Među organizmima koji sada postoje, postoje i oni o čijoj pripadnosti bilo kojem carstvu divljih životinja vode stalni sporovi. Tako je i sa stvorenjima koja se zovu cijanobakterije. Iako nemaju ni pravo ime. Previše sinonima:
- plavo-zelene alge;
- cyanobionts;
- phycochrome pelets;
- cijanidi;
- sluz alge i druge.
Tako se ispostavilo da je cijanobakterija potpuno mali, ali u isto vrijeme tako složen i kontroverzan organizam koji zahtijeva pažljivo proučavanje i razmatranje njegove strukture kako bi se utvrdila tačna taksonomska pripadnost.
Istorija postojanja i otkrića
Sudeći po fosilnim ostacima, istorija postojanja plavo-zelenih algi seže daleko u prošlost, prije nekoliko (3,5) milijardi godina. Takvi zaključci omogućili su da se naprave studije paleontologa koji su analizirali stijene (njihove dijelove) tih dalekih vremena.
Na površini su bili uzorcipronađene su cijanobakterije čija se struktura nije razlikovala od modernih oblika. To ukazuje na visok stepen prilagodljivosti ovih stvorenja različitim uslovima staništa, na njihovu ekstremnu izdržljivost i preživljavanje. Očigledno je da je tokom miliona godina došlo do mnogih promjena u temperaturi i plinskom sastavu planete. Međutim, ništa nije uticalo na održivost cijana.
U modernim vremenima, cijanobakterije su jednoćelijski organizam koji je otkriven istovremeno sa drugim oblicima bakterijskih ćelija. Odnosno, Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur i drugi istraživači u XVIII-XIX vijeku.
Oni su detaljnije proučavani kasnije, razvojem elektronske mikroskopije i modernizovanim metodama i metodama istraživanja. Identificirane su karakteristike koje cijanobakterije posjeduju. Struktura ćelije uključuje niz novih struktura koje se ne nalaze u drugim stvorenjima.
Klasifikacija
Pitanje utvrđivanja njihove taksonomske pripadnosti ostaje otvoreno. Za sada se zna samo jedno: cijanobakterije su prokarioti. To potvrđuju karakteristike kao što su:
- nedostatak jezgra, mitohondrija, hloroplasta;
- prisustvo mureina u ćelijskom zidu;
- S-ribosomski molekuli u ćeliji.
Ipak, cijanobakterije su prokarioti sa oko 1500 hiljada varijanti. Svi su klasifikovani i kombinovani u 5 velikih morfoloških grupa.
- Hrookokna. Dovoljno velika grupa, koja objedinjuje pojedinačne ilikolonijalne forme. Visoke koncentracije organizama drže zajedno zajednička sluz koju luči ćelijski zid svakog pojedinca. U pogledu oblika, ova grupa uključuje štapićaste i sferne strukture.
- Pleurocapsal. Vrlo slično prethodnim oblicima, međutim, pojavljuje se karakteristika u obliku formiranja beocita (više o ovom fenomenu kasnije). Ovdje uključene cijanobakterije pripadaju tri glavne klase: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
- Oxillatory. Glavna karakteristika ove grupe je da su sve ćelije kombinovane u zajedničku strukturu sluzi zvanu trihomi. Podjela se dešava bez napuštanja ove niti, unutra. Oscilatorije uključuju isključivo vegetativne ćelije koje se dijele aseksualno na pola.
- Nostock. Zanimljivo zbog svoje kriofilnosti. Može živjeti u otvorenim ledenim pustinjama, formirajući obojene napade na njih. Takozvani fenomen "cvjetanja ledenih pustinja". Oblici ovih organizama su također nitasti u obliku trihoma, međutim, spolno razmnožavanje, uz pomoć specijaliziranih stanica - heterocista. Ovdje se mogu pripisati sljedeći predstavnici: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Stigonem. Vrlo sličan prethodnoj grupi. Glavna razlika u načinu razmnožavanja je u tome što se mogu višestruko dijeliti unutar iste ćelije. Najpopularniji predstavnik ove asocijacije je Fisherells.
Dakle, cijanid je klasifikovan prema morfološkom kriterijumu, pošto za ostalo postoji mnogo pitanja i zabune. Botaničari i mikrobiolozi na zajednički nazivnik usistematika cijanobakterija još ne može doći.
Staništa
Usled prisustva posebnih adaptacija (heterociste, beociti, neobični tilakoidi, gasne vakuole, sposobnost fiksiranja molekularnog azota i dr.), ovi organizmi su se naselili svuda. Oni su u stanju da prežive čak i u najekstremnijim uslovima u kojima nijedan živi organizam uopšte ne može da postoji. Na primjer, topli termofilni izvori, anaerobni uslovi sa atmosferom sumporovodika, kiselo okruženje sa pH manjim od 4.
