Отдел цианобактерии (сине-зеленые водоросли) – cyanobacteria

Сине-зеленые водоросли (цианобактерии) - очень древние организмы, возникшие свыше 3 млрд лет назад, относящиеся к фототрофным прокариотам. Несмотря на близость их организации к прокариотам (строение клеток, наличие муреина, способность фиксировать азот), имеются и отличия от бактерий: наличие фотосистемы II; организация пигментной системы, аналогичной красным водорослям; фотосинтез с выделением кислорода; водный (в основном пресноводный) образ жизни.

Строение. Клетки (по форме округлые, эллиптические, цилиндрические, бочонковидные) могут оставаться одиночными, объединяться в колонии или образовывать многоклеточные нити.

Клеточная стенка довольно толстая, содержит некоторое количество целлюлозы, но главными ее компонентами являются иные полисахариды и пектиновые вещества. Подобно многим прокариотам, клеточная стенка сине-зеленых водорослей содержит муреин (гликопептид). В клеточной стенке есть поры - для сообщения между клетками. Поверх клеточной стенки часто выделяется слизь в виде толстого чехла, предохраняющего клетку от высыхания и облегчающего скольжение.

Кроме того, в цианобактериях может фиксироваться атмосферный азот. Настоящие вакуоли с клеточным соком редки, но в цитоплазме многих видов этих водорослей имеются газовые вакуоли, или псевдовакуоли. Нитчатые формы (осциллатория, носток), помимо обычных клеток, имеют более крупные вакуоли, наполненные азо том, - гетероцисты (рис. 5.4). Гетероцисты способны фиксировать азот, снабжая таким образом азотистыми веществами прочие клетки. Считается, что эти вакуоли регулируют плавучесть клетки и позволяют ей парить в толще воды.

У цианобактерий найдены пигменты: хлорофилл а, несколько каротинов и ксантофиллов, а также фикобиллины, модифицирующие их окраску от сине-зеленой, фиолетовой и красноватой до почти черной (синий фикобиллин - фикоцианин и красный - фикоэритрин). Пигменты располагаются в одиночных тилакоидах. Фотосинтезирующий аппарат цианобактерий имеет фотосистемы I и II, поэтому способен к аэробному фотосинтезу с выделением кислорода. Продукты фотосинтеза могут накапливаться, хотя и в небольших количествах. Чаще всего это гликопротеид, похожий по химическому составу на гликоген. Большинство цианобактерий, будучи автотрофными организмами, могут синтезировать все вещества клетки за счет энергии света. Однако они способны и к смешанному типу питания (как гетеротрофы).

Для цианобактерий, как и для бактерий, характерно наличие нуклеоида в центральной части клетки. В качестве запасных включений в цитоплазме имеются: гликоген, волютин, белок цианофицин.

Рис. 5.4. Сине-зеленые водоросли (цианобактерии) (Суаnophyta):

А - осциллатория (Oscillatoria); Б - носток (Nostoc); В - анабена (Аnabaena); Г - лингбия (Lyngbуа); Д - ривулярия (Rivularia); Е - глеокапса (G1eосарsа); Ж - хроококк (Chroococcus);

1 - общий вид; 2 - вид при малом увеличении микроскопа; 3 - отдельная нить при большом увеличении; 4 - гетероцисты анабены

Размножение

1. Вегетативное размножение одноклеточных и колониальных форм происходит за счет деления клетки пополам (см. Бактерии); у нитчатых форм разделение происходит по гетероцистам.

2. В отличие от настоящих бактерий цианобактерии жгутиков не имеют. Половой процесс у них отсутствует.