Oddelenie cyanobaktérií všeobecná charakteristika, predstavitelia a význam. cyanobaktérie

Medzi organizmami, ktoré teraz existujú, sú tie, o ktorých príslušnosti k niektorému existujú neustále spory. Tak je to aj s tvormi nazývanými cyanobaktérie. Aj keď nemajú ani poriadne meno. Príliš veľa synoným

• modrozelené riasy;
• kyanobionty;
• fykochrómové pelety;
• kyanid;
• slizové riasy a iné.

Ukazuje sa teda, že sinice sú úplne malý, no zároveň taký zložitý a kontroverzný organizmus, ktorý si vyžaduje starostlivé štúdium a zváženie jeho štruktúry, aby bolo možné presne určiť taxonomickú príslušnosť.

História existencie a objavovania

Súdiac podľa fosílnych pozostatkov, história existencie modrozelených rias siaha ďaleko do minulosti, pred niekoľkými (3,5) miliardami rokov. Takéto závery umožnili vykonať štúdie paleontológov, ktorí analyzovali horniny (ich časti) tých vzdialených čias.

Na povrchu vzoriek sa našli sinice, ktorých štruktúra sa nelíšila od moderných foriem. To svedčí o vysokej miere adaptability týchto tvorov na rôzne biotopové podmienky, až po ich extrémnu vytrvalosť a prežitie. Je zrejmé, že v priebehu miliónov rokov došlo na planéte k mnohým zmenám v teplote a zložení plynu. Nič však neovplyvnilo životaschopnosť azúrovej farby.

V modernej dobe sú sinice jednobunkovým organizmom, ktorý bol objavený súčasne s inými formami bakteriálnych buniek. To znamená, Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur a ďalší výskumníci v XVIII-XIX storočia.

Dôkladnejšiemu štúdiu boli podrobené neskôr, s rozvojom elektrónovej mikroskopie a modernizovanými metódami a metódami výskumu. Boli identifikované vlastnosti, ktoré majú cyanobaktérie. Štruktúra bunky zahŕňa množstvo nových štruktúr, ktoré sa nenachádzajú u iných tvorov.

Klasifikácia

Otázka určenia ich taxonomickej príslušnosti zostáva otvorená. Zatiaľ je známe len jedno: sinice sú prokaryoty. Potvrdzujú to funkcie ako:

• absencia jadra, mitochondrií, chloroplastov;
• prítomnosť mureínu v bunkovej stene;
• S-ribozómové molekuly v bunke.

Napriek tomu sú sinice prokaryoty, ktorých počet je asi 1500 tisíc odrôd. Všetky boli klasifikované a spojené do 5 veľkých morfologických skupín.

1. Chrookokové. Pomerne veľká skupina, ktorá spája jednotlivé alebo koloniálne formy. Vysoké koncentrácie organizmov drží pohromade spoločný hlien vylučovaný bunkovou stenou každého jedinca. V tvare táto skupina zahŕňa tyčovité a guľovité štruktúry.
2. Pleurocapsal. Veľmi podobný predchádzajúcim formám sa však objavuje znak v podobe tvorby beocytov (viac o tomto jave neskôr). Tu zahrnuté sinice patria do troch hlavných tried: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarciny.
3. Oxilátory. Hlavnou črtou tejto skupiny je, že všetky bunky sú spojené do spoločnej hlienovej štruktúry nazývanej trichómy. K rozdeleniu dochádza bez toho, aby sa prekročilo toto vlákno, dovnútra. Oscilatoria zahŕňajú výlučne vegetatívne bunky, ktoré sa nepohlavne delia na polovicu.
4. Nostoc. Zaujímavé pre ich kryofilitu. Schopný žiť v otvorených ľadových púšťach a vytvárať na nich farebné nájazdy. Takzvaný fenomén „rozkvitnutých ľadových púští“. Formy týchto organizmov sú tiež vláknité vo forme trichómov, ale pohlavné rozmnožovanie, pomocou špecializovaných buniek - heterocyst. Možno sem priradiť týchto zástupcov: Anabens, Nostocs, Calotrixes.
5. Stigonemia. Veľmi podobné predchádzajúcej skupine. Hlavný rozdiel v spôsobe rozmnožovania je v tom, že sa dokážu viacnásobne deliť v rámci tej istej bunky. Najpopulárnejším predstaviteľom tohto združenia sú Fisherellovci.

