Starp tagad pastāvošajiem organismiem ir tādi, par kuru piederību jebkurai savvaļas dzīvnieku valstībai pastāv nemitīgi strīdi. Tā tas ir ar radībām, ko sauc par zilaļģēm. Lai gan viņiem pat nav īsta vārda. Pārāk daudz sinonīmu:
- zilaļģes;
- cianobionts;
- fikohroma granulas;
- cianīdi;
- gļotas aļģes un citas.
Tātad izrādās, ka zilaļģe ir pavisam mazs, bet tajā pašā laikā tik sarežģīts un pretrunīgs organisms, kas prasa rūpīgu izpēti un tās uzbūves pārdomāšanu, lai noteiktu precīzu taksonomisko piederību.
Esamības un atklājumu vēsture
Spriežot pēc fosilajām atliekām, zilaļģu pastāvēšanas vēsture sniedzas tālā pagātnē, pirms vairākiem (3,5) miljardiem gadu. Šādi secinājumi ļāva veikt pētījumus paleontologiem, kuri analizēja to tālo laiku iežus (to posmus).
Uz paraugu virsmas bijatika atrastas zilaļģes, kuru struktūra neatšķīrās no mūsdienu formām. Tas norāda uz šo radījumu augstu pielāgošanās pakāpi dažādiem dzīvotņu apstākļiem, to ārkārtējai izturībai un izdzīvošanai. Ir acīmredzams, ka miljoniem gadu ir notikušas daudzas izmaiņas planētas temperatūrā un gāzu sastāvā. Tomēr nekas neietekmēja ciāna dzīvotspēju.
Mūsdienās zilaļģes ir vienšūnas organisms, kas tika atklāts vienlaikus ar citām baktēriju šūnu formām. Tas ir, Antonio Van Lēvenhuks, Luiss Pastērs un citi pētnieki XVIII-XIX gadsimtā.
Tos pamatīgāk pētīja vēlāk, attīstoties elektronu mikroskopijai un modernizētām pētījumu metodēm un metodēm. Ir identificētas zilaļģu īpašības. Šūnas struktūra ietver vairākas jaunas struktūras, kas nav atrodamas citos radījumos.
Klasifikācija
Jautājums par to taksonomiskās piederības noteikšanu paliek atklāts. Līdz šim ir zināms tikai viens: zilaļģes ir prokarioti. To apstiprina tādas funkcijas kā:
- kodola, mitohondriju, hloroplastu trūkums;
- mureīna klātbūtne šūnas sieniņā;
- S-ribosomu molekulas šūnā.
Tomēr zilaļģes ir prokarioti ar aptuveni 1500 tūkstošiem šķirņu. Tās visas tika klasificētas un apvienotas 5 lielās morfoloģiskās grupās.
- Hrookoku. Pietiekami liela grupa, kas apvieno vienu vaikoloniālās formas. Augstu organismu koncentrāciju satur kopējās gļotas, ko izdala katra indivīda šūnu siena. Formas ziņā šajā grupā ietilpst stieņveida un sfēriskas struktūras.
- Pleurocapsal. Ļoti līdzīga iepriekšējām formām, tomēr parādās pazīme beocītu veidošanās formā (vairāk par šo parādību vēlāk). Šeit iekļautās zilaļģes pieder pie trim galvenajām klasēm: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
- Oksilātori. Šīs grupas galvenā iezīme ir tā, ka visas šūnas ir apvienotas kopējā gļotu struktūrā, ko sauc par trichomiem. Sadalījums notiek, nepārsniedzot šo pavedienu, iekšā. Oscilatorijas ietver tikai veģetatīvās šūnas, kas aseksuāli dalās uz pusēm.
- Nostock. Interesanti to kriofilitātes dēļ. Spēj dzīvot atklātos ledainos tuksnešos, veidojot uz tiem krāsainus reidus. Tā sauktā "ziedošo ledus tuksnešu" parādība. Šo organismu formas ir arī pavedienveida trichomu veidā, tomēr seksuāli vairojas, izmantojot specializētas šūnas - heterocistas. Šeit var attiecināt šādus pārstāvjus: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Stigonem. Ļoti līdzīgs iepriekšējai grupai. Galvenā pavairošanas metodes atšķirība ir tā, ka tās spēj vairākkārt sadalīties vienā šūnā. Populārākais šīs asociācijas pārstāvis ir Fisherells.
Tādējādi cianīds tiek klasificēts pēc morfoloģiskā kritērija, jo par pārējo ir daudz jautājumu un neskaidrību. Botāniķi un mikrobiologi uz kopsaucēju inzilaļģu sistemātika vēl nevar nākt.
Habitats
Īpašu adaptāciju (heterocistas, beocīti, neparasti tilakoīdi, gāzes vakuoli, spēja fiksēt molekulāro slāpekli un citi) klātbūtnes dēļ šie organismi apmetās visur. Viņi spēj izdzīvot pat ekstremālākajos apstākļos, kuros vispār nevar pastāvēt neviens dzīvs organisms. Piemēram, karsti termofīli avoti, anaerobi apstākļi ar sērūdeņraža atmosfēru, skāba vide, kuras pH ir mazāks par 4.
