Цианобактерии

Классификация

Исторически существовало несколько систем классификации высших уровней цианобактерий.

В соответствии с «Справочником Берджи по бактериологической систематике»:Цианобактерии распределены по морфологии на 5 порядков.
Хроококковые (Chroococcales) и плеврокапсовые (Pleurocapsales) объединяют одиночные или колониальные сравнительно простые формы, в порядки осциллаториевые (Oscillatoriales), ностоковые (Nostocales), стигонемовые (Stigonematales) входят нитчатые формы. Порядок Oscillatoriales включает в себя нитчатые безгетероцистные виды. Нитчатые формы, имеющие гетероцисты, делятся на виды с настоящим ветвлением Stigonematales, неветвящиеся и виды с ложным ветвлением Nostocales.
«Высокоорганизованные» порядки содержат нитчатые формы, разница между ними — в наличии или отсутствии истинного ветвления и в наличии или отсутствии дифференцированных клеток (гетероцист и гормогониев).
Внесистематической группой цианобактерий считаются «прохлорофиты» — цианобактерии, содержащие помимо какой-либо другой . Некоторые из них не имеют фикобилипротеинов (хотя это — один из основных признаков цианобактерий). Родство установлено по гомологии 16S rDNA и генов фотосинтетического аппарата (psbA, psbB).

По данным сайта , на январь 2018 года отдел делят на следующие таксоны рангом по порядок включительно:

• Класс Cyanophyceae
  • Роды incertae sedis
  • Подкласс Gloeobacterophycidae
    • Порядок Gloeobacterales
    • Порядок Gloeomargaritales
  • Подкласс Nostocophycidae

    Порядок Nostocales — Ностоковые

  • Подкласс Oscillatoriophycidae
    • Порядок Chroococcales — Хроококковые
    • Порядок Chroococcidiopsidales
    • Порядок Oscillatoriales — Осциллаториевые
    • Порядок Pleurocapsales — Плеврокапсовые
    • Порядок Spirulinales
  • Подкласс Synechococcophycidae
    • Порядок Pseudanabaenales
    • Порядок Synechococcales

По данным сайта NCBI, на январь 2018 года в отдел включают следующие порядки:

• Роды incertae sedis
• Порядок Chroococcidiopsidales
• Порядок Gloeoemargaritales
• Порядок Nostocales — Ностоковые
• Порядок Pleurocapsales — Плеврокапсовые
• Порядок Spirulinales
• Порядок Synechococcales
• Подкласс Oscillatoriophycideae
  • Порядок Chroococcales — Хроококковые
  • Порядок Oscillatoriales — Осциллаториевые
• Класс Gloeobacteria

  Порядок Gloeobacterales

Ранее выделявшийся порядок Prochlorales понижен в ранге до семейства Prochloraceae порядка Synechococcales, а порядок Стигонемовые (Stigonematales) синонимизирован с ностоковыми.

Химический контроль

Некоторые химические вещества могут устранить цветение цианобактерий из небольших водных систем, таких как бассейны. К ним относятся: гипохлорит кальция , сульфат меди , куприцид и симазин . Необходимое количество гипохлорита кальция варьируется в зависимости от цветения цианобактерий, и лечение необходимо периодически. По данным Министерства сельского хозяйства Австралии, 12 г 70% материала на 1000 л воды часто эффективны для лечения цветения. Сульфат меди также широко используется, но больше не рекомендуется Министерством сельского хозяйства Австралии, поскольку он убивает домашний скот, ракообразных и рыбу. Куприцид — это хелатный медный продукт, который устраняет цветение с меньшим риском токсичности, чем сульфат меди. Рекомендации по дозировке варьируются от 190 мл до 4,8 л на 1000 м 2 . Обработка железными квасцами из расчета 50 мг / л уменьшит цветение водорослей. Симазин, который также является гербицидом, будет продолжать убивать цветы в течение нескольких дней после применения. Симазин продается с различной концентрацией (25, 50 и 90%), рекомендуемое количество, необходимое для одного кубического метра воды на продукт, составляет 25% продукта 8 мл; 50% продукта 4 мл; или 90% продукта 2,2 мл.

