A cianobaktériumok osztály általános jellemzői, képviselői és jelentősége. cianobaktériumok

A jelenleg létező organizmusok között vannak olyanok, amelyekhez való tartozásukat illetően állandó viták folynak. Így van ez a cianobaktériumoknak nevezett lényekkel is. Bár még megfelelő nevük sincs. Túl sok szinonima

• kék-zöld algák;
• cianobiontok;
• fikokróm pellet;
• cianid;
• nyálka algák és mások.

Kiderült tehát, hogy a cianobaktériumok egy teljesen kicsi, de ugyanakkor olyan összetett és ellentmondásos organizmus, amelynek alapos tanulmányozása és szerkezetének mérlegelése szükséges a pontos taxonómiai hovatartozás meghatározásához.

Létezés és felfedezés története

A kövületi maradványok alapján a kék-zöld algák létezésének története messze a múltba, több (3,5) milliárd évvel ezelőttre nyúlik vissza. Az ilyen következtetések lehetővé tették olyan őslénykutatók tanulmányozását, akik a távoli idők kőzeteit (metszeteit) elemezték.

A minták felületén cianobaktériumok kerültek elő, melyek szerkezete nem tért el a mai formákétól. Ez azt jelzi, hogy ezek a lények nagymértékben alkalmazkodnak a különféle élőhelyi körülményekhez, rendkívüli kitartásukhoz és túlélésükhöz. Nyilvánvaló, hogy évmilliók során számos változás történt a bolygó hőmérsékletében és gázösszetételében. A cián életképességét azonban semmi sem befolyásolta.

A modern időkben a cianobaktériumok egysejtű szervezet, amelyet a baktériumsejtek más formáival egyidejűleg fedeztek fel. Vagyis Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur és más kutatók a XVIII-XIX.

Később alaposabb vizsgálatnak vetették alá őket, az elektronmikroszkópia fejlesztésével és a kutatási módszerek és módszerek korszerűsítésével. A cianobaktériumok jellemzőit azonosították. A sejt szerkezete számos új struktúrát tartalmaz, amelyek más lényekben nem találhatók meg.

Osztályozás

A taxonómiai hovatartozásuk meghatározása továbbra is nyitott. Egyelőre csak egy dolgot tudunk: a cianobaktériumok prokarióták. Ezt megerősítik az olyan funkciók, mint:

• sejtmag, mitokondriumok, kloroplasztiszok hiánya;
• murein jelenléte a sejtfalban;
• S-riboszóma molekulák a sejtben.

Ennek ellenére a cianobaktériumok prokarióták, számuk körülbelül 1500 ezer fajta. Mindegyiket 5 nagy morfológiai csoportba soroltuk és egyesítettük.

1. Chroococcus. Elég nagy csoport, egyesítve egyes vagy gyarmati formákat. Az élőlények nagy koncentrációját az egyes egyedek sejtfala által kiválasztott közös nyálka tartja össze. Ebbe a csoportba formailag rúd alakú és gömb alakú szerkezetek tartoznak.
2. Pleurocapsal. A korábbi formákhoz nagyon hasonló sajátosság azonban megjelenik a beociták képződése formájában (erről a jelenségről később). Az ide tartozó cianobaktériumok három fő osztályba tartoznak: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
3. Oxillatóriumok. Ennek a csoportnak a fő jellemzője, hogy az összes sejtet egy közös nyálkahártya-struktúrában egyesítik, amelyeket trichomáknak neveznek. Az osztódás anélkül történik, hogy túllépnénk ezen a szálon, belül. Az oszcillátorok kizárólag vegetatív sejteket foglalnak magukban, amelyek ivartalanul felére osztódnak.
4. Nostoc. Érdekes a kriofilitásuk miatt. Képes nyílt jeges sivatagokban élni, színes rajtaütéseket kialakítva. A „virágzó jégsivatagok” úgynevezett jelensége. Ezen organizmusok formái is fonalasak trichomák formájában, azonban szexuális szaporodásuk speciális sejtek - heterociszták - segítségével történik. Ide a következő képviselőket tudhatjuk be: Anabens, Nostocs, Calotrixes.
5. Stigonemic. Nagyon hasonló az előző csoporthoz. A fő különbség a szaporodási módban az, hogy képesek többszörösen osztódni ugyanazon a sejten belül. Ennek az egyesületnek a legnépszerűbb képviselője a Fisherells.