Kyanid sa teda klasifikuje podľa morfologického kritéria, pretože v prípade zvyšku vzniká veľa otázok a výsledkom je zmätok. Botanici a mikrobiológovia zatiaľ nevedia prísť na spoločného menovateľa v systematike cyanobaktérií.

biotopov

Vďaka prítomnosti špeciálnych adaptácií (heterocysty, beocyty, nezvyčajné tylakoidy, plynové vakuoly, schopnosť fixovať molekulárny dusík a iné) sa tieto organizmy usadili všade. Sú schopní prežiť aj v tých najextrémnejších podmienkach, v ktorých nemôže existovať žiadny živý organizmus. Napríklad horúce teplomilné pramene, anaeróbne podmienky so sírovodíkovou atmosférou, s pH menším ako 4.

Sinice sú organizmom, ktorý ticho prežíva na morskom piesku a skalnatých rímsach, ľadových blokoch a horúcich púšťach. Prítomnosť kyanidov spoznáte a určíte podľa charakteristického farebného plaku, ktorý tvoria ich kolónie. Farba sa môže líšiť od modro-čiernej po ružovú a fialovú.

Nazývajú sa modrozelené, pretože na povrchu obyčajnej sladkej alebo slanej vody často vytvárajú modrozelený slizký film. Tento jav sa nazýva „vodný kvet“. Vidno ho takmer na každom jazere, ktoré začína zarastať a bažinaté.

Vlastnosti štruktúry bunky

Sinice majú štruktúru spoločnú pre prokaryotické organizmy, ale existujú aj niektoré znaky.

Všeobecný plán bunkovej štruktúry je nasledujúci:

• bunková stena z polysacharidov a mureínu;
• bilipidová štruktúra;
• cytoplazma s voľne distribuovaným genetickým materiálom vo forme molekuly DNA;
• tilakoidy, ktoré plnia funkciu fotosyntézy a obsahujú pigmenty (chlorofyly, xantofyly, karotenoidy).

Typy špecializovaných štruktúr

V prvom rade ide o heterocysty. Tieto štruktúry nie sú časti, ale samotné bunky ako súčasť trichómu (bežné koloniálne vlákno spojené hlienom). Pri pohľade pod mikroskopom sa líšia svojim zložením, keďže ich hlavnou funkciou je produkcia enzýmu, ktorý im umožňuje fixovať molekulárny dusík zo vzduchu. Preto v heterocystách prakticky neexistujú žiadne pigmenty, ale je tu veľa dusíka.

Po druhé, ide o hormogónie - oblasti vytrhnuté z trichómov. Slúžia ako miesta na rozmnožovanie.

Beocyty sú akési dcérske bunky, ktoré sú hromadne obdarené jednou materskou. Niekedy ich počet dosiahne tisíc za jedno deliace obdobie. Dermocaps a iné Pleurocapsodiaceae sú schopné takejto vlastnosti.

Akinetes sú špeciálne bunky, ktoré sú v pokoji a sú zahrnuté v trichómoch. Líšia sa v masívnejšej bunkovej stene bohatej na polysacharidy. Ich úloha je podobná heterocystám.

Plynové vakuoly – majú ich všetky sinice. Štruktúra bunky spočiatku naznačuje ich prítomnosť. Ich úlohou je podieľať sa na procesoch vodného kvitnutia. Ďalším názvom pre takéto štruktúry sú karboxyzómy.

