Прокаріотичні організми. Загальна характеристика архебактерій, бактерій та синьозелених водоростей.

Прокаріоти - найдавніші організми, що не володіють чітко оформленим ядром з оболонкою і типовим хромосомним апаратом. Спадкова інформація реалізується через ДНК. Розмножуються розподілом без яскраво вираженого статевого процесу.
Важко знайти місце на Землі, де не було б бактерій. Вони зустрічаються в найрізноманітніших місцях: у атмосфері і на дні океанів, в швидкоплинних річках і у вічній мерзлоті, в парному молоці і в ядерних реакторах; однак особливо багато їх в грунті. У верхньому шарі грунту містяться мільйони бактерій на 1 г, тобто приблизно 2 тонни на гектар. Серед бактерій багато форм, які паразитують на людині, рослинах і тваринах.
Бактерії - найдрібніші з організмів, що володіють клітинною будовою; їх розміри становлять від 0,1 до 10 мкм. На звичайній друкарській точці можна розмістити сотні тисяч бактерій середнього розміру. Бактерії можна побачити тільки під мікроскопом, тому їх називають мікроорганізмами або мікробами; мікроорганізми вивчаються мікробіологією. Частина мікробіології, що вивчає бактерії, називається бактериологией.
Бактерії - найдавніші з відомих організмів. Сліди життєдіяльності бактерій і синьо-зелених водоростей (строматоліти) відносяться до архею і датуються віком 3,5 млрд. Років.
Через можливість обміну генами між представниками різних видів і навіть родів систематизувати прокаріотів досить складно. Задовільна систематика прокаріотів не побудували досі; всі існуючі системи є штучними і класифікують бактерії з якої-небудь групи ознак, не враховуючи їх філогенетичного споріднення. В даний час бактерії виділені в окреме надцарство прокаріотів.
В кінці XX століття вчені виявили, що клітини порівняно маловивченою групи бактерій - архей. Будова генетичного апарату архей зближує їх з еукаріотамі; з іншого боку, архебактерии мають і типові ознаки прокариот (відсутність ядра в клітині, наявність джгутиків, плазмід і газових вакуолей, розмір р-РНК, азотфіксація). Нарешті, архебактерии відрізняються від всіх інших організмів будовою клітинної стінки, типом фотосинтезу і деякими іншими ознаками. Архебактерії здатні існувати в екстремальних умовах (наприклад, в гарячих джерелах при температурі понад 100 ° С, в океанських глибинах при тиску 260 атм, в насичених сольових розчинах (30% NaCl)). Деякі архебактерии виділяють метан, інші використовують для отримання енергії сполуки сірки.
Мабуть, архебактерии є дуже давньою групою організмів; «Екстремальні» можливості свідчать про умови, характерних для поверхні Землі. Вважається, що архебактерии найбільш близькі до гіпотетичних «проклеткам», який породив згодом все різноманіття життя на Землі.
Останнім часом стало ясно, що існують три основні типи, представлені, відповідно, перша - в клітинах еукаріот, друга - в клітинах справжніх бактерій, еукаріот, третя - у архей. Дослідження молекулярної генетики змусили по-новому поглянути на теорію походження еукаріот. В даний час вважається, що на древній Землі одночасно еволюціонували три різні гілки прокаріотів - архебактерии, еубактеріі і уркаріоти, що характеризувалися різною будовою і різними способами отримання енергії. Уркаріоти, які були, по суті, ядерно-цитоплазматичних компонентом еукаріот, які перетворилися в мітохондрії і хлоропласти майбутніх клітин еукаріот.
Таким чином, ранг класу, що виділявся раніше для архей, явно недостатній. В даний час багато дослідників схильні поділяти прокаріот на два царства: архебактерии і справжні бактерії (еубактеріі) або навіть зовсім виділяти архебактерии в окреме надцарство Archaea.

Синьо-зелені водорості поширені в стоячій воді, в ставах і ріках, що повільно течуть. Якщо вода починає «цвісти», вона набирає неприємного запаху і стає непридатною для пиття, а риба потерпає від недостачі повітря. Синьо-зелені водорості ростуть також на поверхні грунту і у верхніх його шарах; вони живляться не тільки автотрофно, але і гетеротрофно, тобто використовують готові органічні речовини.

Синьо-зелені водорості бувають одноклітинні і багатоклітинні. Останні мають форму ниток. Клітинні оболонки складаються переважно з пектинових речовин і легко ослизнюються. Протоплазма клітини густа, без ядра, без вакуолей. Зовнішній її шар — кірковий — забарвлений в синьо-зелений колір, а внутрішнє центральне тіло не забарвлене і містить нуклеїнові речовини. Пігментація, що забарвлює зовнішній шар, складається із зеленого пігменту — хлорофілу, оранжевого — каротину, синього— фікоціану, а іноді і червоного — фікоеритрину.

Від сполучення цих пігментів залежать відтінки забарвлення синьо-зелених водоростей; то вони з більш синім, то з зеленим, то з жовтуватим або червонуватим відтінком. Не тільки різні види мають різні відтінки синього і зеленого кольору, але й кожний вид водоростей змінює забарвлення залежно від умов середовища і від освітлення. При нагріванні клітини втрачають фікоціан, і мертва водорість стає зеленою.

Продуктами фотосинтезу вуглеводів є глікоген і близький до нього анабенін, які скупчуються в центральному тілі. В пристінному шарі також спостерігаються запасні продукти у вигляді найдрібніших зерняток.

Розмноження одноклітинних синьо-зелених водоростей відбувається шляхом поділу клітин пополам з наступним їх. роз’єднанням. В колоніальних форм клітини, що відділилися, І залишаються з’єднаними між собою слизом. Часто у нитчастої водорості або у водорості, що складається з ланцюжка клітин, з’являються більш великі клітини, без протопласту — гетероцисти, по яких відбувається розрив на гормогонії.

Іноді звичайні клітини синьо-зеленої водорості збільшуються, в них відкладаються запасні речовини, оболонка; потовщується, вони роз’єднуються і перетворюються в спори, якими розмножуються. Синьо-зелені водорості вважаються стародавнішими організмами на земній кулі. їх відомо до 150 родів і близько 1500 видів. У прісних водах вони більш поширені.