Így a cianidot a morfológiai kritériumok szerint osztályozzák, mivel a többi tekintetében sok kérdés merül fel, és zavart okoz. A botanikusok és mikrobiológusok még nem tudnak közös nevezőre jutni a cianobaktériumok szisztematikájában.

élőhelyek

A speciális adaptációk (heterociszták, beociták, szokatlan tilakoidok, gázüregek, molekuláris nitrogén rögzítésének képessége és mások) jelenléte miatt ezek a szervezetek mindenhol megtelepedtek. Még a legszélsőségesebb körülmények között is képesek túlélni, amelyek között egyetlen élő szervezet sem létezhet. Például meleg termofil források, anaerob körülmények hidrogén-szulfid atmoszférával, 4-nél kisebb pH-val.

A cianobaktériumok olyan élőlények, amelyek csendesen túlélnek tengeri homokon és sziklás párkányokon, jégtömbökön és forró sivatagokon. Felismerheti és meghatározhatja a cianidok jelenlétét a jellegzetes színű plakk alapján, amelyet telepeik alkotnak. A szín a kék-feketétől a rózsaszínig és liláig változhat.

Kékzöldnek nevezik őket, mert gyakran kékeszöld nyálkás filmet képeznek a közönséges édes vagy sós víz felszínén. Ezt a jelenséget "vízvirágzásnak" nevezik. Szinte minden tavon látható, amely elkezd túlnőni és elmocsarasodik.

A sejt szerkezetének jellemzői

A cianobaktériumok a prokarióta szervezetekre jellemző szerkezettel rendelkeznek, de van néhány jellemzőjük is.

A sejtszerkezet általános terve a következő:

• poliszacharidok és murein sejtfala;
• bilipid szerkezet;
• citoplazma szabadon elosztott genetikai anyaggal, DNS-molekula formájában;
• a fotoszintézis funkcióját ellátó, pigmenteket (klorofillokat, xantofilokat, karotinoidokat) tartalmazó tillakoidok.

A speciális szerkezetek típusai

Először is, ezek heterociszták. Ezek a struktúrák nem részek, hanem maguk a sejtek a trichoma részeként (egy közös gyarmati szál, amelyet a nyálka egyesít). Mikroszkóppal nézve összetételükben különböznek, mivel fő funkciójuk egy olyan enzim előállítása, amely lehetővé teszi a molekuláris nitrogén megkötését a levegőből. Ezért a heterocisztákban gyakorlatilag nincsenek pigmentek, viszont sok a nitrogén.

Másodszor, ezek hormogóniák - a trichomákból kiszakadt területek. Tenyésztési helyként szolgálnak.

A beociták egyfajta leánysejtek, tömegesen egy anyai sejtekből származnak. Néha számuk eléri az ezret egy felosztási időszakban. A dermocaps és más Pleurocapsodiaceae képesek ilyen tulajdonságra.

Az akinéták olyan speciális sejtek, amelyek nyugalomban vannak, és a trichomákba tartoznak. Különbözik egy masszívabb, poliszacharidokban gazdag sejtfalban. Szerepük hasonló a heterocisztákhoz.

Gázvakuolák – minden cianobaktériumban vannak ilyenek. A sejt szerkezete kezdetben jelenlétükre utal. Feladatuk, hogy részt vegyenek a vízi virágzás folyamataiban. Az ilyen struktúrák másik neve karboxiszómák.