Биотехнология и приложения

Онколиты из воздействия позднедевонского болида Аламо в Неваде

Недавние исследования показали потенциальное применение цианобактерий для производства возобновляемой энергии путем прямого преобразования солнечного света в электричество. Внутренние пути фотосинтеза могут быть связаны с химическими медиаторами, которые переносят электроны на внешние электроды . В краткосрочной перспективе предпринимаются усилия по коммерциализации топлива на основе водорослей, такого как дизельное топливо , бензин и реактивное топливо .

Цианобактерии, культивируемые в определенных средах: цианобактерии могут быть полезны в сельском хозяйстве, поскольку они обладают способностью фиксировать атмосферный азот в почве.

Исследователи из компании под названием Algenol вырастили генетически модифицированные цианобактерии в морской воде внутри прозрачного пластикового корпуса, поэтому они сначала производят сахар (пируват) из CO.2и вода через фотосинтез. Затем бактерии выделяют этанол из клетки в соленую воду. По мере того как день идет, и солнечное излучение усиливается, концентрация этанола растет, и сам этанол испаряется на крышу вольера. Когда солнце отступает, испаренный этанол и вода конденсируются в капли, которые стекают по пластиковым стенкам и попадают в коллекторы этанола, откуда они извлекаются из корпуса, а вода и этанол отделяются за пределами корпуса. По состоянию на март 2013 года Algenol заявляла, что провела испытания своей технологии во Флориде и достигла урожайности 9 000 галлонов США с акра в год. Это может потенциально удовлетворить потребности США в этаноле в бензине в 2025 году, если предположить, что смесь B30 будет производиться на площади примерно в половину площади округа Сан-Бернардино в Калифорнии, что потребует менее одной десятой площади, чем этанол из другой биомассы, такой как кукуруза. , и только очень ограниченное количество пресной воды.

Цианобактерии могут обладать способностью вырабатывать вещества, которые однажды могут служить противовоспалительными средствами и бороться с бактериальными инфекциями у людей.

Экстракт синего цвета спирулины используется в качестве натурального пищевого красителя в жевательной резинке и конфетах.

Исследователи из нескольких космических агентств утверждают, что цианобактерии могут быть использованы для производства товаров для потребления человеком на будущих пилотируемых аванпостах на Марсе путем преобразования материалов, доступных на этой планете.

История существования и открытия

Судя по ископаемым остаткам, история существования синезеленых водорослей уходит своими корнями далеко в прошлое, на несколько (3,5) миллиардов лет назад. Такие выводы позволили сделать исследования ученых-палеонтологов, проанализировавших горные породы (их участки) тех далеких времен.

На поверхности образцов были обнаружены цианобактерии, строение которых ничем не отличалось от такового у современных форм. Это свидетельствует о высокой степени приспособленности данных существ к различным условиям обитания, к их крайней выносливости и выживаемости. Очевидно, что за миллионы лет происходило множество изменений в температурном и газовом составе планеты. Однако ничто не повлияло на жизнеспособность цианей.

В современности цианобактерия — это одноклеточный организм, который был открыт одновременно с остальными формами бактериальных клеток. То есть Антонио Ван Левенгуком, Луи Пастером и другими исследователями в XVIII-XIX веках.

Более тщательному изучению они подверглись позже, с развитием электронной микроскопии и модернизированных способов и методов исследования. Были выявлены особенности, которыми обладают цианобактерии. Строение клетки включает ряд новых, не встречающихся у других существ, структур.

Основные таксономические группы цианобактерий

Согласно с Международным кодексом номенклатуры бактерий выделяют пять порядков цианобактерий:

• Порядок Chroococcales. Одноклеточные. Размножаются бинарным делением или почкованием. Характерно образование чехлов вокруг клеток.
• Порядок Pleurocapsales. Одноклеточные. Размножаются множественным делением или бинарным и множественным делением поочередно.
• Порядок Oscillatoriales. Многоклеточные нитчатые. Трихомы состоят из ряда вегетативных клеток, неветвящиеся.
• Порядок Nostocales. Многоклеточные нитчатые. Трихомы состоят из ряда вегетативных клеток, встречаются гетероцисты и акинеты, неветвящиеся.
• Порядок Stigoneomatales. Признаки, характерные для пор. Nostocales. Вегетативные клетки способны делиться в нескольких плоскостях, в результате чего формируются нити с истинным ветвлением или многорядные трихомы.