Určite existujú v rastlinných, živočíšnych a bakteriálnych bunkách. V modrozelených riasach sú však tieto inklúzie trochu odlišné. Tie obsahujú:

• glykogén;
• polyfosfátové granuly;
• kyanofycín je špeciálna látka pozostávajúca z aspartátu, arginínu. Slúži na akumuláciu dusíka, pretože tieto inklúzie sa nachádzajú v heterocystách.

To majú sinice. Hlavné časti a špecializované bunky a organely umožňujú kyanidom vykonávať fotosyntézu, ale zároveň liečiť baktérie.

reprodukcie

Tento proces nie je obzvlášť náročný, pretože je rovnaký ako u bežných baktérií. Sinice sa môžu rozdeliť vegetatívne, na časti trichómov, normálnu bunku na dve časti alebo uskutočniť sexuálny proces.

Na týchto procesoch sa často zúčastňujú špecializované bunky heterocyst, akinét, beocytov.

Spôsoby dopravy

Bunka siníc je z vonkajšej strany pokrytá a niekedy aj vrstvou špeciálneho polysacharidu, ktorý okolo nej dokáže vytvoriť hlienovú kapsulu. Vďaka tejto vlastnosti sa uskutočňuje pohyb azúrovej farby.

Neexistujú žiadne bičíky ani špeciálne výrastky. Pohyb je možné vykonávať len na tvrdom povrchu pomocou hlienu, v krátkych kontrakciách. Niektoré oscilatóriá majú veľmi neobvyklý spôsob pohybu – otáčajú sa okolo svojej osi a zároveň spôsobujú rotáciu celého trichómu. Takto sa pohybuje povrch.

Schopnosť fixovať dusík

Túto vlastnosť má takmer každá sinica. Je to možné vďaka prítomnosti enzýmu dusíka, ktorý je schopný fixovať molekulárny dusík a premieňať ho na stráviteľnú formu zlúčenín. To sa deje v štruktúrach heterocyst. Preto tie druhy, ktoré ich nemajú, nie sú schopné zo vzduchu.

Vo všeobecnosti tento proces robí zo siníc veľmi dôležité tvory pre život rastlín. Kyanid, ktorý sa usadí v pôde, pomáha predstaviteľom flóry asimilovať viazaný dusík a viesť normálny život.

anaeróbne druhy

Niektoré formy modrozelených rias (napríklad Oscillatoria) sú schopné žiť v úplne anaeróbnych podmienkach a v atmosfére sírovodíka. V tomto prípade sa zlúčenina spracováva vo vnútri tela a v dôsledku toho vzniká molekulárna síra, ktorá sa uvoľňuje do životného prostredia.

baktérie- prvé organizmy, ktoré obývali našu planétu. Ide o najmenšie prokaryotické organizmy, ktoré majú bunkovú štruktúru. Veľkosť baktérií sa pohybuje od niekoľkých desatín mikrónu do 10-13 mikrónov. Nachádzajú sa vo vzduchu (v nadmorských výškach do 40 000 m), pôde, vode, snehoch polárnych oblastí a horúcich prameňoch s teplotou okolo 90 °C. Najmä veľa z nich v pôde - od 200 do 500 miliónov až 2 miliardy alebo viac jedincov na 1 g, v závislosti od typu pôdy.

Podľa tvaru a znakov bunkovej asociácie sa rozlišuje niekoľko morfologických skupín baktérií: guľovité, nazývané koky, priame tyčinkovité - bacily, zakrivené - vibriá, špirálovo zakrivené - spirilla. Koky spojené do párov sa nazývajú - diplokoky spojené v reťazci streptokoky vo forme zhlukov - stafylokoky a iné.Vláknité formy sú menej časté.

Niektoré baktérie majú organely pohybu - bičíky (od 1 do 50), ktoré pozostávajú zo špeciálneho proteínu - bičíka. V mnohých baktériách sú umiestnené na jednom konci bunky, v iných - na dvoch alebo na celom povrchu. Spôsob, akým sú bičíky umiestnené, je jedným zo znakov klasifikácie pohyblivých baktérií.