Természetesen léteznek növényi, állati és baktériumsejtekben. A kék-zöld algákban azonban ezek a zárványok némileg eltérőek. Ezek tartalmazzák:

• glikogén;
• polifoszfát granulátum;
• A cianoficin egy speciális anyag, amely aszpartátból, argininből áll. A nitrogén felhalmozódására szolgál, mivel ezek a zárványok a heterocisztákban találhatók.

Ez a cianobaktériumok jellemzője. A fő részek és a speciális sejtek és organellumok azok, amelyek lehetővé teszik a cianid számára a fotoszintézist, ugyanakkor a baktériumokhoz tartoznak.

reprodukció

Ez a folyamat nem különösebben nehéz, mivel ugyanaz, mint a közönséges baktériumoké. A cianobaktériumok vegetatív úton osztódhatnak, a trichoma részein, egy normál sejt ketté, vagy szexuális folyamatot hajthatnak végre.

Ezekben a folyamatokban gyakran speciális heterociszták, akinéták, beociták sejtjei vesznek részt.

A szállítás módjai

A cianobaktérium-sejtet kívülről és néha egy speciális poliszacharid réteggel is borítják, amely nyákkapszulát képezhet körülötte. Ennek a tulajdonságnak köszönhető a cián mozgása.

Nincsenek flagellák vagy különleges kinövések. Mozgást csak kemény felületen, nyálkahártya segítségével, rövid összehúzódásokkal lehet végezni. Egyes oszcillátoroknak nagyon szokatlan a mozgásmódja – forognak a tengelyük körül, és ezzel egyidejűleg az egész trichomát elforgatják. Így mozog a felület.

Nitrogénmegkötő képesség

Szinte minden cianobaktérium rendelkezik ezzel a tulajdonsággal. Ez a nitrogenáz enzim jelenléte miatt lehetséges, amely képes megkötni a molekuláris nitrogént és emészthető vegyületté alakítani. Ez a heterociszták szerkezetében történik. Ezért azok a fajok, amelyek nem rendelkeznek velük, nem képesek a levegőből.

Általában véve ez a folyamat a cianobaktériumokat nagyon fontos lényekké teszi a növények életében. A talajban megtelepedve a cianid segíti a flóra képviselőit a megkötött nitrogén asszimilációjában és a normális életvitelben.

anaerob fajok

A kék-zöld algák egyes formái (például az Oscillatoria) képesek teljesen anaerob körülmények között és kénhidrogén atmoszférában élni. Ebben az esetben a vegyület a szervezetben feldolgozódik, és ennek eredményeként molekuláris kén képződik, amely a környezetbe kerül.

baktériumok- az első élőlények, amelyek benépesítették bolygónkat. Ezek a legkisebb prokarióta szervezetek, amelyek sejtszerkezettel rendelkeznek. A baktériumok mérete néhány tized mikrontól 10-13 mikronig terjed. A levegőben (legfeljebb 40 000 m magasságban), a talajban, a vízben, a sarkvidéki hóban és a körülbelül 90 ° C hőmérsékletű meleg forrásokban találhatók. Különösen sok a talajban - 200-500 milliótól 2 milliárd vagy több egyedig 1 grammonként, a talaj típusától függően.

A sejttársulás alakja és sajátosságai szerint a baktériumok több morfológiai csoportját különböztetjük meg: gömb alakú, úgynevezett coccusok, egyenes rúd alakúak - bacillusok, íves - vibriók, spirálisan ívelt - spirilla. A párba kapcsolt coccusokat - diplococcusok láncba kapcsolva streptococcusok, klaszterek formájában - staphylococcusokés mások.A fonalas formák ritkábban fordulnak elő.

Egyes baktériumoknak mozgásszervek vannak - flagellák (1-től 50-ig), amelyek egy speciális fehérjéből - flagellinből állnak. Számos baktériumban a sejt egyik végén, másokban - kettőben vagy a teljes felületen találhatók. A flagellák elhelyezkedése a mozgékony baktériumok osztályozásának egyik jele.

