Այժմ գոյություն ունեցող օրգանիզմների շարքում կան այնպիսիք, որոնց պատկանելության մասին կենդանական աշխարհի ցանկացած թագավորություն անընդհատ վեճեր են լինում: Այդպես է ցիանոբակտերիա կոչվող արարածների դեպքում: Չնայած նրանք նույնիսկ պատշաճ անուն չունեն։ Չափից շատ հոմանիշներ՝
- կապույտ-կանաչ ջրիմուռ;
- ցիանոբիոնտ;
- ֆիկոքրոմի գնդիկ;
- ցիանիդներ;
- լորձային ջրիմուռներ և այլն:
Այսպիսով, պարզվում է, որ ցիանոբակտերիան բոլորովին փոքր, բայց միևնույն ժամանակ այնպիսի բարդ և հակասական օրգանիզմ է, որը պահանջում է մանրակրկիտ ուսումնասիրություն և կառուցվածքի ուսումնասիրություն՝ ճշգրիտ տաքսոնոմիկ պատկանելությունը որոշելու համար:
Գոյության և հայտնագործության պատմություն
Դատելով բրածո մնացորդներից՝ կապտականաչ ջրիմուռների գոյության պատմությունը գնում է դեպի անցյալ՝ մի քանի (3,5) միլիարդ տարի առաջ: Նման եզրակացությունները հնարավորություն են տվել կատարել պալեոնտոլոգների ուսումնասիրությունները, ովքեր վերլուծել են այդ հեռավոր ժամանակների ժայռերը (դրանց հատվածները):
Նմուշների մակերեսին եղել ենհայտնաբերվել են ցիանոբակտերիաներ, որոնց կառուցվածքը չէր տարբերվում ժամանակակից ձևերից։ Սա ցույց է տալիս այս արարածների հարմարվողականության բարձր աստիճանը բնակության տարբեր պայմաններին, նրանց ծայրահեղ դիմացկունությանը և գոյատևմանը: Ակնհայտ է, որ միլիոնավոր տարիների ընթացքում մոլորակի ջերմաստիճանի և գազի բաղադրության բազմաթիվ փոփոխություններ են տեղի ունեցել։ Այնուամենայնիվ, ոչինչ չի ազդել ցիանի կենսունակության վրա:
Ժամանակակից ժամանակներում ցիանոբակտերիան միաբջիջ օրգանիզմ է, որը հայտնաբերվել է բակտերիալ բջիջների այլ ձևերի հետ միաժամանակ: Այսինքն՝ Անտոնիո Վան Լևենհուկը, Լուի Պաստերը և այլ հետազոտողներ XVIII-XIX դդ.
Դրանք ավելի մանրակրկիտ ուսումնասիրվեցին ավելի ուշ՝ էլեկտրոնային մանրադիտակի մշակմամբ և հետազոտության արդիականացված մեթոդներով ու մեթոդներով։ Բացահայտվել են ցիանոբակտերիաների բնորոշ առանձնահատկությունները: Բջջի կառուցվածքը ներառում է մի շարք նոր կառուցվածքներ, որոնք չեն հայտնաբերվել այլ արարածների մեջ:
Դասակարգում
Նրանց դասակարգման պատկանելիությունը որոշելու հարցը մնում է բաց։ Առայժմ հայտնի է միայն մեկ բան՝ ցիանոբակտերիաները պրոկարիոտներ են։ Սա հաստատվում է այնպիսի հատկանիշներով, ինչպիսիք են՝
- միջուկի, միտոքոնդրիումների, քլորոպլաստների բացակայություն;
- մուրեինի առկայություն բջջային պատում;
- S-ռիբոսոմի մոլեկուլները բջջում:
Այնուամենայնիվ, ցիանոբակտերիաները պրոկարիոտներ են՝ մոտ 1500 հազար տեսակով։ Դրանք բոլորը դասակարգվել և միավորվել են 5 խոշոր մորֆոլոգիական խմբավորումների մեջ։
- Chroococcal. Բավականին մեծ խումբ, որը միավորում է միայնակ կամգաղութային ձևեր. Օրգանիզմների բարձր կոնցենտրացիաները պահպանվում են յուրաքանչյուր անհատի բջջային պատի կողմից արտազատվող ընդհանուր լորձի միջոցով: Ձևի առումով այս խումբը ներառում է ձողաձև և գնդաձև կառուցվածքներ։