Tenká a elastická bunková membrána, ktorá obsahuje mureín, dáva bakteriálnej bunke určitý tvar, chráni jej obsah pred účinkami nepriaznivých faktorov prostredia a plní množstvo ďalších funkcií. Mnoho druhov baktérií je obklopených hlienovou kapsulou.

Plazmatická membrána je schopná vytvárať výbežky do cytoplazmy, tzv mezozómy. Na membránach mezozómov sa nachádzajú redoxné enzýmy a vo fotosyntetických baktériách zodpovedajúce pigmenty, vďaka ktorým sú mezozómy schopné vykonávať funkcie mitochondrií, chloroplastov a iných organel.

V centrálnej časti bunky sa nachádza jedna kruhová molekula DNA – genóm, pozostávajúca z približne 5 miliónov párov báz. Mnohé baktérie majú malé kruhové molekuly DNA nazývané plazmidy. V baktériách chýbajú mitochondrie, chloroplasty, endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát a ďalšie membránové štruktúry charakteristické pre všetky eukaryotické bunky. V cytoplazme sa však nachádza až 20 tisíc malých ribozómov.

Niektoré bičíkovité vodné a pôdne baktérie v cytoplazme majú plynové vakuoly. Reguláciou množstva plynov vo vakuolách môžu vodné baktérie klesať do vodného stĺpca alebo stúpať na jeho povrch, zatiaľ čo pôdne baktérie sa môžu pohybovať v pôdnych kapilárach. Náhradné látky bakteriálne bunky – polysacharidy (škrob, glykogén), tuky, polyfosfáty, síra.

Baktérie sú bezfarebné (v ich cytoplazme nie sú žiadne pigmenty), s výnimkou kamzíka zeleného a fialového.

reprodukcie baktérie vznikajú jednoduchým delením binárnych buniek. Tomu predchádza samozdvojenie (replikácia) molekuly DNA. Pučanie sa vyskytuje ako výnimka.

U niektorých baktérií sa našli zjednodušené formy pohlavného procesu (napríklad u Escherichia coli). Sexuálny proces sa podobá konjugácii, pri ktorej dochádza k prenosu genetického materiálu z jednej bunky do druhej počas ich priameho kontaktu. Potom sa bunky oddelia. Počet jedincov v dôsledku pohlavného procesu zostáva rovnaký, ale dochádza k výmene dedičného materiálu, t.j. prebieha genetická rekombinácia.

sporulácia charakteristické len pre malú skupinu baktérií, bacily, klostrídiá. Vo forme spór baktérie tolerujú nepriaznivé podmienky. Vydržia dlhšie sušenie, zahrievanie nad 100°C a vychladnutie takmer na absolútnu nulu. V normálnom stave sú baktérie nestabilné pri sušení, vystavení priamemu slnečnému žiareniu, keď teplota vystúpi na 65-80°C atď. Za priaznivých podmienok spóry napučiavajú a klíčia.

Saprotrofy zahŕňajú baktérie rozkladu a fermentácie. Prvé rozkladajú zlúčeniny obsahujúce dusík, druhé - zlúčeniny obsahujúce uhlík. V oboch prípadoch sa uvoľňuje energia potrebná na ich životnú činnosť.

Úloha baktérií v biosfére je pomerne veľká. V dôsledku ich životnej činnosti, rozkladu a mineralizácie organických látok dochádza k odumretým rastlinám a živočíchom. Vzniknuté jednoduché anorganické zlúčeniny (amoniak, sírovodík, oxid uhličitý atď.) sa podieľajú na všeobecnom obehu látok. Baktérie sa spolu s hubami a lišajníkmi podieľajú na počiatočných fázach pôdotvorných procesov.

