Цианобактерии

Цианобактерии: особенности строения и функционирования

Строение цианобактерий или сине-зеленых водорослей до некоторой степени сходно со строением бактерий. Известно около 2500 видов. В основном они являются одноклеточными прокариотическими организмами разной формы (округлой, цилиндрической), но могут образовывать длинные многоклеточные нити или даже объединяться в колонии. Общие черты их морфологии заключаются только в отсутствии жгутиков и наличии клеточной стенки.

Они отличаются от настоящих бактерий тем, что их клеточные стенки содержат некоторое количество целлюлозы и что они способны к фотосинтезу, т. к. в цитоплазме содержат хлорофилл (в гранулах, но не в хлоропластах) и другие пигменты (каротин, ксантофил и фикобилины), создающие их окраску. Цвет варьируется от светло-зелёного до тёмно-синего. Некоторые многоклеточные цианобактерии обладают способностью фиксировать азот атмосферы при его недостатке с помощью специализированных клеток – гетероцист.

Цианобактерии обитают в пресной и соленой воде, входя в состав фитопланктона, а также являются обитателями почвы. Отдельные виды встречаются в морях. При неблагоприятных условиях способны образовывать споры. Они могут также находиться в симбиотических отношениях с грибами образуя лишайнки.

Отношения фотобионта и гриба можно описать как контролируемый паразитизм со стороны последнего. Контакт между компонентами лишайника может быть различен:

• нет прямого контакта,

• через поверхности,

• гриб посредством гаусторий проникает в тело водоросли.

Во взаимоотношениях компонентов наблюдается тонкий баланс, так, деление клеток фотобионта согласовано с ростом гриба. Микобионт получает от фотобионта питательные вещества, производимые тем в результате фотосинтеза. Гриб же создаёт водоросли более благоприятный микроклимат: защищает её от высыхания, экранирует от ультрафиолетового излучения, обеспечивает жизнь на кислых субстратах, смягчает действие ряда других неблагоприятных факторов. Цианобактерии поставляют в гриб в основном глюкозу, а также азотсодержащие вещества, образуемые благодаря осуществляемой ими фиксации азота. Потоки веществ из гриба в фотобионт не обнаружены.

Размножение цианобактерий происходит путем простого деления. При интенсивном размножении вызывают «цветение» воды. Осуществляя фотосинтез, цианобактерий ответственны за появление значительного количества кислорода в атмосфере.

В результате вмешательства человека это явление стало более частым и вызывает ряд проблем:

• загрязнение питьевой воды токсинами, продуктами гниения;

• гибель рыбы, водных млекопитающих в реках, морях и рыбных хозяйствах;

• экономические убытки из-за снижения привлекательности туристических регионов.

Хозяйственного значения не имеют, если не считать, что их несгнившие остатки участвуют в образовании лечебных грязей.

Считают, что цианобактерий тоже являются древнейшими обитателями Земли. Они существовали еще до появления папоротников (щитовников), мхов и семенных растений. Их возраст составляет несколько миллиардов лет. По мнению многих ботаников они составляют тупиковую ветвь в эволюции.