Сине-зеленые «водоросли» (бактерии).

Сине-зеленые водоросли или Цианеи (Cyanophyta) формально к растениям не относятся и принадлежат к царству дробянок. Часто их называют сине-зелеными бактериями или цианобактериями. Они древнее водорослей и растений. Известны из докембрийских отложений.

Являются Прокариотами – нет ядерной оболочки, т.е. оформленного ядра, хромосом, митохондрий, органелл, в том числе хлоропластов. Всё в них связано с элементарной клеточной мембраной.

Обычно очень мелкие - диаметр клеток не более 10мкм, у эукариот - обычно более 10мкм. Они весьма близки по своей организации к группам наиболее древних фотосинтезирующих организмов, часть которых существует и ныне в виде пурпурных и зеленых бактерий. Иногда для них предлагается ввести следующие названия: Rhodobacteria - пурпурные бактерии, Chlorobacteria - зеленые бактерии и Cyanobacteria - сине-зеленые бактерии. Но пурпурные и зеленые бактерии осуществляют фотосинтез без выделения кислорода, а сине-зеленые - с выделением кисло-

рода. Есть отличия и в составе хлорофиллов и в составе других .пигментов.

Характерные особенности сине-зеленых «водорослей» (бактерий):

- Имеются особые цветные пигменты: синие - фикоциан,

аллофикоциан; и красный – фикоэритрин, располагащиеся в поверхностном слое. Этот слой называется хроматоплазмой.

- При фотосинтезе образуют не крахмал, а гликоген и волютин.

- Нет полового процесса.

- Оболочка из пектиновых веществ. Способна ослизняться.

Клетки располагаются в слизистых скоплениях. Размеры скоплений значительны.

- Размножение путем деления клеток или разрыва нитей

(получаются при этом гормогонии).

- У нитчатых могут образовываться специализированные

клетки-гетероцисты (с сильно утолщенными стенками, более гомогенной структурой и почти полным отсутствием фикоциана, фикоэритрина и других пигментов).

- Гетероцисты - по ним рвутся нити, с ними связано свойство

цианей фиксировать атмосферный азот.

- Образуют споры – клетки с толстой оболочкой. Споры

переполнены запасными веществами. ДНК в них может быть в 20 раз больше, чем в вегетативных клетках. Внутри спор могут образовываться эндоспоры для размножения.

- Имеют газовые вакуоли (псевдовакуоли) - либо всегда, либо

на определенных стадиях. Наличие газовых вакуолей дает цианеям преимущество в конкурентной борьбе за свет. Поэтому при наличии благоприятных условий (свет, тепло, биогены) цветение водоемов дают чаще других именно они.

- На всех этапах жизни полностью отсутствуют жгутиковые

стадии.

Место обитания. Преимущественно - в пресных водах. Вместе с этим и во многих других биотопах, причем как в сырых, так и относительно сухих (пустынных) местообитаниях. В верхнем слое почвы. На камнях и в камнях. На коре деревьев. В горячих источниках. В криофильных сообществах, т.е. на льдах и на снегу. Некоторые виды обитают в море. Их массовое размножение («красные приливы» в Красном море) может вызывать гибель рыбы. Ряд видов входит в состав лишайников в качестве фитобионта.

Значение. Являются важным элементом водных экосистем. Во время сукционных вспышек дают существенную часть первичной продукции водоема. Однако не все виды сине-зеленых водорослей употребляются в пищу обитателями водоема. Прижизненные выделения и продукты посмертного разложения многих сине- зеленых водорослей ядовиты. Поэтому чрезмерное размножение сине-зеленых «водорослей «(«цветение воды») может приводить к

заморным явлениям и гибели рыбы. У большинства пресноводных сине-зеленых водорослей температурный оптимум около +30⁰С. Их массовое развитие в планктоне обычно начинается после прогрева воды. Есть исключения. Некоторые виды осциллаториевых могут «цвести» подо льдом, т.е. при температуре около 0⁰С. Есть виды съедобные для человека (спирулина). К положительным свойствам относится способность цианей увеличивать число азотных соединений в воде и почве за счет фиксации азота непосредственно из атмосферы (повышение «плодородия»).

Преобладающий тип морфологической структуры – пальмеллоидный (клетки помещены в достаточно крупные слизистые тела). Кроме него у цианей известны: коккоидная и нитчатая морфологические структуры. Соседние клетки колоний часто соединяются плазмодесмами.

По комплексу признаков занимают промежуточное положение между фотосинтезирующими бактериями и эукариотными водорослями. С первыми их роднит примитивность строения (прокариоты), со вторыми - фотосинтез с выделением кислорода.

Число известных видов. Около 1400 видов.

Систематика. 3 класса: хроококковые, хамесифоновые, гормогониевые. Различаются морфотипом.

Класс Хроококковые: обычно колониальные, реже одиночные, размножение делением.

Класс Хамесифоновые: чаще одноклеточные, размножение эндо и экзоспорами.

Класс Гормогониевые: нитчатые, размножаются гормогониями. Есть споры

Важнейшие представители:

Из хроококковых:Род микроцистис - колонии. Вызывают "цветение" в рыбоводных прудах. Род глеокапса – могут образовывать разноцветные корочки на поверхности почвы. Кроме указанных входят роды: афанотеце, глеотеце, эукапсис, целосфаерикум, гомфосфаериа, мерисмопедиа и др. (рис. 11).

Из хамесифоновых: Роды - дермокапса , хамесифон (рис.11). Все они – эпифиты. Прикрепляются к субстрату.

Из гормогониевых: Роды: осциллатория, спирулина, триходесмиум – нити из одинаковых клеток. Роды: носток, анабена, афанизоменон, калотрикс, ривулярия – нити из разных по форме клеток. Роды: стигонема (рис. 11), мастигокладус – нити разветвляющиеся.

2 3 4

5 6 7

8 9 10 11

13 14 15

16 17

19 20

Рис. 11. Представители различных родов сине-зеленых водорослей:

1 – Synechococcus, 2 – Dactylococcopsis, 3- Merismopedia, 4 – Gloeocapsa,

5 – Gomphosphaeria, 6 – Microcystis, 7 – Chamaesiphon, 8 – Eucapsis, 9 – Coelosphaericum, 10 – Aphanothece, 11 – Gleothece, 12 – Nostoc, 13 – Anabena, 14 – Cylindrospermum,

15 – Anabaenopsis, 16 – Schizothrix, 17 – Calothrix, 18 – Oscillatoria, 19 – Spirulina,

20 – Phormidium, 21 – Stigonema.