Zianobaktērijas ir organisms, kas mierīgi izdzīvo uz jūras smiltīm un akmeņainām dzegām, ledus bluķiem un karstiem tuksnešiem. Jūs varat atpazīt un noteikt cianīdu klātbūtni pēc raksturīgās krāsainās plāksnes, ko veido to kolonijas. Krāsa var atšķirties no zili melnas līdz rozā un purpursarkanai.
Tos sauc par zili zaļiem, jo tie bieži veido zilganzaļu gļotainu plēvi uz parasta saldūdens vai sālsūdens virsmas. Šo parādību sauc par "ūdens ziedēšanu". To var redzēt gandrīz uz jebkura ezera, kas sāk aizaugt un pārpurvoties.
Šūnu struktūras iezīmes
Cianobaktērijām ir parastā prokariotu organismu struktūra, taču ir dažas pazīmes.
Šūnas struktūras vispārīgais plāns ir šāds:
- šūnu siena no polisaharīdiem un mureīna;
- plazmas membrānas bilipīda struktūra;
- citoplazma ar brīvi izplatītu ģenētisko materiālu molekulas formāDNS;
- tillakoīdi, kas veic fotosintēzes funkciju un satur pigmentus (hlorofilus, ksantofilus, karotinoīdus).
Īpašās šūnas daļas tiks apspriestas tālāk.
Specializēto konstrukciju veidi
Pirmkārt, tās ir heterocistas. Šīs struktūras nav daļas, bet pašas šūnas kā daļa no trichome (kopīgs koloniālais pavediens, ko apvieno gļotas). To sastāvs, skatoties caur mikroskopu, atšķiras, jo to galvenā funkcija ir fermenta ražošana, kas ļauj no gaisa fiksēt molekulāro slāpekli. Tāpēc heterocistās pigmentu praktiski nav, bet slāpekļa ir daudz.
Otrkārt, tās ir hormogonijas – no trichomas izrautas vietas. Kalpo par vairošanās vietu.
Beocīti ir sava veida meitas šūnas, kuras masveidā apveltītas no vienas mātes šūnas. Dažreiz to skaits vienā dalīšanas periodā sasniedz tūkstoti. Dermocaps un citi Pleurocapsodiaceae spēj šādu funkciju.
Akinets ir īpašas šūnas, kas atrodas miera stāvoklī un ir iekļautas trichomos. Atšķiras ar masīvāku, ar polisaharīdiem bagātu šūnu sieniņu. Viņu loma ir līdzīga heterocistām.
Gāzes vakuoli - tās ir visām zilaļģēm. Šūnas struktūra sākotnēji nozīmē to klātbūtni. Viņu loma ir piedalīties ūdens ziedēšanas procesos. Cits šādu struktūru nosaukums ir karboksizomas.
Šūnu ieslēgumi. Tie noteikti pastāv augu, dzīvnieku un baktēriju šūnās. Tomēr zilaļģēs šie ieslēgumi ir nedaudz atšķirīgi. Tie ietver:
- glikogēns;
- polifosfāta granulas;
- cianoficīns ir īpaša viela, kas sastāv no aspartāta, arginīna. Kalpo slāpekļa uzkrāšanai, jo šie ieslēgumi atrodas heterocistās.
Tas ir zilaļģu baktērijas. Galvenās daļas un specializētās šūnas un organellas ļauj cianīdiem veikt fotosintēzi, bet tajā pašā laikā pieder pie baktērijām.
Reproducēšana
Šis process nav īpaši grūts, jo tas ir tāds pats kā parastajām baktērijām. Cianobaktērijas var dalīties veģetatīvi, trichomu daļās, normālu šūnu divās daļās vai veikt seksuālu procesu.
Bieži šajos procesos tiek iesaistītas specializētas heterocistu, akinētu, beocītu šūnas.
Pārvadāšanas metodes
Cianobaktēriju šūna no ārpuses ir pārklāta ar šūnas sieniņu, dažreiz arī ar speciāla polisaharīda slāni, kas ap to var veidot gļotu kapsulu. Pateicoties šai funkcijai, tiek veikta ciāna kustība.
Nav karogu vai īpašu izaugumu. Kustības var veikt tikai uz cietas virsmas ar gļotu palīdzību, īsās kontrakcijās. Dažiem Oscilatoriem ir ļoti neparasts pārvietošanās veids – tie griežas ap savu asi un tajā pašā laikā liek griezties visam trichome. Virsma pārvietojas šādi.
Slāpekļa fiksācijas spēja
Šai funkcijai ir gandrīz visas zilaļģes. Tas ir iespējams, pateicoties enzīma nitrogenāzes klātbūtnei, kas spēj fiksēt molekulāro slāpekli unpārvērst to sagremojamā savienojumu formā. Tas notiek heterocistu struktūrās. Tāpēc tās sugas, kurām to nav, nevar piesaistīt slāpekli no gaisa.
Kopumā šis process padara cianobaktērijas par ļoti svarīgām būtnēm augu dzīvē. Nosēžas augsnē ciāni palīdz floras pārstāvjiem asimilēt saistīto slāpekli un dzīvot normālu dzīvi.
Anaerobās sugas
Dažas zilaļģu formas (piemēram, Oscillatoria) spēj dzīvot pilnīgi anaerobos apstākļos un sērūdeņraža atmosfērā. Šajā gadījumā savienojums tiek pārstrādāts ķermeņa iekšienē un rezultātā veidojas molekulārais sērs, kas izdalās vidē.
