно описание на диференцираните форми на цианобактерии е дадено по-долу, когато се описва тяхната таксономия и процесът на фиксиране на азот. Кратко описание на акинетите е представено в гл. 5. За различните представители на тази група е характерна способността за плъзгане. Характерно е както за нишковидни форми (трихоми и/или хормогония), така и за едноклетъчни форми (баеоцити).

Има различни начини за размножаване на цианобактерии. Делението на клетките става чрез равно бинарно делене, придружено от образуване на напречна преграда или свиване; неравномерно бинарно делене (пъпкуване); многократно деление (виж фиг. 20, A–D). Бинарното делене може да се случи само в една равнина, което при едноклетъчни форми води до образуване на верига от клетки, а при нишковидните до удължаване на едноредов трихом. Делението в няколко равнини при едноклетъчните цианобактерии води до образуване на гроздове с правилна или неправилна форма, а при нишковидните бактерии - до появата на многоредов трихом (ако почти всички вегетативни клетки на нишката са способни на такова разделяне) или едноредов трихом със странични едноредови клони (ако способността за разделяне в различни равнини разкрива само отделни клетки на нишката). Възпроизвеждането на нишковидни форми се извършва и с помощта на фрагменти от трихоми, състоящи се от една или повече клетки, в някои - също чрез хормонония, които се различават от трихомите по редица начини и в резултат на покълването на акинети в благоприятни условия условия.

Започнатата работа по класификацията на цианобактериите в съответствие с правилата на Международния кодекс за номенклатура на бактериите доведе до идентифицирането на 5 основни таксономични групи в ранга на разредите, които се различават по морфологични признаци (Таблица 27). За характеризиране на идентифицираните родове се използват и данни, получени от изследването на клетъчната ултраструктура, генетичен материал и физиологични и биохимични свойства.

Разредът Chroococcales включва едноклетъчни цианобактерии, които съществуват като единични клетки или образуват колонии (фиг. 80). Повечето представители на тази група се характеризират с образуването на обвивки, заобикалящи всяка клетка и в допълнение, държането на групи от клетки заедно, т.е. участие в образуването на колонии. Цианобактериите, чиито клетки не образуват обвивки, лесно се разпадат до единични клетки. Възпроизвеждането се извършва чрез бинарно делене в една или повече равнини, както и чрез пъпкуване.

Таблица 27. Основни таксономични групи цианобактерии