Baktérie viažuce dusík zohrávajú v prírode osobitnú úlohu. Takéto baktérie, ktoré obývajú pôdu, ju obohacujú dusíkom, medzi ne patria voľne žijúce baktérie Azotobacter a uzlové baktérie, ktoré sa usadzujú na koreňoch strukovín a rastlín mimózy.

Baktérie zohrávajú pozitívnu úlohu v ľudskej ekonomickej činnosti. Baktérie mliečneho kvasenia sa používajú pri príprave rôznych potravinárskych výrobkov z mlieka: kyslá smotana, kyslé mlieko, kefír, maslo, syr.

Patogénne baktérie- pôvodcovia nebezpečných chorôb u ľudí a zvierat: mor, tularémia, antrax, zápal pľúc, úplavica, tuberkulóza atď.

Baktérie a rastliny infikujú a spôsobujú im takzvané bakteriózy (špinenie, vädnutie, popáleniny, mokrá hniloba, nádory atď.).

Saprotrofné baktérie zohrávajú nielen pozitívnu úlohu, zabezpečujúcu obeh látok v prírode, ale aj negatívnu, spôsobujúcu hnitie potravín.

rozšírené bojové metódy s hnilobnými baktériami sú: sušenie ovocia, húb, mäsa, rýb, obilnín; ich chladenie a mrazenie v chladničkách a ľadovcoch; morenie produktov v kyseline octovej; vysoká koncentrácia cukru, napríklad pri výrobe džemu, ktorá spôsobuje plazmolýzu v bakteriálnych bunkách a narúša ich životnú aktivitu; solenie.

Na ničenie vegetatívnych foriem baktérií a konzervovanie mlieka, vína, ovocných štiav a iných produktov sa používa metóda pasterizácia- zahriatie na 65 °C po dobu 10-20 minút a na oslobodenie média od baktérií tvoriacich spóry, metóda dáva najväčší účinok sterilizácia- varenie pri zvýšenom tlaku v autoklávoch. V medicíne, potravinárstve a poľnohospodárstve sa používa metóda dezinfekcie (ošetrenie jódom, peroxidom vodíka, kyselinou boritou atď.).

cyanobaktérie(modro-zelené riasy). Predstavujú najstaršiu, jedinečnú skupinu organizmov. Mnohé vlastnosti siníc (fixácia dusíka, celoživotné výlučky organických látok a pod.) určujú ich mimoriadne dôležitú úlohu v biosfére. Oddelenie zahŕňa jednobunkové, koloniálne a mnohobunkové (vláknité) organizmy rôznych morfologických štruktúr: od mikroskopických až po viditeľné voľným okom. V cytoplazme sa nachádzajú fotosyntetické lamelárne štruktúry a pigmenty: chlorofyl α, karotenody, fykobilíny, pigmenty, ktoré v iných fotosyntetikách chýbajú. Vďaka rôznorodosti pigmentov sú sinice schopné absorbovať svetlo rôznych vlnových dĺžok.

Sinice sa rozmnožujú nepohlavne (jednobunkové - delením buniek, koloniálne a vláknité - rozpadom na samostatné časti, ktoré môžu vyklíčiť do nových organizmov). Sexuálny proces a mobilné bičíkové formy a štádiá neboli identifikované.

Sinice sú bežné v sladkých a slaných vodách, na povrchu pôdy, na skalách, v horúcich prameňoch, sú súčasťou lišajníkov. Obohacujú pôdu o organickú hmotu a dusík, sú potravou pre zooplanktón a ryby a možno z nich získať množstvo cenných látok nimi produkovaných v priebehu života (aminokyseliny, vitamín B 12, farbivá atď.). Niektoré - nostoc, spirulina - sa dajú použiť v potravinách. V období masového rozmnožovania siníc v nádržiach (tzv. „vodný kvet“) dochádza k procesu ich rozpadu: voda nadobúda nepríjemný zápach a stáva sa nevhodnou na pitie; dochádza k hromadnému úhynu rýb; na hladine nádrže sa vytvorí mastný, špinavozelený film, ktorý pozostáva z mŕtvych siníc.