A mureint is tartalmazó vékony és rugalmas sejtmembrán bizonyos formát ad a baktériumsejtnek, megóvja tartalmát a káros környezeti tényezők hatásaitól, és számos egyéb funkciót is ellát. Sokféle baktériumot nyálkahártya-kapszula vesz körül.

A plazmamembrán képes kiemelkedéseket kialakítani a citoplazmába, ún mezoszómák. A mezoszómák membránján redox enzimek, a fotoszintetikus baktériumokban pedig a megfelelő pigmentek találhatók, amelyeknek köszönhetően a mezoszómák képesek ellátni a mitokondriumok, a kloroplasztiszok és más organellumok funkcióit.

A sejt központi részében egy körkörös DNS-molekula található - a genom, amely körülbelül 5 millió bázispárból áll. Sok baktérium kis, kör alakú DNS-molekulákkal rendelkezik, amelyeket plazmidoknak neveznek. A baktériumokban hiányoznak a mitokondriumok, a kloroplasztiszok, az endoplazmatikus retikulum, a Golgi-készülék és más, minden eukarióta sejtre jellemző membránszerkezet. A citoplazmában azonban akár 20 ezer kis riboszóma is található.

A citoplazmában néhány flagellált víz- és talajbaktérium rendelkezik gázüregek. A vakuólumokban lévő gázok mennyiségének szabályozásával a vízi baktériumok a vízoszlopba süllyedhetnek, vagy annak felszínére emelkedhetnek, míg a talajbaktériumok a talajkapillárisokban mozoghatnak. Tartalék anyagok baktériumsejtek - poliszacharidok (keményítő, glikogén), zsírok, polifoszfátok, kén.

A baktériumok színtelenek (citoplazmájukban nincs pigmentek), a zöld és lila zerge kivételével.

reprodukció A baktériumok egyszerű bináris sejtosztódással jönnek létre. Ezt megelőzi a DNS-molekula önmegkettőződése (replikációja). Rügyezés kivételként előfordul.

Egyes baktériumokban a szexuális folyamat leegyszerűsített formáit találták (például Escherichia coliban). A szexuális folyamat a konjugációhoz hasonlít, amelyben a genetikai anyag átvitele egyik sejtből a másikba a közvetlen érintkezés során történik. Ezt követően a sejteket szétválasztják. Az ivaros folyamat eredményeként az egyedek száma változatlan marad, de van örökítőanyagcsere, azaz genetikai rekombináció megy végbe.

spóraképződés csak a baktériumok egy kis csoportjára, a bacilusokra, a clostridiumokra jellemző. Spórák formájában a baktériumok elviselik a kedvezőtlen körülményeket. Kibírják a hosszan tartó szárítást, a 100°C feletti melegítést és a szinte abszolút nullára hűtést. Normál állapotban a baktériumok instabilok szárításkor, közvetlen napfénynek kitéve, ha a hőmérséklet 65-80 °C-ra emelkedik stb. Kedvező körülmények között a spórák megduzzadnak és kicsíráznak.

A szaprotrófok közé tartoznak a bomlási és fermentációs baktériumok. Az előbbiek a nitrogéntartalmú vegyületeket, az utóbbiak a széntartalmú vegyületeket bontják le. Mindkét esetben felszabadul az élettevékenységükhöz szükséges energia.

A baktériumok szerepe a bioszférában meglehetősen nagy. Életműködésüknek köszönhetően a szerves anyagok bomlása, mineralizációja, elpusztult növények és állatok fordulnak elő. A keletkező egyszerű szervetlen vegyületek (ammónia, kénhidrogén, szén-dioxid stb.) részt vesznek az anyagok általános keringésében. A baktériumok a gombákkal és a zuzmóval együtt részt vesznek a talajképző folyamatok kezdeti szakaszában.

A nitrogénmegkötő baktériumok különleges szerepet töltenek be a természetben. A talajban lakozó baktériumok nitrogénnel gazdagítják, köztük a szabadon élő Azotobacter és a hüvelyesek és a mimóza növények gyökerein megtelepedő csomóbaktériumok.

