Tra gli organismi che esistono ora, ci sono quelli sulla cui appartenenza a qualsiasi regno della fauna selvatica ci sono continue controversie. Così è con le creature chiamate cianobatteri. Anche se non hanno nemmeno un nome proprio. Troppi sinonimi:
- alghe blu-verdi;
- cianobionti;
- pellet di ficocromo;
- cianuri;
- alghe muco e altri.
Così si scopre che un cianobatterio è un organismo completamente piccolo, ma allo stesso tempo così complesso e controverso che richiede un attento studio e considerazione della sua struttura per determinare l'esatta affiliazione tassonomica.
Storia dell'esistenza e della scoperta
A giudicare dai resti fossili, la storia dell'esistenza delle alghe blu-verdi risale a molto tempo fa, diversi (3,5) miliardi di anni fa. Tali conclusioni hanno permesso di fare studi da parte di paleontologi che hanno analizzato le rocce (le loro sezioni) di quei tempi lontani.
Sulla superficie dei campioni c'eranosono stati trovati cianobatteri, la cui struttura non differiva da quella delle forme moderne. Ciò indica un alto grado di adattabilità di queste creature alle varie condizioni dell'habitat, alla loro estrema resistenza e sopravvivenza. È ovvio che nel corso di milioni di anni ci sono stati molti cambiamenti nella temperatura e nella composizione del gas del pianeta. Tuttavia, nulla ha influito sulla fattibilità del ciano.
Nei tempi moderni, i cianobatteri sono un organismo unicellulare che è stato scoperto contemporaneamente ad altre forme di cellule batteriche. Cioè, Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur e altri ricercatori nei secoli XVIII-XIX.
Sono stati studiati più a fondo in seguito, con lo sviluppo della microscopia elettronica e metodi e metodi di ricerca modernizzati. Sono state identificate le caratteristiche che possiedono i cianobatteri. La struttura della cellula include una serie di nuove strutture che non si trovano in altre creature.
Classificazione
La questione della determinazione della loro affiliazione tassonomica rimane aperta. Finora si sa solo una cosa: i cianobatteri sono procarioti. Ciò è confermato da funzionalità come:
- mancanza di nucleo, mitocondri, cloroplasti;
- presenza di murein nella parete cellulare;
- Molecole di ribosoma S nella cellula.
Tuttavia, i cianobatteri sono procarioti con circa 1500mila varietà. Tutti sono stati classificati e combinati in 5 grandi raggruppamenti morfologici.
- Crococco. Un gruppo sufficientemente grande, che unisce singolo oforme coloniali. Alte concentrazioni di organismi sono tenute insieme dal muco comune secreto dalla parete cellulare di ciascun individuo. In termini di forma, questo gruppo comprende strutture a forma di bastoncello e sferiche.
- Pleurocapsale. Molto simile alle forme precedenti, tuttavia, appare una caratteristica sotto forma di formazione di beociti (più avanti su questo fenomeno). I cianobatteri qui inclusi appartengono a tre classi principali: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
- Oxillatori. La caratteristica principale di questo gruppo è che tutte le cellule sono combinate in una struttura di muco comune chiamata tricomi. La divisione avviene senza andare oltre questo filo, dentro. Gli Oscillatori comprendono esclusivamente cellule vegetative che si dividono asessualmente a metà.
- Nessuna scorta. Interessanti per la loro criofilia. Capace di vivere in aperti deserti ghiacciati, formando su di essi incursioni colorate. Il cosiddetto fenomeno dei "deserti di ghiaccio in fiore". Le forme di questi organismi sono anche filamentose sotto forma di tricomi, tuttavia, la riproduzione sessuale, con l'aiuto di cellule specializzate - eterocisti. Qui possono essere attribuiti i seguenti rappresentanti: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Stigonem. Molto simile al gruppo precedente. La principale differenza nel metodo di riproduzione è che sono in grado di dividersi più volte all'interno della stessa cellula. Il rappresentante più popolare di questa associazione è il Fisherells.
Così, il cianuro viene classificato secondo il criterio morfologico, poiché per il resto ci sono molte domande e confusione. Botanici e microbiologi a un denominatore comune inla sistematica dei cianobatteri non può ancora arrivare.
Habitat
A causa della presenza di adattamenti speciali (eterocisti, beociti, tilacoidi insoliti, vacuoli gassosi, capacità di fissare l'azoto molecolare e altri), questi organismi si stabilirono ovunque. Sono in grado di sopravvivere anche nelle condizioni più estreme in cui nessun organismo vivente può esistere. Ad esempio, sorgenti termofile calde, condizioni anaerobiche con atmosfera di idrogeno solforato, ambiente acido con pH inferiore a 4.
Cyanobacteria è un organismo che sopravvive tranquillamente sulla sabbia del mare e sporgenze rocciose, blocchi di ghiaccio e deserti caldi. È possibile riconoscere e determinare la presenza di cianuri dalla caratteristica placca colorata che formano le loro colonie. Il colore può variare da blu-nero a rosa e viola.