Эволюционное и систематическое положение

Цианобактерии наиболее близки к древнейшим микроорганизмам, остатки которых (строматолиты, возраст более 3,5 млрд лет) обнаружены на Земле. Это единственные бактерии, способные к оксигенному фотосинтезу. Цианобактерии относятся к числу наиболее сложно организованных и морфологически дифференцированных прокариотных микроорганизмов. Предки цианобактерий рассматриваются в теории эндосимбиогенеза как наиболее вероятные предки хроматофоров красных водорослей. Внесистематическая группировка под условным названием «прохлорофиты» согласно этой теории имеет общих предков с хлоропластами прочих водорослей и высших растений.

Цианобактерии являются объектом исследования как альгологов (как организмы, физиологически схожие с эукариотическими водорослями), так и бактериологов (как прокариоты). Сравнительно крупные размеры клеток и сходство с водорослями было причиной их рассмотрения ранее в составе растений («синезелёные водоросли»). За это время было альгологически описано более 1000 видов в почти 175 родах. Бактериологическими методами в настоящее время подтверждено существование не более 400 видов. Биохимическое, молекулярно-генетическое и филогенетическое сходство цианобактерий с остальными бактериями в настоящее время подтверждено солидным корпусом доказательств.

Места обитания

Благодаря наличию особых приспособлений (гетероцист, беоцитов, необычных тиллакоидов, газовых вакуолей, способности фиксировать молекулярный азот и прочих) данные организмы расселились повсеместно. Они способны выживать даже в самых экстремальных условиях, в которых вообще ни один живой организм существовать не может. Например, горячие термофильные источники, анаэробные условия с атмосферой сероводорода, кислая среда с рН меньше 4.

Цианобактерия — это организм, спокойно выживающий на морском песке и скалистых выступах, ледяных глыбах и жарких пустынях. Узнать и определить присутствие цианей можно по характерному цветному налету, который образуют их колонии. Цвет может быть различным, от иссиня-черного до розового и фиолетового.

Синезелеными их называют за то, что часто на поверхности обычных пресных или соленых вод они формируют сине-зеленую слизевую пленку. Такое явление получило название «цветение воды». Его можно видеть практически на любом озере, которое начинает зарастать и заболачиваться.

Вспомним основы

Бактериями называют группу одноклеточных микроорганизмов, у которых отсутствует окруженное оболочкой клеточное ядро. Бывают бактерии различными по форме. Их подразделяют на такие типы, как:

• кокки (шаровидные);
• бациллы (палочковидные);
• спирохеты (спиралевидные);
• извитые: вибрионы (в виде запятой).

По способам питания можно выделить гетеротрофные и автотрофные организмы. Последние живут за счет неорганических веществ, которые они произвели самостоятельно с помощью энергии химических реакций.

Можно выделить и другие классификации. Например, их разделяют по признаку окрашивания или неокрашивания по методу Грама. Для этого бактерии обрабатывают специальными красителями, затем проверяют, обесцвечиваются они после промывания или нет. Если они не обесцвечиваются, то называются грамположительными, иначе – грамотрицательными. К первой группе относится большинство патогенных бактерий. Ко второй – например, цианобактерии.

Биология[править]

Экологияправить

Как и все уважающие себя бактерии, сине-зелёные также обитают исключительно в воде. Тёплой морской воде мирового океана. В процессе размножения сбрасывают вакуоли с цианидом в окружающую среду, однако настолько мизерные концентрации не способны к нанесению серьёзного вреда здоровью крупным морским млекопитающим.

