Unter den Organismen, die es heute gibt, gibt es solche, über deren Zugehörigkeit zu irgendeinem Reich der Wildtiere ständig Streit herrscht. So ist es mit Lebewesen, die Cyanobakterien genannt werden. Obwohl sie nicht einmal einen richtigen Namen haben. Zu viele Synonyme:
- Blaualge;
- cyanobionts;
- Phycochrom-Pellets;
- Cyanide;
- Schleimalgen und andere.
Es stellt sich also heraus, dass ein Cyanobakterium ein völlig kleiner, aber gleichzeitig so komplexer und umstrittener Organismus ist, der ein sorgfältiges Studium und eine Berücksichtigung seiner Struktur erfordert, um die genaue taxonomische Zugehörigkeit zu bestimmen.
Existenz- und Entdeckungsgeschichte
Nach den fossilen Überresten zu urteilen, reicht die Geschichte der Existenz von Blaualgen weit in die Vergangenheit zurück, vor mehreren (3,5) Milliarden Jahren. Solche Schlussfolgerungen ermöglichten Studien von Paläontologen, die die Gesteine (ihre Abschnitte) jener fernen Zeiten analysierten.
Auf der Oberfläche der Proben warenwurden Cyanobakterien gefunden, deren Struktur sich nicht von der moderner Formen unterschied. Dies weist auf ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit dieser Kreaturen an verschiedene Lebensraumbedingungen hin, auf ihre extreme Ausdauer und ihr Überleben. Es ist offensichtlich, dass es im Laufe von Millionen von Jahren viele Veränderungen in der Temperatur und der Gaszusammensetzung des Planeten gegeben hat. Nichts beeinträchtigte jedoch die Lebensfähigkeit des Cyans.
In der heutigen Zeit sind Cyanobakterien ein einzelliger Organismus, der gleichzeitig mit anderen Formen von Bakterienzellen entdeckt wurde. Das heißt, Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur und andere Forscher im XVIII-XIX Jahrhundert.
Sie wurden später mit der Entwicklung der Elektronenmikroskopie und modernisierten Methoden und Forschungsmethoden gründlicher untersucht. Merkmale, die Cyanobakterien besitzen, wurden identifiziert. Die Struktur der Zelle umfasst eine Reihe neuer Strukturen, die bei anderen Kreaturen nicht zu finden sind.
Klassifizierung
Die Frage der taxonomischen Zugehörigkeit bleibt offen. Bisher ist nur eines bekannt: Cyanobakterien sind Prokaryoten. Dies wird durch Merkmale bestätigt wie:
- Mangel an Zellkern, Mitochondrien, Chloroplasten;
- Vorkommen von Murein in der Zellwand;
- S-Ribosom-Moleküle in der Zelle.
Dennoch sind Cyanobakterien Prokaryoten mit etwa 1500.000 Varianten. Alle wurden klassifiziert und in 5 große morphologische Gruppierungen zusammengefasst.
- Chrookokken. Eine ausreichend große Gruppe, Einzel- oder Zusammenschlusskoloniale Formen. Hohe Konzentrationen von Organismen werden durch den gemeinsamen Schleim zusammengeh alten, der von der Zellwand jedes Individuums abgesondert wird. Von der Form her gehören zu dieser Gruppe stabförmige und kugelförmige Gebilde.
- Pleurocapsal. Den vorherigen Formen sehr ähnlich, tritt jedoch ein Merkmal in Form der Bildung von Beozyten auf (mehr zu diesem Phänomen später). Die hier eingeschlossenen Cyanobakterien gehören drei Hauptklassen an: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
- Oxillarien. Das Hauptmerkmal dieser Gruppe ist, dass alle Zellen zu einer gemeinsamen Schleimstruktur namens Trichome kombiniert sind. Die Teilung erfolgt, ohne über diesen Faden hinauszugehen, nach innen. Oscillatoria umfassen ausschließlich vegetative Zellen, die sich asexuell in zwei Hälften teilen.
- Nostock. Interessant wegen ihrer Kryophilie. Kann in offenen Eiswüsten leben und farbige Überfälle auf sie bilden. Das sogenannte Phänomen der „blühenden Eiswüsten“. Die Formen dieser Organismen sind auch filamentös in Form von Trichomen, jedoch sexuelle Fortpflanzung mit Hilfe spezialisierter Zellen - Heterozysten. Folgende Vertreter sind hier zuzuordnen: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Stigonem. Sehr ähnlich der vorherigen Gruppe. Der Hauptunterschied in der Fortpflanzungsmethode besteht darin, dass sie sich innerhalb derselben Zelle mehrfach teilen können. Der populärste Vertreter dieser Vereinigung sind die Fisherells.
So wird Cyanid nach dem morphologischen Kriterium klassifiziert, da es sonst viele Fragen und Verwirrung gibt. Botaniker und Mikrobiologen auf einen gemeinsamen NennerSystematik von Cyanobakterien kann noch nicht kommen.
Lebensräume
Aufgrund des Vorhandenseins spezieller Anpassungen (Heterozysten, Beozyten, ungewöhnliche Thylakoide, Gasvakuolen, die Fähigkeit, molekularen Stickstoff zu fixieren, und andere) haben sich diese Organismen überall angesiedelt. Sie sind in der Lage, selbst unter den extremsten Bedingungen zu überleben, unter denen überhaupt kein lebender Organismus existieren kann. Zum Beispiel heiße thermophile Quellen, anaerobe Bedingungen mit Schwefelwasserstoffatmosphäre, saure Umgebung mit einem pH-Wert von weniger als 4.