A baktériumok pozitív szerepet játszanak az emberi gazdasági tevékenységben. A tejsavbaktériumokat különféle élelmiszerek tejből történő elkészítéséhez használják: tejföl, aludttej, kefir, vaj, sajt.

Patogén baktériumok- emberek és állatok veszélyes betegségeinek kórokozói: pestis, tularemia, lépfene, tüdőgyulladás, vérhas, tuberkulózis stb.

A baktériumok és a növények fertőznek, úgynevezett bakteriózisokat okozva (foltosság, hervadás, égési sérülések, nedves rothadás, daganatok stb.).

Szaprotróf baktériumok nemcsak pozitív szerepet játszanak, biztosítják az anyagok keringését a természetben, hanem negatívan is, ami az élelmiszerek rothadását okozza.

széles körben elterjedt harci módszerek rothadó baktériumokkal: gyümölcsök, gombák, húsok, halak, gabonák szárítása; hűtésük és fagyasztásuk hűtőszekrényekben és gleccserekben; pácolási termékek ecetsavban; magas cukorkoncentráció, például lekvár gyártása során, amely plazmolízist okoz a baktériumsejtekben, és megzavarja azok létfontosságú tevékenységét; sózás.

A baktériumok vegetatív formáinak elpusztítására és a tej, bor, gyümölcslevek és egyéb termékek tartósítására egy módszert alkalmaznak pasztőrözés- 65 °C-on 10-20 percig melegítve, és a táptalajt a spóraképző baktériumoktól megszabadítva a módszer adja a legnagyobb hatást sterilizáció- autoklávokban magas nyomáson forraljuk. Az orvostudományban, az élelmiszeriparban és a mezőgazdaságban a fertőtlenítési módszert alkalmazzák (jóddal, hidrogén-peroxiddal, bórsavas kezeléssel stb.).

cianobaktériumok(kék-zöld alga). Az élőlények legrégebbi, egyedülálló csoportját képviselik. A cianobaktériumok számos tulajdonsága (nitrogénkötés, szerves anyagok élethosszig tartó kiválasztódása stb.) meghatározza rendkívül fontos szerepüket a bioszférában. Az osztályon különböző morfológiai felépítésű egysejtű, koloniális és többsejtű (fonalas) élőlények találhatók: a mikroszkopikustól a szabad szemmel láthatóig. A citoplazmában fotoszintetikus lamelláris struktúrák és pigmentek találhatók: α klorofill, karotenondok, fikobilinek, olyan pigmentek, amelyek más fotoszintetikus anyagokban hiányoznak. A pigmentek sokfélesége miatt a cianobaktériumok különböző hullámhosszúságú fényt képesek elnyelni.

A cianobaktériumok ivartalanul szaporodnak (egysejtűek - sejtosztódással, gyarmati és fonalas - külön szakaszokra bomlanak, amelyekből új élőlények születhetnek). A szexuális folyamatot és a mozgékony flagelláris formákat és szakaszokat nem azonosították.

A cianobaktériumok gyakoriak édes- és sós vizekben, a talaj felszínén, sziklákon, meleg forrásokban, és a zuzmók részei. Szerves anyagokkal és nitrogénnel dúsítják a talajt, táplálékai a zooplanktonnak és a halaknak, valamint számos, az életük során általuk termelt értékes anyag (aminosavak, B 12 -vitamin, pigmentek stb.) beszerzésére alkalmasak. Némelyik - nostoc, spirulina - felhasználható élelmiszerekben. A cianobaktériumok víztestekben történő tömeges szaporodása (ún. „vízvirágzás”) időszakában pusztulásuk folyamata következik be: a víz kellemetlen szagot kap és ivásra alkalmatlanná válik; tömeges halpusztulás van; olajos, piszkos-zöld filmréteg képződik a tározó felületén, amely elhalt cianobaktériumokból áll.