Биохимия и физиологияправить

В присутствии растворённого в воде углекислого газа и нитратов, данный вид бактерий приспособился к органическому синтезу цианистого калия и синильной кислоты. Таким образом, великое таинство фотосинтеза в этом виде живых клеток направлено не на выработку кислорода, а на производство смертельно опасного дыхательного яда. Надо отдать должное изобретательности и хитрости сине-зелёных бактерий, ибо полученные цианиды они накапливают внутри специальных ёмкостей, расположенных в самой живой клетке. Достаточно нарушить целостность природной биологической мембраны, как содержимое становится доступным для всех желающих окружающих. Именно благодаря стараниям неутомимых безумных учёных удалось собрать, выработанный бактериями цианид для блага и процветания отдельных представителей человечества в более доступные для непосредственного употребления ёмкости.

Классификацияправить

Безумным учёным удалось выделить несколько разновидностей хлорофилла, оказывающего влияние на конечный продукт органического синтеза. Таким образом, официальная наука различает серо-зелёные бактерии, синтезирующие цианистый калий и бактерии, синтезирующие синильную кислоту. При этом вне зависимости от разновидности цианобактерий, содержимое их вакуолей абсолютно смертельно для человека.

Значение

Цианобактерии, по общепринятой версии, является «создателями» современной кислородсодержащей атмосферы на Земле (согласно другой теории, кислород атмосферы имеет геологическое происхождение), что привело к первой глобальной экологической катастрофы в естественной истории и драматической смене биосферы. Сейчас, будучи в значительной составной частью океанического планктона, цианобактерии стоят в начале большей части пищевых цепей и производят большую часть кислорода (более 90%, но эта цифра признается не всеми исследователями). Цианобактерия Synechocystis стала первым фотосинтезирующими организмом, чей геном был полностью расшифрован (в 1996, Исследовательским институтом Казусы, Япония). В настоящее время цианобактерии служат важнейшими модельными объектами исследований в биологии. В Южной Америке и Китае бактерии родов Spirulina и Nostoc за недостатка других видов продовольствия используют в пищу, высушивая и готовя из них муку. Им приписывают целебные и оздоравливающие свойства, которые, однако, в наше время не нашли подтверждения. Рассматривается возможное применение цианобактерий в создании замкнутых циклов жизнеобеспечения или как массовой кормовой / пищевой добавки.

Определенные цианобактерии производят цианотоксины, например, анатоксин-a, анатоксин-as, аплизиатоксин, домоиву кислоту, микроцистин LR, нодуралин R (от Nodularia), или сакситоксин. Как минимум один вторичный метаболит, циановирин, активен против ВИЧ.

Классификация

Древо жизни в Generelle Morphologie der Organismen (1866)

Обратите внимание на расположение рода Nostoc с водорослями, а не с бактериями (царство «Monera»).. Исторически бактерии сначала были классифицированы как растения, составляющие класс Schizomycetes, который вместе с Schizophyceae (сине-зеленые водоросли / цианобактерии) сформировал тип Schizophyta, затем — тип Monera в королевстве Protista по Геккелю в 1866 году, включающий протогены, Protamaeba, Vampyrella, Protomonae и Vibrio , но не Nostoc и другие цианобактерий, которые были классифицированы с водорослями, позже реклассифицировали как прокариот по Чаттону .

Исторически бактерии сначала были классифицированы как растения, составляющие класс Schizomycetes, который вместе с Schizophyceae (сине-зеленые водоросли / цианобактерии) сформировал тип Schizophyta, затем — тип Monera в королевстве Protista по Геккелю в 1866 году, включающий протогены, Protamaeba, Vampyrella, Protomonae и Vibrio , но не Nostoc и другие цианобактерий, которые были классифицированы с водорослями, позже реклассифицировали как прокариот по Чаттону .

Цианобактерии традиционно классифицируются по морфологии на пять секций, обозначенных цифрами I – V. Первые три — Chroococcales , Pleurocapsales и Oscillatoriales — не подтверждаются филогенетическими исследованиями. Последние два — Nostocales и Stigonematales — являются монофилетическими и составляют гетероцистные цианобактерии.