- Pleurocapsal. Շատ նման է նախորդ ձևերին, սակայն մի հատկանիշ ի հայտ է գալիս բեյոցիտների ձևավորման տեսքով (այս երևույթի մասին ավելի ուշ): Այստեղ ընդգրկված ցիանոբակտերիաները պատկանում են երեք հիմնական դասի՝ պլեվրոկապներ, դերմոկապներ, միքսոսարցիններ։
- Օքսիլատորներ. Այս խմբի հիմնական առանձնահատկությունն այն է, որ բոլոր բջիջները միավորված են ընդհանուր լորձային կառուցվածքի մեջ, որը կոչվում է տրիխոմներ: Բաժանումը տեղի է ունենում առանց այս թելից այն կողմ անցնելու, ներսում։ Օսցիլատորիան ներառում է բացառապես վեգետատիվ բջիջներ, որոնք կիսով չափ կիսով չափ բաժանվում են:
- Նոստոկ. Հետաքրքիր է իրենց կրիոֆիլությամբ: Կարողանում է ապրել բաց սառցե անապատներում՝ դրանց վրա գունավոր արշավանքներ կազմելով: Այսպես կոչված «ծաղկող սառցե անապատների» երեւույթը։ Այս օրգանիզմների ձևերը թելավոր են նաև տրիխոմների տեսքով, սակայն սեռական վերարտադրումը՝ մասնագիտացված բջիջների՝ հետերոցիստների օգնությամբ։ Այստեղ կարելի է վերագրել հետևյալ ներկայացուցիչներին՝ Anabens, Nostocs, Calotrix:
- Ստիգոնեմ. Շատ նման է նախորդ խմբին. Վերարտադրման մեթոդի հիմնական տարբերությունն այն է, որ նրանք ի վիճակի են բազմակի բաժանվել նույն բջջի ներսում: Այս ասոցիացիայի ամենահայտնի ներկայացուցիչը Fisherells-ն է։
Այսպիսով, ցիանիդը դասակարգվում է ըստ մորֆոլոգիական չափանիշի, քանի որ մնացածի համար կան բազմաթիվ հարցեր և շփոթություն։ Բուսաբաններն ու մանրէաբանները՝ ընդհանուր հայտարարի մեջՑիանոբակտերիաների սիստեմատիկան դեռ չի կարող առաջանալ:
բնակավայրեր
Հատուկ ադապտացիաների առկայության պատճառով (հետերոցիստներ, բեոցիտներ, անսովոր թիլաոիդներ, գազային վակուոլներ, մոլեկուլային ազոտը ֆիքսելու ունակություն և այլն) այս օրգանիզմները տեղավորվեցին ամենուր։ Նրանք կարողանում են գոյատևել նույնիսկ ամենածայրահեղ պայմաններում, որոնցում ընդհանրապես գոյություն ունենալ չի կարող կենդանի օրգանիզմ։ Օրինակ՝ տաք ջերմասեր աղբյուրներ, անաէրոբ պայմաններ ջրածնի սուլֆիդային մթնոլորտով, թթվային միջավայր՝ 4-ից պակաս pH-ով։
Ցիանոբակտերիան օրգանիզմ է, որը հանգիստ գոյատևում է ծովի ավազի և քարքարոտ եզրերի, սառցե բլոկների և տաք անապատների վրա: Դուք կարող եք ճանաչել և որոշել ցիանիդների առկայությունը նրանց գաղութների ձևավորման բնորոշ գունավոր սալիկի միջոցով: Գույնը կարող է տարբեր լինել՝ կապույտ-սևից մինչև վարդագույն և մանուշակագույն:
Դրանք կոչվում են կապույտ-կանաչ, քանի որ դրանք հաճախ ձևավորում են կապտականաչ ցեխոտ թաղանթ սովորական թարմ կամ աղի ջրի մակերեսին: Այս երեւույթը կոչվում է «ջրի ծաղկում»։ Այն կարելի է տեսնել գրեթե ցանկացած լճի վրա, որը սկսում է գերաճել և ճահճանալ։
Բջջի կառուցվածքի առանձնահատկությունները
Ցիանոբակտերիաներն ունեն սովորական կառուցվածք պրոկարիոտ օրգանիզմների համար, սակայն կան որոշ առանձնահատկություններ։
Բջջի կառուցվածքի ընդհանուր պլանը հետևյալն է.