Čítaj viac

Sinice zaujímajú medzi baktériami osobitné miesto. Predstavujú ich jednobunkové, koloniálne a vláknité formy obsahujúce chlorofyl a schopné fotosyntézy. Sinice vytvárajú v pôde a vode zásobáreň organickej hmoty, ktorá slúži ako potravinová základňa pre ryby a iné drobné živočíchy. Pri hromadnom rozmnožovaní spôsobujú sinice vodné výkvety.

Sinice obývajú najmä sladkovodné vodné plochy, niektoré žijú na vlhkej pôde, na báze kmeňov stromov. Malý počet druhov žije v moriach. Niektorí sa prispôsobili životu vo veľmi nepriaznivých podmienkach: v horúcich prameňoch, zamrznutých jazerách v Antarktíde.

Sinice obsahujú zelený pigment chlorofyl, ako aj modré, červené a žlté pigmenty podieľajúce sa na absorpcii svetla. Kombinácia pigmentov dáva vo väčšine prípadov modrozelenú farbu (odtiaľ názov). Niektoré z nich sú však žlté, čierne alebo červené. Vďaka sfarbeniu siníc dodávajú okoliu, kde žijú, určitú farbu, najmä pri masovom rozmnožovaní. Červené more dostalo svoj názov podľa červených siníc.

Sinice zohrávajú v prírode dôležitú úlohu. Spolu s ďalšími baktériami obohacujú pôdu o organickú hmotu a dusík a vodné plochy a vzduch o kyslík. materiál zo stránky

Mnohí zástupcovia siníc sú schopní fixovať vzdušný dusík. V Ázii sa kvôli siniciam, ktoré viažu dusík, pestuje ryža dlhú dobu v rovnakej oblasti bez použitia hnojív.

Sinice môžu vďaka svojej schopnosti viazať vzdušný dusík kolonizovať holé skalné povrchy a chudobné pôdy. Morské druhy siníc fixujú asi štvrtinu všetkého dusíka, ktorý more absorbuje zo vzduchu.

Vodné formy baktérií slúžia ako potrava pre drobné živočíchy a ryby. Niektoré sinice sa využívajú ako „dodávatelia“ cenných látok pre človeka – bielkovín, sacharidov, tukov, vitamínov, pigmentov. Niektoré druhy siníc sa používajú ako potraviny. Napríklad slivkový nostoc (obr. 25) sa konzumuje v Číne a Japonsku a spirulina (obr. 26) sa konzumuje v oblasti Čadského jazera v Afrike. Zo spiruliny získate potravinový proteín, ktorý sa používa ako doplnok stravy.

Prítomnosť pevných bunkových membrán. Tvorba vo väčšine prípadov slizníc.

Neprítomnosť typických jadier, DNA leží voľne v strede bunky.

Lokalizácia fotosyntetických pigmentov v tylakoidoch v neprítomnosti chloroplastov; tylakoidy obsahujú chlorofyl a.

Prítomnosť rôznych inklúzií: plynové vakuoly (poskytujúce vztlak), granule kyanofycínu (fixácia dusíka), polyfosfátové telieska (fixácia fosforu).

Cyanobaktérie zahŕňajú jednobunkové a mnohobunkové formy (obr. 3.5, 3.6).

Ryža. 3.6. Štruktúra bunky (podľa Tarasenka E.V., 2013) A - heterotrofná baktéria;

B - sinice 1 - bičík; 2 - ribozómy 70S; 3 - inklúzie; 4 - mezozómy; 5 - DNA; 6 - škrupina; 7 - membrána; 8 - fotosyntetická membrána (tylakoidy)

3.4. Jadrové impérium alebo eukaryoty (Eucaryota)

(z gr. eu - dobrý, úplne a gr. karyon - jadro) - organizmy, ktorých bunky obsahujú tvarované jadrá. Eukaryoty zahŕňajú všetky vyššie živočíchy, rastliny, ako aj jednobunkové a mnohobunkové riasy, huby a prvoky.