Sono chiamati blu-verdi perché spesso formano una pellicola viscida blu-verde sulla superficie della normale acqua dolce o salata. Questo fenomeno è chiamato "fioritura dell'acqua". Può essere visto su quasi tutti i laghi che iniziano a crescere troppo e a diventare paludosi.
Caratteristiche della struttura cellulare
I cianobatteri hanno la struttura usuale per gli organismi procarioti, ma ci sono alcune caratteristiche.
Lo schema generale della struttura cellulare è il seguente:
- parete cellulare composta da polisaccaridi e murein;
- struttura bilipidica della membrana plasmatica;
- citoplasma con materiale genetico liberamente distribuito sotto forma di molecolaDNA;
- tillacoidi che svolgono la funzione di fotosintesi e contengono pigmenti (clorofille, xantofille, carotenoidi).
Le parti speciali della cella verranno discusse ulteriormente.
Tipi di strutture specializzate
Prima di tutto, queste sono eterocisti. Queste strutture non sono parti, ma le cellule stesse come parte di un tricoma (un filo coloniale comune unito dal muco). Differiscono se osservati al microscopio nella loro composizione, poiché la loro funzione principale è la produzione di un enzima che consente la fissazione dell'azoto molecolare dall'aria. Pertanto, non ci sono praticamente pigmenti nelle eterocisti, ma c'è molto azoto.
In secondo luogo, queste sono ormogonie - aree strappate dai tricomi. Servire come terreno fertile.
I beociti sono una specie di cellule figlie, dotate in massa da una materna. A volte il loro numero raggiunge il migliaio in un periodo di divisione. Dermocaps e altre Pleurocapsodiaceae sono capaci di tale caratteristica.
Akinet sono cellule speciali che sono a riposo e sono incluse nei tricomi. Differiscono in una parete cellulare più massiccia e ricca di polisaccaridi. Il loro ruolo è simile alle eterocisti.
Vacuoli di gas - tutti i cianobatteri li hanno. La struttura della cellula implica inizialmente la loro presenza. Il loro ruolo è quello di prendere parte ai processi di fioritura dell'acqua. Un altro nome per tali strutture è carbossisomi.
Inclusioni cellulari. Esistono certamente nelle cellule vegetali, animali e batteriche. Tuttavia, nelle alghe blu-verdi, queste inclusioni sono alquanto diverse. Questi includono:
- glicogeno;
- granuli di polifosfato;
- cianoficina è una sostanza speciale costituita da aspartato, arginina. Serve per l'accumulo di azoto, poiché queste inclusioni sono nelle eterocisti.
Questo è ciò che ha il cianobatterio. Le parti principali e le cellule e gli organelli specializzati sono ciò che consente ai cianidi di svolgere la fotosintesi, ma allo stesso tempo appartengono ai batteri.
Riproduzione
Questo processo non è particolarmente difficile, in quanto è lo stesso di quello dei batteri ordinari. I cianobatteri possono dividersi vegetativamente, parti di tricomi, una cellula normale in due o eseguire un processo sessuale.
Spesso cellule specializzate di eterocisti, acineti e beociti sono coinvolte in questi processi.
Metodi di trasporto
La cellula dei cianobatteri è ricoperta esternamente da una parete cellulare e talvolta anche da uno strato di uno speciale polisaccaride che può formare una capsula di muco attorno ad essa. È grazie a questa caratteristica che viene effettuato il movimento del ciano.
Non ci sono flagelli o escrescenze speciali. Il movimento può essere effettuato solo su una superficie dura con l'aiuto del muco, in brevi contrazioni. Alcuni oscillatori hanno un modo molto insolito di muoversi: ruotano attorno al proprio asse e allo stesso tempo fanno ruotare l'intero tricoma. Ecco come si muove la superficie.
Capacità di fissazione dell'azoto
Questa funzione ha quasi tutti i cianobatteri. Ciò è possibile grazie alla presenza dell'enzima nitrogenasi, che è in grado di fissare l'azoto molecolare econvertirlo in una forma digeribile di composti. Questo accade nelle strutture delle eterocisti. Pertanto, le specie che ne sono sprovviste non possono fissare l'azoto nell'aria.
In generale, questo processo rende i cianobatteri creature molto importanti per la vita vegetale. Stabilindosi nel terreno, i ciano aiutano i rappresentanti della flora ad assimilare l'azoto legato e condurre una vita normale.
Specie anaerobiche
Alcune forme di alghe blu-verdi (ad esempio Oscillatoria) sono in grado di vivere in condizioni completamente anaerobiche e in un'atmosfera di idrogeno solforato. In questo caso, il composto viene elaborato all'interno del corpo e, di conseguenza, si forma zolfo molecolare, che viene rilasciato nell'ambiente.