Члены Chroococales одноклеточные и обычно собираются в колонии. Классическим таксономическим критерием была морфология клетки и план клеточного деления. В Pleurocapsales клетки обладают способностью образовывать внутренние споры (баеоциты). Остальные разделы включают нитчатые виды. У Oscillatoriales клетки расположены однорядно и не образуют специализированных клеток (акинет и гетероцист). У Nostocales и Stigonematales клетки обладают способностью к развитию гетероцист в определенных условиях. Stigonematales, в отличие от Nostocales, включают виды с действительно разветвленными трихомами.

Большинство таксонов, включенных в тип или подразделение Cyanobacteria, еще не были официально опубликованы в соответствии с Международным кодексом номенклатуры прокариот (ICNP), за исключением:

• Классы Chroobacteria , Hormogoneae и Gloeobacteria.
• Отряды Chroococcales, Gloeobacterales , Nostocales, Oscillatoriales, Pleurocapsales и Stigonematales.
  
• Семейства Prochloraceae и Prochlorotrichaceae
• Роды Halospirulina , Planktothricoides , Prochlorococcus, Prochloron и Prochlorothrix.

Остальные действительно опубликованы в соответствии с Международным кодексом номенклатуры водорослей, грибов и растений .

Раньше некоторые бактерии, такие как Beggiatoa , считались бесцветными цианобактериями.

Естественная генетическая трансформация

Цианобактерии способны к естественной генетической трансформации . Естественная генетическая трансформация — это генетическое изменение клетки в результате прямого поглощения и включения экзогенной ДНК из окружающей среды. Для того, чтобы произошла бактериальная трансформация, бактерии-реципиенты должны быть в состоянии компетентности , что может происходить в природе в ответ на такие условия, как голод, высокая плотность клеток или воздействие агентов, повреждающих ДНК. При хромосомной трансформации гомологичная трансформирующая ДНК может быть интегрирована в геном реципиента посредством гомологичной рекомбинации , и этот процесс, по-видимому, является адаптацией для восстановления повреждений ДНК .

МЕДИЦИНСКАЯ БОТАНИКА — А.Г. Сербин — 2003

НАДЦАРСТВО ПРОКАРИОТЫ (ДОЯДЕРНЫЕ) — PROCARIOTA

Клетки прокариот отличаются отсутствием оформленного ядра и примитивной структурой органоидов. Надцарство представлено царством бактерии, или дробянки, в состав которого, среди прочих, входит отдел цианобактерии.

ЦАРСТВО БАКТЕРИИ — MONERA. ОТДЕЛ ЦИАНОБАКТЕРИИ — CYANOBACTERIA

Цианобактерии, циане и, или синезеленые водоросли — одноклеточные, колониальные и многоклеточные нитчатые организмы, появившиеся свыше 3 млрд, лет назад и насчитывающие в настоящее время около 7500 видов. Распространены повсеместно, первыми заселяют новые пространства, обитают на различных субстратах, но большая часть из них — пресноводные.

Клетки цианей (рис. 3.119) отличаются рядом признаков. Форма их разнообразна, окраска от сине-зеленой до фиолетовой, красной и почти черной. Клеточная оболочка обычно с порами, состоит из пектиновых веществ, целлюлозы, муреина, альгинатов и др. Снаружи клетка имеет чехол из слизи и протеиновых микрофибрилл, обеспечивающий защиту и движение клеток. Жгутики отсутствуют. Цитоплазма неоднородна: в ней выделяют хромато- и нуклеоплазму. Хроматоплазма — постенный слой, содержащий гранулы цианофицина, тилакоиды без мембран, но с гранулами пигментов — зеленого хлорофилла «а», красно-оранжевых каротиноидов, фикобилинов и фико- цианинов, синего фикоэритрина. Соотношение этих пигментов определяет окраску клеток. Эндопласт, или нуклеоплазма, без пигментов, содержит нити ДНК. В цитоплазме, что заключена между хромато- и нуклеоплазмой, сосредоточены рибосомы, митохондрии и гранулы запасных веществ — гликопротеидов, волютина и др. Вакуоли газоносные, заполнены азотом.

