Ціанобактерії

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
(Перенаправлено з Cyanophyta)
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Ціанобактерії
Anabaena flosaquae
Біологічна класифікація
Домен: Бактерії (Bacteria)
Тип: Ціанобактерії (Cyanobacteria)
Stanier, 1973
Порядки[1]
Ozarkcollenia
Синоніми
*Myxophyceae Wallroth, 1833
  • Phycochromaceae Rabenhorst, 1865
  • Cyanophyceae Sachs, 1874
  • Schizophyceae Cohn, 1879
  • Cyanophyta Steinecke, 1931
  • Oxyphotobacteria Gibbons & Murray, 1978
Посилання
Commons-logo.svg Вікісховище: Cyanobacteria
Wikispecies-logo.svg Віківиди: Cyanobacteria
EOL logo.svg EOL: 3223
ITIS logo.svg ITIS: 956108
US-NLM-NCBI-Logo.svg NCBI: 1117
Fossilworks: 67023

Ціанобактерії (лат. Cyanobacteria) (від грец. κυανοs — «блакитний» і βακτήριον — «паличка») — тип бактерій, що отримують необхідну енергію через фотосинтез. Застаріла назва синьо-зелені водорості основана на зовнішньому вигляді та екологічній ніші ціанобактерій, проте зараз термін «водорості» зазвичай обмежується еукаріотичними представниками групи. Знайдені скам'янілі сліди ціанобактерій (строматоліти) мають, як вважається, вік до 2.8 мільярдів років, хоча нещодавно отримані дані ставлять під сумнів це твердження. Одразу після виникнення, вони стали домінантною групою фотосинтезуючих організмів, продукуючи кисень, вуглеводи й інші органічні сполуки. Саме завдяки цим організмам змінився якісний склад атмосфери Землі, в якій поступово накопичився кисень і стало менше вуглекислого газу. Також саме представники цієї групи були захоплені в результаті ендосимбіозу, ставши хлоропластами рослин та інших автотрофних еукаріотів, дозволяючи їм фотосинтезувати.

Ціанобактерії — це найбільша та найважливіша за впливом на біосферу група живих організмів на Землі — 90% живої маси всієї біосфери.

Біохімічні особливості[ред. | ред. код]

Синьо-зелені водорості забарвлені переважно у блакитно-зелений колір, в екстремальних умовах частіше мають забарвлення з різними відтінками червоного кольору. Зеленого відтінку клітинам надає хлорофіл «а». Червоний або блакитний колір обумовлений наявністю значної кількості фікобілінових пігментів — фікоціаніну, алофікоціаніну (сині пігменти) та фікоеритрину (червоний пігмент). Каротиноїди представлені лише β-каротином, ксантофілами лютеїнового циклу (лютеїн та зеаксантин) та специфічними ксантофілами синьо-зеленх водоростей — переважно осцилоксантином, міксоксантином, афаніцином та афанізофілом. До Cyanophyta належать також невелика, проте цікава група зелених прокаріотичних водоростей, відкрита у 1976 р. — т.зв. прохлорофітові водорості. Ці водорості, крім хлорофілу «а», мають також хлорофіл «b» або хлорофіл-подібний пігмент (дивініл-хлорофіл а-подібний Mg-порфірин), інколи також α-каротин. Майже у всіх ціанобактерій основним продуктом асиміляції є глікогеноподібний полісахарид — крохмаль синьо-зелених водоростей. Крім вуглеводів, більшість синьо-зелених водоростей запасає також ціанофіцин та волютин.

Життєві форми[ред. | ред. код]

Ціанобактерії включають одноклітинні, колоніальні та нитчасті форми. Деякі нитчасті цианофіти (лат. Cyanophytes) формують диференційовані клітини, відомі як гетероцисти (англ. heterocysts), які спеціалізуються на фіксації азоту, та сплячі клітини або спори, так звані акінети. Кожна клітина звичайно має товсті, желатиноподібні клітинні стінки, які фарбуються за Грамом негативно. Середній розмір клітин — 2 мкм.

Вирізняються здатністю адаптувати склад фотосинтетичних піґментів до спектрального складу світла, так що їхній колір варіює від яскраво-зеленого до темно-синього.

Рух[ред. | ред. код]

Ціанобактерії не мають джгутиків, але деякі з них здатні пересуватись уздовж поверхонь за допомогою бактерійного ковзання. Багато інших також здатні рухатися, але механізм цього явища досі не пояснено.

Середовище й екологія[ред. | ред. код]

Більшість видів знайдено в прісній воді, тоді як інші живуть у морях, у вологому ґрунті, або навіть на тимчасово зволожених скелях в арідних зонах. Деякі вступають в симбіотичні відносини з лишайниками, рослинами, протистами або губками, і забезпечують свого симбіонта продуктами фотосинтезу. Деякі живуть в хутрі лінивців, забезпечуючи камуфляжний колір.

Ціанобактерії складають значну частку океанічного фітопланктону. Здатні до формування товстих бактеріальних матів.