- բջջային պատ՝ պատրաստված պոլիսախարիդներից և մուրեինից;
- պլազմային մեմբրանի բիլիպիդային կառուցվածք;
- ցիտոպլազմա՝ ազատորեն բաշխված գենետիկական նյութով՝ մոլեկուլի տեսքովԴՆԹ;
- տիլակոիդներ, որոնք կատարում են ֆոտոսինթեզի ֆունկցիա և պարունակում են գունանյութեր (քլորոֆիլներ, քսանթոֆիլներ, կարոտինոիդներ):
Բջջի հատուկ մասերը կքննարկվեն հետագա:
Մասնագիտացված կառույցների տեսակները
Նախ, սրանք հետերոցիստներ են: Այս կառույցները մասեր չեն, այլ բջիջներն իրենք են՝ որպես տրիխոմի մաս (ընդհանուր գաղութային թել, որը միավորված է լորձով): Նրանք տարբերվում են մանրադիտակի միջոցով իրենց կազմով, քանի որ նրանց հիմնական գործառույթը ֆերմենտի արտադրությունն է, որը թույլ է տալիս օդից մոլեկուլային ազոտի ամրագրումը: Հետևաբար, հետերոցիստներում պիգմենտներ գործնականում չկան, բայց ազոտը շատ է։
Երկրորդ, սրանք հորմոգոնիաներ են՝ տրիխոմներից պոկված հատվածներ։ Ծառայել որպես բազմացման վայր։
Բեոցիտները մի տեսակ դուստր բջիջներ են՝ զանգվածաբար օժտված մեկ մայրականից: Երբեմն նրանց թիվը մեկ բաժանման ժամանակաշրջանում հասնում է հազարի։ Նման հատկանիշի ունակ են դերմոկապները և այլ Pleurocapsodiaceae:
Ակինետները հատուկ բջիջներ են, որոնք գտնվում են հանգստի վիճակում և ներառված են տրիխոմների մեջ: Տարբերվում են ավելի զանգվածային, պոլիսախարիդներով հարուստ բջջային պատով: Նրանց դերը նման է հետերոցիստներին։
Գազային վակուոլներ - բոլոր ցիանոբակտերիաներն ունեն դրանք: Բջջի կառուցվածքն ի սկզբանե ենթադրում է դրանց առկայությունը։ Նրանց դերը ջրի ծաղկման գործընթացներին մասնակցելն է։ Նման կառուցվածքների մեկ այլ անվանում է կարբոքսիզոմներ։
Բջջային ընդգրկումներ. Նրանք, անշուշտ, գոյություն ունեն բույսերի, կենդանիների և բակտերիաների բջիջներում: Այնուամենայնիվ, կապույտ-կանաչ ջրիմուռներում այս ընդգրկումները որոշ չափով տարբերվում են: Դրանք ներառում են՝
- գլիկոգեն;
- պոլիֆոսֆատ հատիկներ;
- ցիանոֆիցինը հատուկ նյութ է, որը բաղկացած է ասպարտատից, արգինինից։ Ծառայում է ազոտի կուտակման համար, քանի որ այդ ընդգրկումները գտնվում են հետերոցիստների մեջ։
Սա այն է, ինչ ունի ցիանոբակտերիան: Հիմնական մասերը և մասնագիտացված բջիջներն ու օրգանելները ցիանիդներին թույլ են տալիս ֆոտոսինթեզ իրականացնել, բայց միևնույն ժամանակ պատկանում են բակտերիաներին։
Վերարտադրում
Այս գործընթացը առանձնապես դժվար չէ, քանի որ այն նույնն է, ինչ սովորական բակտերիաների մոտ։ Ցիանոբակտերիաները կարող են վեգետատիվ բաժանվել, տրիխոմների մասերը, նորմալ բջիջը երկու մասի կամ կատարել սեռական պրոցես։
Հաճախ այս գործընթացներում ներգրավված են հետերոցիստների, ակինետների, բեյոցիտների մասնագիտացված բջիջներ:
Տեղափոխման եղանակներ
Ցիանոբակտերիաների բջիջը դրսից ծածկված է բջջային պատով, իսկ երբեմն նաև հատուկ պոլիսախարիդի շերտով, որը կարող է լորձային պարկուճ ձևավորել դրա շուրջ: Հենց այս հատկանիշի շնորհիվ է իրականացվում ցիանի շարժումը։
Չկան դրոշակներ կամ հատուկ աճեր: Շարժումը կարող է իրականացվել միայն կոշտ մակերևույթի վրա՝ լորձի օգնությամբ, կարճ կծկումներով։ Որոշ Oscillatoriums շարժման շատ անսովոր ձև ունեն. նրանք պտտվում են իրենց առանցքի շուրջ և միևնույն ժամանակ ստիպում են ամբողջ տրիխոմի պտույտը: Այսպես է շարժվում մակերեսը։
Ազոտի ամրագրման կարողություն
Այս հատկանիշն ունի գրեթե բոլոր ցիանոբակտերիաները: Դա հնարավոր է նիտրոգենազ ֆերմենտի առկայության շնորհիվ, որն ունակ է ֆիքսել մոլեկուլային ազոտը ևվերածել այն միացությունների մարսելի ձևի: Դա տեղի է ունենում հետերոցիստների կառուցվածքներում։ Հետևաբար, այն տեսակները, որոնք չունեն դրանք, չեն կարող ֆիքսել օդի ազոտը։
Ընդհանուր առմամբ, այս գործընթացը ցիանոբակտերիաներին դարձնում է բույսերի կյանքի համար շատ կարևոր արարածներ: Հողում նստելով՝ ցիաներն օգնում են ֆլորայի ներկայացուցիչներին յուրացնել կապված ազոտը և վարել նորմալ կյանք։
Անաէրոբ տեսակ
Կապույտ-կանաչ ջրիմուռների որոշ ձևեր (օրինակ՝ Oscillatoria) ունակ են ապրել ամբողջովին անաէրոբ պայմաններում և ջրածնի սուլֆիդի մթնոլորտում: Այս դեպքում միացությունը մշակվում է մարմնի ներսում և արդյունքում առաջանում է մոլեկուլային ծծումբ, որն արտանետվում է շրջակա միջավայր։