Рис. 3.119. Представители цианей: А — носток; Б — анабена; В — глео- капса; Г — хроококк; Д — осциллатория (внешний вид и схема строения клетки): 1 — оболочка клетки; 2 — хроматоплазма с гранулами цианофинина; 3 — тилакоиды; 4 — цитоплазма с рибосомами; 5 — волютин; 6 — нуклеоплазма; 7 — запасные вещества: 8 — гетероцисты; 9 — споры

Питание цианей автотрофное, гетеротрофное и смешанное; некоторые фиксируют атмосферный азот. У нитчатых форм эту функцию выполняют гетероцисты — крупные клетки с толстыми оболочками (рис. 3.119, Б, 8).

Размножаются цианеи вегетативно: одноклеточные делятся пополам, большинство нитчатых — посредством гормогониев — участков нити. У одних цианей внутри материнской клетки образуются эндоспоры, у других — отшнуровываются экзоспоры. Цианеи могут образовывать толстостенные споры для длительного сохранения вида в неблагоприятных условиях.

Значение цианобактерий в том, что они обогащают водоемы кислородом и органическими веществами, являются их биологическими очистителями. Однако интенсивное размножение таких цианобактерий, как микроцистис, анабена, глеотрихия и др., вызывает «цветение» воды, а их массовое отмирание ведет к мору рыбы. Синезеленые водоросли в симбиозе с грибами образуют лишайники. Вместе с другими бактериями и водорослями цианеи составляют лиманные грязи, которые применяют в физиотерапии. Некоторые цианобактерии — носток (Nostoc), спирулина (Spirulinaplatensis) — используются в различных пищевых продуктах. Спирулина рекомендуется также для выведения радионуклидов и тяжелых металлов, укрепления иммунной системы, повышения жизненного тонуса. Для обогащения воды азотом при выращивании риса используется Anabaena.Биомасса Dunaliellaviridiaслужит продуцентом белка и биологически активных соединений (содержит 38 — 43 % белка, 31 — 36 % глицеридов, 8 — 12 % липидов, 3 — 4 % нуклеиновых кислот, 6 — 9 % Р!!!!-каротина, витамины С, В, токоферит- хиноны, фитогормоны и др. активные вещества).

ПредыдущаяСледующая

Морфология, жизненный цикл цианобактерий

Цианобактерии – это грамотрицательные организмы, включающие одноклеточные, многоклеточные и колониальные формы. У многоклеточных форм единицей структуры является специфическая нить — трихом, или филамент.

Трихомы могут быть простыми, состоящими из одного ряда клеток или ветвящимися. Различают истинное и ложное ветвление.

При истинном ветвлении клетки нити делятся в разных плоскостях, при этом образуются однорядные нити с однорядными боковыми ветвями или многорядные трихомы. При ложном ветвлении происходит соединение или прикрепление нитей под углом друг к другу.

Во время жизненного цикла цианобактерии могут формировать короткие нити или единичные дифференцированные клетки, выполняющие разные функции:

• необходимые в процессе размножения (гормогонии, баеоциты);
• для выживания в неблагоприятных условиях (акинеты, или споры);
• для фиксации азота в аэробных условиях (гетероцисты).

Характерной чертой как одноклеточных, так и многоклеточных форм является способность к скользящему движению.

Способы размножения цианобактерий:

• бинарное деление;
• почкование;
• множественное деление;
• с помощью обрывков трихома;
• гормогониями

В клетках цианобактерий хорошо развита система внутрицитоплазматических мембран в виде тилакоидов. В них расположены компоненты фотосинтетического аппарата (искл. род Gloeobacter).

Замечание 1

Характерная особенность цианобактерий – способность к бескислородному фотосинтезу. Активность I фотосистемы сохраняется, в то время как II фотосистема отключается. В качестве экзогенных доноров электронов используются восстановленные соединения серы, водород, некоторые сахара, органические кислоты.