Деякі види токсичні (найбільш вивчений токсин — мікроцистин, що продукується, наприклад, видом Microcystis aeruginosa) або умовно-патогенні (вид Anabaena). Головні учасники цвітіння води, що викликають масові замори риби й отруєння тварин і людей, наприклад, при цвітінні води у водосховищах України. Ціанобактерії є унікальною екологічною групою, яка поєднує здатність до фотосинтетичної продукції кисню та фіксації атмосферного азоту (у 2/3 вивчених видів).

Цінобактерії — єдина група організмів, які можуть зв'язувати азот і вуглець в умовах аеробів — факт, який, можливо, відповідає за їх еволюційний та екологічний успіх.

Дослідження на Міжнародній космічній станції показали, що ціанобактерія роду Gloeocapsa вижила після 553 денного перебування у відкритому космосі.[2]

Відношення до хлоропластів[ред. | ред. код]

Хлоропласти, знайдені в еукаріотах (морські водорості і вищі рослини), більш імовірно являють собою зменшені ендосимбіотичні ціанобактерії. Ця ендосимбіотична теорія підтримується структурною і генетичною схожістю. Первинні хлоропласти знайдені серед зелених рослин, де вони містять хлорофіл b, і серед червоних морських водоростей і глаукофітів, де йони містять фікобіліни (phycobilins). Зараз вважається, що ці хлоропласти ймовірно мали єдине походження. Інші морські водорості ймовірно узяли свої хлоропласти з цих форм за допомогою вторинного ендосимбіозу.

Значення[ред. | ред. код]

Ціанобактерії, за загальноприйнятою версією, є «творцями» сучасної кисневмісної атмосфери на Землі (згідно з іншою теорією, кисень атмосфери має геологічне походження), що призвело до першої глобальної екологічної катастрофи в природній історії і драматичної зміни біосфери. Зараз, будучи значною складовою частиною океанічного планктону, ціанобактерії стоять на початку більшої частини харчових ланцюгів і виробляють більшу частину кисню (більше 90%, але ця цифра визнається не всіма дослідниками).

Збільшення кисню завдяки фотосинтезуючим ціанобактеріям призвело до масового вимирання анаеробних організмів, що домінували на Землі до сидерію, оскільки для анаеробів кисень був токсичний. [3]

Ціанобактерії стали причиною Гуронського зледеніння 2,4 мільярдів років тому. Вивільнений ними кисень зменшив кількість метану в атмосфері, що створював парниковий ефект. Охолодження Землі призвело до вимирання самих ціанобактерій.[3]

Ціанобактерія Synechocystis стала першим фотосинтезуючим організмом, чий геном був повністю розшифрований (у 1996, Дослідницьким інститутом Казуси, Японія). В наш час[коли?] ціанобактерії служать найважливішими модельними об'єктами досліджень в біології. У Південній Америці і Китаї бактерії родів Spirulina і Nostoc через нестачу інших видів продовольства використовують в їжу, висушуючи і готуючи з них борошно. Їм приписують цілющі і оздоровчі властивості, які, проте, в наш час[коли?] не знайшли підтвердження. Розглядається можливе застосування ціанобактерій в створенні замкнутих циклів життєзабезпечення або як масової кормової / харчової добавки.

Певні ціанобактерії виробляють ціанотоксини, наприклад, анатоксин-a, анатоксин-as, аплізіатоксин, домоїву кислоту, мікроцистін LR, нодуралін R (від Nodularia), або сакситоксин. Як мінімум один вторинний метаболіт, циановірин, має активність проти ВІЛ.

Див. також[ред. | ред. код]

  • Гіполіти для прикладу ціанобактерій, які живуть в екстремальних умовах.

Література[ред. | ред. код]

  • Коваленко О.В. Флора водоростей України. Синьозелені водорості. Том I. Спеціальна частина. Вип. 1. Порядок Chroococcales / Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України. – Київ: Арістей, 2009. – 387 с. – Тираж 300 прим. – ISBN 978-966-02-5086-4 (Вип. 1). ,978-966-02-5084-0 (загальний); 978-966-02-5085-7 (Т. 1).
  • Коваленко О.В. Флора водоростей України. Том I. Синьозелені водорості. Вип. 1. Порядок Хроококальні. 2-е видання, перероблене та доповнене / Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України. – Київ, 2009. – 397 с. – Тираж 100 прим. – ISBN 978-966-02-5310-0; 978-966-02-5084-0 (загальний); 978-966-02-5085-7 (Т. 1); 978-966-02-5086-4 (Вип. 1).
  • Н. В. Кондратьєва. Синьозелені водорості / УРЕ

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Taxonomic classification of cyanoprokaryotes (cyanobacterial genera) 2014, using a polyphasic approach. Preslia 86: 295–335. 2014.  Проігноровано невідомий параметр |vauthors= (довідка)
  2. Beer microbes live 553 days outside ISS - BBC News. BBC News (en-GB). Процитовано 2016-01-23. 
  3. а б Plait, Phil (2014-07-28). Poisoned Planet. Slate (en-US). ISSN 1091-2339. Процитовано 2018-07-08. 

Посилання[ред. | ред. код]