Porovnanie eukaryotov a prokaryotov:

Podľa moderných koncepcií patria prokaryoty spolu s predkami eukaryotov medzi najstaršie organizmy a majú spoločný pôvod. Argument v prospech spoločného pôvodu prokaryotických a eukaryotických buniek spočíva v zásadnej podobnosti ich genetického aparátu. Rozdiely sú uvedené v tabuľkách 3.1, 3.2.

Tabuľka 3.1

Porovnanie prokaryotov a eukaryotov

Tabuľka 3.2

Porovnanie vitálnej aktivity prokaryotov a eukaryotov

podobnosti buniek

Väčšina buniek – rastlín a húb (okrem živočíšnych), je podobne ako prokaryotické bunky obklopená pevnou bunkovou stenou. Ich chemické zloženie je však odlišné.

V eukaryotickej bunke sa nachádza jadro a všetky organely charakteristické pre bunku: endoplazmatické retikulum, ribozómy, mitochondrie, Golgiho aparát.

Cyanobaktérie zahŕňajú veľkú skupinu organizmov, ktoré spájajú prokaryotickú štruktúru bunky so schopnosťou vykonávať fotosyntézu sprevádzanú uvoľňovaním O 2, čo je charakteristické pre rôzne skupiny rias a vyšších rastlín. Kombinácia vlastností organizmov patriacich do rôznych kráľovstiev alebo dokonca superkráľovstiev živej prírody urobila zo siníc objekt boja o príslušnosť k nižším rastlinám (riasy) alebo baktériám (prokaryoty).

Otázka postavenia cyanobaktérií (modro-zelených rias) v systéme živého sveta má dlhú a kontroverznú históriu. Dlho boli považované za jednu zo skupín nižších rastlín, a preto sa taxonómia vykonávala v súlade s pravidlami Medzinárodného kódexu botanickej nomenklatúry. A to až v 60. rokoch. storočia, keď sa jasne rozlišovalo medzi prokaryotickými a eukaryotickými typmi bunkovej organizácie a na základe toho K. van Niel a R. Steinier sformulovali definíciu baktérií ako organizmov s prokaryotickou bunkovou štruktúrou, vyvstala otázka revízie postavenie modrozelených rias v systéme živých organizmov.

Štúdium cytológie buniek modrozelených rias pomocou moderných metód viedlo k nepopierateľnému záveru, že tieto organizmy sú tiež typickými prokaryotmi. V dôsledku toho R. Steinier navrhol opustiť názov „modro-zelené riasy“ a nazvať tieto organizmy „sinice“ – termín, ktorý odráža ich skutočnú biologickú povahu. Opätovné zjednotenie cyanobaktérií so zvyškom prokaryotov prinútilo výskumníkov revidovať existujúcu klasifikáciu týchto organizmov a podriadiť ju pravidlám Medzinárodného kódexu nomenklatúry pre baktérie.

Algológovia popísali už dlhú dobu asi 170 rodov a viac ako 1000 druhov modrozelených rias. V súčasnosti sa pracuje na vytvorení novej taxonómie cyanobaktérií na základe štúdia čistých kultúr. Získalo sa už viac ako 300 čistých kmeňov siníc. Na klasifikáciu sa použili konštantné morfologické znaky, vzorce vývoja kultúry, znaky bunkovej ultraštruktúry, veľkosť a nukleotidové charakteristiky genómu, znaky metabolizmu uhlíka a dusíka a mnohé ďalšie.