Olvass tovább

A cianobaktériumok különleges helyet foglalnak el a baktériumok között. Klorofillt tartalmazó, fotoszintézisre képes egysejtű, koloniális és fonalas formák képviselik őket. A cianobaktériumok szerves anyag raktárt hoznak létre a talajban és a vízben, amely táplálékalapként szolgál a halak és más kis állatok számára. A tömeges szaporodás során a cianobaktériumok vízvirágzást okoznak.

A cianobaktériumok főként édesvízi víztestekben élnek, néhányuk nedves talajon, a fatörzsek tövében él. Kis számú faj él a tengerekben. Vannak, akik alkalmazkodtak ahhoz, hogy nagyon kedvezőtlen körülmények között éljenek: forró forrásokban, befagyott tavakban az Antarktiszon.

A cianobaktériumok a zöld klorofill pigmentet, valamint a fényelnyelésben részt vevő kék, vörös és sárga pigmenteket tartalmazzák. A pigmentek kombinációja a legtöbb esetben kék-zöld színt ad (innen ered a név). De néhányuk sárga, fekete vagy piros. A cianobaktériumok elszíneződése miatt, különösen a tömeges szaporodás során bizonyos színt adnak a környezetnek, ahol élnek. A Vörös-tenger nevét a vörös cianobaktériumokról kapta.

A cianobaktériumok fontos szerepet játszanak a természetben. Más baktériumokkal együtt szerves anyagokkal és nitrogénnel gazdagítják a talajt, oxigénnel a víztesteket és a levegőt. anyag az oldalról

A cianobaktériumok sok képviselője képes rögzíteni a légköri nitrogént. Ázsiában a nitrogénmegkötő cianobaktériumok miatt a rizst hosszú ideig termesztik ugyanazon a területen, műtrágya nélkül.

A cianobaktériumok légköri nitrogénmegkötő képességüknek köszönhetően megtelepedhetnek a csupasz kőzetfelületeken és a rossz talajokon. A tengeri cianobaktériumok az összes nitrogén negyedét kötik meg, amelyet a tenger a levegőből szív fel.

A baktériumok vízi formái kis állatok és halak táplálékául szolgálnak. Egyes cianobaktériumokat az ember számára értékes anyagok – fehérjék, szénhidrátok, zsírok, vitaminok, pigmentek – „szállítójaként” használnak. A cianobaktériumok bizonyos típusait élelmiszerként használják. Például a szilva nostokot (25. ábra) Kínában és Japánban, a spirulinát (26. ábra) pedig Afrikában a Csád-tó régiójában fogyasztják. A spirulinából táplálékfehérjét kap, amelyet táplálékkiegészítőként használnak.

Merev sejtmembránok jelenléte. A legtöbb esetben nyálkahártya kialakulása.

A tipikus magok hiányában a DNS szabadon fekszik a sejt közepén.

Fotoszintetikus pigmentek lokalizációja tilakoidokban kloroplasztiszok hiányában; a tilakoidok klorofillt tartalmaznak a.

Különféle zárványok jelenléte: gázvakuolák (lebegőképességet biztosítanak), cianoficin granulátumok (nitrogénkötés), polifoszfát testek (foszforrögzítés).

A cianobaktériumok egysejtűek és többsejtűek (3.5., 3.6. ábra).

Rizs. 3.6. Sejtszerkezet (Tarasenko E.V., 2013 szerint) A - heterotróf baktérium;

B - cianobaktériumok 1 - flagellum; 2 - 70S riboszómák; 3 - zárványok; 4 - mezoszómák; 5 - DNS; 6 - héj; 7 - membrán; 8 - fotoszintetikus membrán (tilakoidok)

3.4. Nukleáris albirodalom vagy eukarióták (Eukarióta)

(görögül eu - jó, teljesen és görögül karyon - mag) - olyan élőlények, amelyek sejtjei alakú magokat tartalmaznak. Az eukarióták közé tartozik minden magasabb rendű állat, növény, valamint egy- és többsejtű algák, gombák és protozoák.

