Общая характеристика цианобактерий: строение, размножение. Представители (Microcystis, Oscilatoria, Anabaena, Nostoc). Роль циавнобактерий в природе и их значение для человека.

СТРОЕНИЕ, РАЗМНОЖЕНИЕ – СМОТРИ ВОПРОС 10.

В последнее время цианобактерии разделяют на 2 класса: хроококковые и гормогониевые водоросли. Объединяют они около 150 родов и 2000 видов.

Класс хроококковые (Chroococcophycea)(Это одноклеточные и колониальные цианобактерии, которые не формируют настоящие трихомы с непосредственным физиологическим взаимодействием клеток. Гетероцисты у представителей этого класса отсутствуют. Размножение делением и формированием спор путем отшнуровывания от родительской клетки либо путем множественного деления с последующим выходом из оболочки исходной клетки. Представители: рода Microcystis, Gloeocapsa, Merismopedia

Класс гормогониевые (Hormogoniophycea). В этот основной класс ЦБ входят нитчатые водоросли. Клетки связаны друг с другом плазмодесмами. Трихомы голые или покрыты слизистыми влагалищами. В трихомах могут формироваться гетероцисты и акинеты. Размножаются в основном гормогониями (с чем и связано название класса), акинетами, делением колоний. Представители: рода Oscillatoria, Spirulina, Lyngbya, Nostoc, Anabaena

Прежде чем перейти к следующему разделу водорослей, обратимся еще к одной небольшой группе оксигенных фототрофных прокариот. Иногда их рассматривают как самостоятельную группу Прохлорофиты – Prochlorophyta, иногда относят к группе цианобактерий. Это коккоидные и нитчатые формы. В этой группе всего три рода, один – морской, симбионт асцидий (Prochloron didemni), второй – тоже морской, обитает в толще воды, обладает очень маленькими клетками (Prochlorococcus), третий обнаружен в толще пресных озер (Prochlorothrix hollandica). Это прокариоты, но они содержат хлорофиллы а и б, характерные для зеленых водорослей, хлорофилл d и пигменты, подобные хлорофиллу с. Фикобилипротеиды у этой группы отсутствует. Клеточная стенка многослойная, содержит мурамовую кислоту. Тилакоиды у этих организмов собраны в стопки по 2 и более. Размножаются делением. Предполагают, что хлоропласты зеленых водорослей возникли при эндосимбиозе с прохлороноподобными организмами, в то время как хлоропласты красных водорослей произошли от цианобактерий. Молекулярные данные свидетельствуют в пользу родства цианобактерий и прохлорофитов. Есть данные, что эволюция светособирающего комплекса прохлорофитов и высших растений происходила разными путями.

ПРЕДСТАВИТЕЛИ

Microcystis –микроскопические, чащевсего бесформенные комочки слизи, в которую погружена масса беспорядочно расположенных мелких шаровидных клеток. Объединяет виды с шаровидными, эллипсоидными или неправильной формы колониями, иногда продырявленными. Клетки у многих видов имеют газовые вакуоли. Обитают микроцистисы в морских и пресных водоёмах, часто участвуя в «цветении» воды. Иногда встречаются на почве. Большинство видов — хорошие продуценты органического вещества. Отдельные виды содержат токсичные вещества. Особенно широко распространён Микроцистис синевато-зелёный (Microcystis aeruqinosa). Его колонии могут быть разнообразной формы, имеют чёткие очертания, а клетки содержат газовые вакуоли. Микроцистис синевато-зелёный нередко участвует в «цветении» воды. Широко распространён ещё один вид, Microcystis flos-aqua. Его колонии сплошные или неясно продырявленные, с расплывчатыми очертаниями.

Oscilatoria –многочисленные виды этого рода часто образуют сине-зелёные плёнки, покрывающие влажную землю после дождя, подводные предметы и растения… Семейство осциллаториевых (Oscillatoriaceae) объединяет роды, представители которых лишены влагалищ или заключают только по одному трихому в каждом влагалище. Ветвление отсутствует. включает водоросли, у которых трихомы лишены влагалищ, подвижные. В роде более 100 видов, живущих во всевозможных местообитаниях — в морях, в пресной воде, в глубинных слоях воды, содержащих сероводород, в планктоне, иногда вызывая «цветение» воды в холодное время года, и т. д. На дне, по берегам и в илу встречаются О. sancta, О. limosa, О. princeps (рис. 59); последние обитают также в горячих источниках, как и О. chalybea (табл. 3, 14); некоторые виды образуют налеты на сыром песке или на почве, например О. brevis, О. formosa (рис. 59, 4, 5), а также встречаются в сточных водах.

Anabaena –наряду с Microcystisчасто вызывают цветение воды (A. Spiroides Kleb, A. Sceheremetievi Elenk) род нитчатых цианобактерий), входит в состав планктона. Известны своими азотофиксирующми способностями, образуют симбиотические отношения с определёнными растениями, такими, как некоторые папоротники. Являются одними из четырёх родов цианобактерий, которые производят нейротоксины, наносящими ущерб местной дикой природе, а также сельскохозяйственным и домашним животным.

Nostoc – морфология:характеризуется слизистыми и студенистыми колониями разных размеров. Слизь имеет разную консистенцию , содержит массу извитых нитей – или беспорядочно перепутанных или расходящихся более- менее радикально от центра колонии. Нити похожи на нити Анабены, наряду с вегетативными клетками включают интеркалярные гетероцисты. Размножаются посредством гормогониев, которые возникают при распаде нитей по гетероцистам на совершенно прямые участки. Помимо гормогониев могут размножаться спорами, мало отличающимися от вегетативных клеток. У некоторых представителей возможно размножение почкованием колоний.

ЗначениеЦианобактерии, по общепринятой версии, явились «творцами» современной кислородсодержащей атмосферы на Земле, что привело к первой глобальной экологической катастрофе и смене биосферы. В настоящее время, являясь значительной составляющей океанического планктона, цианобактерии стоят в начале большей части пищевых цепей и производят значительную часть кислорода (вклад точно не определен: наиболее вероятные оценки колеблются от 20 % до 40 %).Цианобактерия Synechocystis стала первым фотосинтезирующим организмом, чей геном был полностью расшифрован.В настоящее время цианобактерии служат важнейшими модельными объектами исследований в биологии. В Южной Америке и Китае бактерии родов спирулина и носток из-за недостатка других видов продовольствия используют в пищу: их высушивают, а затем готовят муку. Им приписывают целебные и оздоравливающие свойства, которые, однако, в настоящее время не нашли подтверждения. Рассматривается возможное применение цианобактерий в создании замкнутых циклов жизнеобеспечения, а также как массовой кормовой или пищевой добавки.Цианобактерии являются плацдармом для освоения растениями бесплодной поверхности земли