Sinice sú morfologicky rôznorodou skupinou gramnegatívnych eubaktérií, vrátane jednobunkových, koloniálnych a mnohobunkových foriem. V druhom prípade je jednotkou štruktúry vlákno (trichóm alebo vlákno). Nite sú jednoduché alebo rozvetvené. Jednoduché vlákna pozostávajú z jedného radu buniek (jednoradových trichómov), ktoré majú rovnakú veľkosť, tvar a štruktúru, alebo buniek, ktoré sa líšia týmito parametrami. Rozvetvujúce sa trichómy vznikajú v dôsledku rôznych príčin, a preto rozlišujú medzi nepravým a pravým vetvením. Schopnosť trichómových buniek deliť sa v rôznych rovinách vedie k skutočnému vetveniu, čo vedie k viacradovým trichómom alebo jednoradovým filamentom s jednoradovými bočnými vetvami. Falošné vetvenie trichómov nie je spojené so zvláštnosťami bunkového delenia vo vlákne, ale je výsledkom pripojenia alebo spojenia rôznych vlákien pod určitým uhlom.

Niektoré sinice vytvárajú počas životného cyklu diferencované jednotlivé bunky alebo krátke filamenty, ktoré slúžia na rozmnožovanie (baeocyty, hormogónie), prežívanie v nepriaznivých podmienkach (spóry alebo akinéty) alebo fixáciu dusíka v aeróbnych podmienkach (heterocysty). Podrobnejší popis diferencovaných foriem cyanobaktérií je uvedený nižšie pri popise ich taxonómie a procesu fixácie dusíka. Stručný popis akinét je uvedený v Ch. 5. Pre rôznych predstaviteľov tejto skupiny je charakteristická schopnosť kĺzania. Je charakteristická pre vláknité formy (trichómy a/alebo hormogónie) a jednobunkové formy (baeocyty).

Existujú rôzne spôsoby rozmnožovania cyanobaktérií. Bunkové delenie prebieha rovnakým binárnym delením, ktoré je sprevádzané tvorbou priečnych sept alebo zúžením; nerovnaké binárne štiepenie (pučanie); viacnásobné delenie (pozri obr. 20, A–D). Binárne štiepenie môže prebiehať iba v jednej rovine, čo u jednobunkových foriem vedie k vytvoreniu reťazca buniek a pri vláknitých formách k predĺženiu jednoradového trichómu. Delenie vo viacerých rovinách u jednobunkových siníc vedie k tvorbe zhlukov pravidelného alebo nepravidelného tvaru a u vláknitých baktérií k vzniku viacradového trichómu (ak sú takého delenia schopné takmer všetky vegetatívne bunky vlákna) resp. jednoradový trichóm s bočnými jednoradovými vetvami (ak schopnosť deliť sa v rôznych rovinách odhaľujú iba jednotlivé bunky vlákna). Reprodukcia vláknitých foriem sa tiež uskutočňuje pomocou fragmentov trichómov, ktoré pozostávajú z jednej alebo viacerých buniek, v niektorých - aj pomocou hormónov, ktoré sa líšia od trichómov mnohými spôsobmi, a v dôsledku klíčenia akinétov priaznivo podmienky.

Začaté práce na klasifikácii cyanobaktérií v súlade s pravidlami Medzinárodného nomenklatúrneho kódexu baktérií viedli k identifikácii 5 hlavných taxonomických skupín v rade rádov, ktoré sa líšia morfologickými znakmi (tabuľka 27). Na charakterizáciu identifikovaných rodov sa využívajú aj údaje získané štúdiom bunkovej ultraštruktúry, genetického materiálu a fyziologických a biochemických vlastností.

Rad Chroococcales zahŕňa jednobunkové sinice, ktoré existujú ako jednotlivé bunky alebo tvoria kolónie (obr. 80). Väčšina predstaviteľov tejto skupiny sa vyznačuje tvorbou obalov obklopujúcich každú bunku a okrem toho držia skupiny buniek pohromade, t. j. podieľajú sa na tvorbe kolónií. Sinice, ktorých bunky netvoria obaly, sa ľahko rozpadajú na jednotlivé bunky. Reprodukcia sa uskutočňuje binárnym štiepením v jednej alebo viacerých rovinách, ako aj pučaním.

Tabuľka 27. Hlavné taxonomické skupiny cyanobaktérií