Eukarióták és prokarióták összehasonlítása:

A modern elképzelések szerint a prokarióták az eukarióták őseivel együtt a legősibb élőlények közé tartoznak, és közös eredetük van. A prokarióta és eukarióta sejtek közös eredete melletti érv genetikai apparátusuk alapvető hasonlóságában rejlik. Az eltéréseket a 3.1., 3.2. táblázat mutatja.

3.1. táblázat

Prokarióták és eukarióták összehasonlítása

3.2. táblázat

Prokarióták és eukarióták élettevékenységének összehasonlítása

sejthasonlóságok

A legtöbb sejtet - növényeket és gombákat (az állati sejtek kivételével) a prokarióta sejtekhez hasonlóan szilárd sejtfal veszi körül. Kémiai összetételük azonban eltérő.

Az eukarióta sejtben van egy sejtmag és a sejtre jellemző összes organellum: az endoplazmatikus retikulum, riboszómák, mitokondriumok, a Golgi-készülék.

A cianobaktériumok közé tartozik az organizmusok nagy csoportja, amelyek a sejt prokarióta szerkezetét a fotoszintézis képességével kombinálják, amelyet O 2 felszabadulása kísér, amely az algák és a magasabb rendű növények különböző csoportjaira jellemző. A különböző birodalmakhoz vagy akár szuperkirályságokhoz tartozó élőlényekben rejlő tulajdonságok kombinációja a cianobaktériumokat az alacsonyabb rendű növényekhez (algák) vagy baktériumokhoz (prokariótákhoz) való tartozásért folytatott küzdelem tárgyává tette.

A cianobaktériumok (kék-zöld algák) helyzetének kérdése az élővilág rendszerében hosszú és ellentmondásos múltra tekint vissza. Sokáig az alsóbbrendű növények egyik csoportjának számítottak, ezért a taxonómiát a Nemzetközi Botanikai Nómenklatúra szabályai szerint végezték. És csak a 60-as években. A XX. században, amikor egyértelmű különbséget tettek a prokarióta és eukarióta típusú sejtszerveződés között, és ez alapján K. van Niel és R. Steinier megfogalmazta a baktériumok prokarióta sejtszerkezetű organizmusok definícióját, felmerült a felülvizsgálat kérdése. a kék-zöld algák helyzete a rendszerben élő szervezetekben.

A kék-zöld algasejtek citológiájának modern módszerekkel történő tanulmányozása arra a tagadhatatlan következtetésre vezetett, hogy ezek az organizmusok is tipikus prokarióták. Ennek következtében R. Steinier azt javasolta, hogy hagyják el a „kék-zöld algák” elnevezést, és nevezzék el ezeket az organizmusokat „cianobaktériumoknak” – ez a kifejezés tükrözi valódi biológiai természetüket. A cianobaktériumok és a többi prokarióta újraegyesítése arra kényszerítette a kutatókat, hogy felülvizsgálják ezen organizmusok meglévő osztályozását, és alárendeljék azt a Nemzetközi Baktériumnómenklatúra szabályainak.

Az algológusok hosszú ideje a kék-zöld algák mintegy 170 nemzetségét és több mint 1000 faját írták le. Jelenleg a cianobaktériumok új taxonómiájának létrehozásán folyik a munka, amely a tiszta kultúrák tanulmányozásán alapul. Már több mint 300 tiszta cianobaktérium törzset sikerült előállítani. Az osztályozáshoz az állandó morfológiai jellemzőket, a tenyészetek fejlődési mintáit, a sejtek ultrastruktúrájának jellemzőit, a genom méretét és nukleotid-jellemzőit, a szén- és nitrogénanyagcsere jellemzőit és számos mást használtak.