Cijanobakterija je organizam koji mirno preživljava na morskom pijesku i stjenovitim rubovima, ledenim blokovima i vrelim pustinjama. Prisustvo cijanida možete prepoznati i odrediti po karakterističnom obojenom plaku koji formiraju njihove kolonije. Boja može varirati od plavo-crne do ružičaste i ljubičaste.
Zovu se plavo-zelenim jer često formiraju plavo-zeleni ljigav film na površini obične slatke ili slane vode. Ovaj fenomen se naziva "cvjetanje vode". Može se vidjeti na skoro svakom jezeru koje počinje da zarašta i močvare.
Karakteristike strukture ćelije
Cijanobakterije imaju uobičajenu strukturu za prokariotske organizme, ali postoje neke karakteristike.
Opšti plan strukture ćelije je sljedeći:
- ćelijski zid napravljen od polisaharida i mureina;
- bilipidna struktura plazma membrane;
- citoplazma sa slobodno raspoređenim genetskim materijalom u obliku molekulaDNK;
- tilakoidi koji obavljaju funkciju fotosinteze i sadrže pigmente (hlorofili, ksantofili, karotenoidi).
O posebnim dijelovima ćelije će se dalje raspravljati.
Vrste specijalizovanih struktura
Pre svega, ovo su heterociste. Ove strukture nisu dijelovi, već same ćelije kao dio trihoma (zajednička kolonijalna nit ujedinjena sluzi). Razlikuju se kada se gledaju pod mikroskopom po svom sastavu, jer je njihova glavna funkcija proizvodnja enzima koji omogućava fiksaciju molekularnog dušika iz zraka. Dakle, u heterocistama praktički nema pigmenata, ali ima puno dušika.
Drugo, ovo su hormogonije - područja istrgnuta iz trihoma. Služe kao uzgajalište.
Beociti su neka vrsta ćelija kćeri, masovno obdarenih od jedne majčinske ćelije. Ponekad njihov broj dostigne hiljadu u jednom periodu podjele. Dermocaps i druge Pleurocapsodiaceae su sposobne za takvu osobinu.
Akineti su posebne ćelije koje miruju i uključene su u trihome. Razlikuju se po masivnijem ćelijskom zidu bogatom polisaharidima. Njihova uloga je slična heterocistama.
Plinske vakuole - imaju ih sve cijanobakterije. Struktura ćelije u početku implicira njihovo prisustvo. Njihova uloga je da učestvuju u procesima cvetanja vode. Drugi naziv za takve strukture je karboksizomi.
Uključenja ćelija. Oni sigurno postoje u biljnim, životinjskim i bakterijskim stanicama. Međutim, u plavo-zelenim algama ove inkluzije su nešto drugačije. Ovo uključuje:
- glikogen;
- polifosfatne granule;
- cijanoficin je posebna supstanca koja se sastoji od aspartata, arginina. Služi za akumulaciju azota, jer se ove inkluzije nalaze u heterocistama.
Ovo je ono što ima cijanobakterija. Glavni dijelovi i specijalizovane ćelije i organele su ono što omogućava cijanidima da sprovode fotosintezu, ali u isto vrijeme pripadaju bakterijama.
Reprodukcija
Ovaj proces nije posebno težak, jer je isti kao i kod običnih bakterija. Cijanobakterije se mogu podijeliti vegetativno, dijelovi trihoma, normalna stanica na dva ili obavljati seksualni proces.
Često su specijalizovane ćelije heterocista, akineta, beocita uključene u ove procese.
Načini transporta
Ćelija cijanobakterije je sa vanjske strane prekrivena ćelijskim zidom, a ponekad i slojem posebnog polisaharida koji oko nje može formirati sluznu kapsulu. Zahvaljujući ovoj osobini se vrši kretanje cijana.
Nema flagela ili posebnih izraslina. Kretanje se može izvoditi samo na tvrdoj površini uz pomoć sluzi, kratkim kontrakcijama. Neki oscilatorijumi imaju veoma neobičan način kretanja - vrte se oko svoje ose i istovremeno izazivaju rotaciju celog trihoma. Ovako se kreće površina.
Kapacitet fiksacije dušika
Ova karakteristika ima skoro sve cijanobakterije. To je moguće zbog prisustva enzima nitrogenaze, koji je u stanju da fiksira molekularni dušik ipretvaraju ga u probavljiv oblik jedinjenja. To se dešava u strukturama heterocista. Stoga one vrste koje ih nemaju ne mogu fiksirati dušik iz zraka.
Općenito, ovaj proces čini cijanobakterije veoma važnim stvorenjima za biljni život. Smještajući se u tlo, cijani pomažu predstavnicima flore da asimiliraju vezani dušik i vode normalan život.
Anaerobne vrste
Neki oblici plavo-zelenih algi (na primjer, Oscillatoria) mogu živjeti u potpuno anaerobnim uvjetima i atmosferi vodonik sulfida. U ovom slučaju, jedinjenje se obrađuje unutar tijela i kao rezultat nastaje molekularni sumpor koji se oslobađa u okoliš.