Синтез АТФ осуществляется благодаря циклическому электронному транспорту, который связан с I фотосистемой.
Способность переключаться с одного типа фотосинтеза на другой при изменении условий является доказательством гибкости светового метаболизма цианобактерий, что имеет важное экологическое значение. Большинство цианобактерий – облигатные фототрофы

В темноте наблюдается активный эндогенный метаболизм. В этом случае субстратом выступает запасенный ранее гликоген. Возможно получение энергии в темноте за счет гликолиза.
У некоторых цианобактерий обнаружена способность к хемогетеротрофному росту

Большинство цианобактерий – облигатные фототрофы. В темноте наблюдается активный эндогенный метаболизм. В этом случае субстратом выступает запасенный ранее гликоген. Возможно получение энергии в темноте за счет гликолиза.
У некоторых цианобактерий обнаружена способность к хемогетеротрофному росту.

Для построения клетки цианобактерии нуждаются в минимальном количестве неорганических веществ:

• углекислота;
• молекулярный азот, нитратные и аммонийные соли;
• минеральные соли, служащие источником магния, серы, фосфора, железа;
• вода.

Цианобактерии проявляют азотфиксирующую активность, которая зависит от содержания в среде молекулярного кислорода и связанного азота.

Внимание! Токсично!

Цианобактерии выделяют опасные вещества – токсины. Их можно даже почувствовать! Геосмин, к примеру, является причиной землистого запаха, которым вода не должна отличаться.

А альготоксины и вовсе являются ключевым показателем загрязненного водоема. Они буквально отравляют воду, делая ее непригодной ни для чего – ни для питья, ни для купания.

Если человек искупается в цветущем водоеме, то получит раздражение слизистой носа, глаз и кожи. Особенно опасно это для аллергиков, детей, а также людей с заболеваниями, касающимися нервной и дыхательной систем, кожи, почек и печени. А в США даже однажды был случай, когда мальчик, искупавшийся в масштабно цветущем водоеме, скоропостижно скончался.

У Канье Уэста есть целый парк вездеходов

Муж взял бокал, корыто и сделал украшение для сада. Теперь все соседи завидуют

Очищаю капусту или лист салата и смазываю специями: простой рецепт чипсов

Отношение к хлоропластам

Первичные хлоропласты — это клеточные органеллы, обнаруженные в некоторых эукариотических линиях, где они специализируются на фотосинтезе. Считается, что они произошли от эндосимбиотических цианобактерий. После нескольких лет дебатов в настоящее время принято считать, что три основные группы первичных эндосимбиотических эукариот (т.е. зеленые растения , красные водоросли и глаукофиты ) образуют одну большую монофилетическую группу под названием Archaeplastida , которая эволюционировала после одного уникального эндосимбиотического события.

Морфологическое сходство между хлоропластов и цианобактерий был впервые описан немецким ботаником Шимпер в хлоропластах 19 — го века можно найти только в растениях и водорослях , тем самым проложив путь для России биолог Константин Сергеевич Мережковский предложить symbiogenic происхождение пластид в 1905 году

Линн Маргулис обратила внимание на эту гипотезу более 60 лет спустя, но идея не была полностью принята, пока не начали накапливаться дополнительные данные. Цианобактериальное происхождение пластид теперь подтверждается различными филогенетическими , геномными , биохимическими и структурными данными

Описание другого независимого и более недавнего события первичного эндосимбиоза между цианобактериями и отдельной эукариотической линией ( ризарией Paulinella chromatophora ) также придает достоверность эндосимбиотическому происхождению пластид.

В дополнении к этому первичному эндосимбиозу, многие эукариотические клоны были подвергнуты вторичными или даже третичными эндосимбиотическими события , то есть « Матрёшка -подобным» охват с помощью эукариота другого пластида-подшипник эукариота.

В рамках этого эволюционного контекста примечательно, что, насколько мы можем судить, кислородный фотосинтез развился только один раз (у прокариотических цианобактерий), и все фотосинтезирующие эукариоты (включая все растения и водоросли) приобрели эту способность от них. Другими словами, весь кислород, который делает атмосферу пригодной для дыхания аэробных организмов, изначально поступает от цианобактерий или их более поздних потомков.

Риск для здоровья

Некоторые цианобактерии могут производить нейротоксины , цитотоксины , эндотоксинов и гепатотоксины (например, микроцистин -продуцирующих бактерий рода Microcystis ), которые вместе известны как цианотоксины .