A cianobaktériumok a Gram-negatív eubaktériumok morfológiailag változatos csoportja, beleértve az egysejtű, koloniális és többsejtű formákat. Ez utóbbiban a szerkezet egysége egy fonal (trichome, vagy filamentum). A szálak egyszerűek vagy elágazóak. Az egyszerű filamentumok egyetlen sorból állnak (egysoros trichomák), amelyek mérete, alakja és szerkezete azonos, vagy cellákból állnak, amelyek ezekben a paraméterekben különböznek egymástól. Az elágazó trichomák különféle okok eredményeként keletkeznek, ezért különbséget tesznek a hamis és a valódi elágazás között. A trichomasejtek különböző síkokban való osztódási képessége valódi elágazáshoz vezet, ami többsoros trichomákat vagy egysoros filamentumokat eredményez egysoros oldalágakkal. A trichomák hamis elágazása nem a filamentumon belüli sejtosztódás sajátosságaihoz kapcsolódik, hanem a különböző filamentumok egymáshoz képest szögben elhelyezett rögzítésének vagy összekapcsolásának eredménye.

Az életciklus során egyes cianobaktériumok differenciált egysejteket vagy rövid filamentumokat képeznek, amelyek a szaporodást (baeociták, hormogóniák), a túlélést kedvezőtlen körülmények között (spórák vagy akinéták), vagy aerob körülmények között a nitrogénkötést (heterociszták) szolgálják. A cianobaktériumok differenciált formáinak részletesebb leírását az alábbiakban adjuk meg taxonómiájuk és a nitrogénkötés folyamatának ismertetése során. Az akinéták rövid leírását a Ch. 5. E csoport különböző képviselőire jellemző a csúsztatási képesség. Mind a fonalas formákra (trichomák és/vagy hormogóniák), mind az egysejtűekre (baeocyták) jellemző.

A cianobaktériumok szaporodásának különféle módjai vannak. A sejtosztódás egyenlő bináris osztódással történik, amelyet keresztirányú septum vagy szűkület képződése kísér; egyenlőtlen bináris hasadás (bimbózás); többszörös osztás (lásd 20. ábra, HIRDETÉS). A bináris hasadás csak egy síkban történhet, ami egysejtű formákban sejtlánc kialakulásához, fonalas formákban pedig egysoros trichoma megnyúlásához vezet. A több síkban történő osztódás az egysejtű cianobaktériumokban szabályos vagy szabálytalan alakú klaszterek kialakulásához, fonalas baktériumokban pedig többsoros trichoma kialakulásához (ha a filamentum szinte minden vegetatív sejtje képes ilyen osztódásra) vagy egysoros trichome oldalsó egysoros ágakkal (ha a különböző síkokban való osztódás képessége csak a szál egyes sejtjeit fedi fel). A fonalas formák szaporodását egy vagy több sejtből álló trichoma töredékek segítségével is végrehajtják - egyes esetekben - hormogóniákkal is, amelyek számos módon különböznek a trichomáktól, és az akinéták csírázásának eredményeként kedvező. körülmények.

A cianobaktériumok nemzetközi nómenklatúra kódexének szabályai szerinti osztályozásán megkezdett munka 5 fő taxonómiai csoport azonosítását eredményezte a morfológiai karakterekben eltérő rendek rangsorában (27. táblázat). Az azonosított nemzetségek jellemzésére a sejtek ultrastruktúrájának, genetikai anyagának, fiziológiai és biokémiai tulajdonságainak vizsgálatából nyert adatokat is felhasználják.

A Chroococcales rendbe az egysejtű cianobaktériumok tartoznak, amelyek egysejtűek vagy kolóniákat alkotnak (80. ábra). Ennek a csoportnak a legtöbb képviselőjét az jellemzi, hogy az egyes sejteket körülvevő hüvelyek képződnek, és emellett sejtcsoportokat tartanak össze, azaz részt vesznek a telepek kialakításában. A cianobaktériumok, amelyek sejtjei nem képeznek burkot, könnyen szétesnek egyetlen sejtté. A szaporodás egy vagy több síkban történő bináris hasadással, valamint bimbózással történik.

27. táblázat A cianobaktériumok főbb taxonómiai csoportjai