К специфическим токсинам относятся анатоксин-а , гуанитоксин , аплизиатоксин , цианопептолин, цилиндроспермопсин , домоевая кислота , нодулярин R (из Nodularia ), неосакситоксин и сакситоксин . При определенных условиях цианобактерии быстро размножаются. Это приводит к цветению водорослей , которое может стать опасным для других видов и представлять опасность для людей и животных, если участвующие цианобактерии производят токсины. Было задокументировано несколько случаев отравления людей, но отсутствие информации не позволяет точно оценить риски.

Недавние исследования показывают, что значительное воздействие высоких уровней цианобактерий, продуцирующих токсины, такие как BMAA, может вызвать боковой амиотрофический склероз (БАС). У людей, живущих в пределах полумили от озер, загрязненных цианобактериальными препаратами, риск развития БАС в 2,3 раза выше, чем у остального населения; Люди вокруг озера Маскома в Нью-Гэмпшире имели в 25 раз больший риск заболеваемости БАС, чем предполагалось. BMAA из пустынных корок, обнаруженных по всему Катару, возможно, способствовал более высокому уровню ALS у ветеранов войны в Персидском заливе.

Описание

Цианобактерии — это группа фотосинтезирующих бактерий, некоторые из которых фиксируют азот , которые живут в самых разных влажных почвах и воде либо свободно, либо в симбиотических отношениях с растениями или грибами, образующими лишайник (как в роде лишайников Peltigera ). Они варьируются от одноклеточных до нитчатых и включают колониальные виды. Колонии могут образовывать нити, листы или даже полые сферы. Некоторые виды нитчатых могут дифференцироваться на несколько различных типов клетоквегетативные клетки — нормальные фотосинтетические клетки, которые образуются при благоприятных условиях роста; акинеты — устойчивые к климату споры, которые могут образовываться в суровых условиях окружающей среды; и толстостенные гетероцисты, содержащие фермент нитрогеназу , жизненно важный для фиксации азота в анаэробной среде из-за его чувствительности к кислороду.

Фиксация азота

Некоторые цианобактерии могут фиксировать атмосферный азот в анаэробных условиях с помощью специализированных клеток, называемых гетероцистами . Гетероцисты также могут образовываться в соответствующих условиях окружающей среды (бескислородных), когда фиксированный азот недостаточен. Виды, образующие гетероцисты, специализируются на фиксации азота и способны преобразовывать газообразный азот в аммиак ( NH3), нитриты ( NO- ₂) или нитратов ( NO- ₃), которые могут поглощаться растениями и превращаться в белок и нуклеиновые кислоты (атмосферный азот не является биодоступным для растений, за исключением тех, которые имеют эндосимбиотические азотфиксирующие бактерии , особенно из семейства Fabaceae , среди прочих).

Свободноживущие цианобактерии присутствуют в воде рисовых полей , а цианобактерии растут в виде эпифитов на поверхности зеленой водоросли Чара , где они могут связывать азот. Цианобактерии, такие как Anabaena (симбионт водного папоротника Azolla ), могут обеспечить рисовые плантации биоудобрением .

Морфология

Колонии Nostoc pruniforme

Многие цианобактерии образуют подвижные клеточные нити, называемые гормониями , которые перемещаются от основной биомассы к почкам и образуют новые колонии в другом месте. Клетки в гормогониуме часто тоньше, чем в вегетативном состоянии, и клетки на любом конце подвижной цепи могут иметь конусообразную форму. Чтобы отделиться от родительской колонии, гормогоний часто должен разорвать более слабую клетку в нити, называемую некридиумом.

Каждая отдельная клетка (каждая отдельная цианобактерия) обычно имеет толстую студенистую клеточную стенку . У них отсутствуют жгутики , но гормогонии некоторых видов могут передвигаться, скользя по поверхности. Многие из многоклеточных нитчатых форм Oscillatoria способны к колебательным движениям; нить накала колеблется взад и вперед. В водяных столбах некоторые цианобактерии плавают, образуя газовые пузырьки , как у архей . Эти везикулы не являются органеллами как таковые. Они ограничены не липидными мембранами, а белковой оболочкой.