Cyanobakterien sind ein Organismus, der ruhig auf Meersand und Felsvorsprüngen, Eisblöcken und heißen Wüsten überlebt. Sie können das Vorhandensein von Cyaniden an der charakteristischen farbigen Plakette erkennen und bestimmen, die ihre Kolonien bilden. Die Farbe kann von blau-schwarz bis pink und violett variieren.
Sie werden blaugrün genannt, weil sie oft einen blaugrünen schleimigen Film auf der Oberfläche von gewöhnlichem Süß- oder Salzwasser bilden. Dieses Phänomen wird als „Wasserblüte“bezeichnet. Es ist an fast jedem See zu sehen, der zu überwuchern und zu überschwemmen beginnt.
Merkmale der Zellstruktur
Cyanobakterien haben die übliche Struktur für prokaryotische Organismen, aber es gibt einige Besonderheiten.
Der allgemeine Plan der Zellstruktur ist wie folgt:
- Zellwand aus Polysacchariden und Murein;
- Plasmamembran-Bilipidstruktur;
- Zytoplasma mit frei verteiltem genetischem Material in Form eines MolekülsDNS;
- Tillacoide, die die Funktion der Photosynthese erfüllen und Farbstoffe enth alten (Chlorophylle, Xanthophylle, Carotinoide).
Spezielle Teile der Zelle werden weiter besprochen.
Arten spezialisierter Strukturen
Erstens, das sind Heterozysten. Diese Strukturen sind keine Teile, sondern die Zellen selbst als Teil eines Trichoms (ein gemeinsamer Kolonialfaden, der durch Schleim verbunden ist). Unter dem Mikroskop betrachtet unterscheiden sie sich in ihrer Zusammensetzung, da ihre Hauptfunktion die Produktion eines Enzyms ist, das die Fixierung von molekularem Stickstoff aus der Luft ermöglicht. Daher gibt es in Heterozysten praktisch keine Pigmente, aber viel Stickstoff.
Zweitens sind dies Hormogonien - aus den Trichomen herausgerissene Bereiche. Als Brutstätte dienen.
Beozyten sind eine Art Tochterzellen, die massenhaft von einer mütterlichen Zelle begabt werden. Manchmal erreicht ihre Zahl in einer Divisionsperiode tausend. Dermocaps und andere Pleurocapsodiaceae sind dazu in der Lage.
Akinets sind spezielle Zellen, die in Ruhe sind und in den Trichomen enth alten sind. Unterscheiden sich in einer massiveren, polysaccharidreichen Zellwand. Ihre Rolle ist ähnlich wie bei Heterozysten.
Gasvakuolen - alle Cyanobakterien haben sie. Die Struktur der Zelle impliziert zunächst ihre Anwesenheit. Ihre Rolle besteht darin, an den Prozessen der Wasserblüte teilzunehmen. Ein anderer Name für solche Strukturen ist Carboxysomen.
Zelleneinschlüsse. Sie kommen sicherlich in pflanzlichen, tierischen und bakteriellen Zellen vor. Bei Blaualgen sind diese Einschlüsse jedoch etwas anders. Dazu gehören:
- Glykogen;
- Polyphosphat-Granulat;
- Cyanophycin ist eine spezielle Substanz, die aus Aspartat, Arginin besteht. Dient der Anreicherung von Stickstoff, da sich diese Einschlüsse in Heterozysten befinden.
Das hat das Cyanobakterium. Die Hauptbestandteile und spezialisierten Zellen und Organellen ermöglichen den Cyaniden die Photosynthese, gehören aber gleichzeitig zu den Bakterien.
Reproduktion
Dieser Vorgang ist nicht besonders schwierig, da er der gleiche ist wie bei gewöhnlichen Bakterien. Cyanobakterien können sich vegetativ teilen, Teile von Trichomen, eine normale Zelle in zwei teilen oder einen sexuellen Prozess durchführen.
Oft sind spezialisierte Zellen von Heterozysten, Akineten, Beozyten an diesen Prozessen beteiligt.
Transportmittel
Die Cyanobakterienzelle ist außen mit einer Zellwand bedeckt, manchmal auch mit einer Schicht eines speziellen Polysaccharids, das eine Schleimkapsel um sie herum bilden kann. Dank dieser Funktion wird die Bewegung von Cyan ausgeführt.
Es gibt keine Geißeln oder besondere Auswüchse. Bewegungen können nur mit Hilfe von Schleim in kurzen Kontraktionen auf einer harten Oberfläche ausgeführt werden. Einige Oscillatoriums haben eine sehr ungewöhnliche Art der Bewegung – sie drehen sich um ihre eigene Achse und bringen gleichzeitig das gesamte Trichom zum Rotieren. So bewegt sich die Oberfläche.
Stickstoff-Fixierungskapazität
Diese Funktion hat fast alle Cyanobakterien. Möglich wird dies durch das Enzym Nitrogenase, das in der Lage ist, molekularen Stickstoff zu fixieren und zu bindenwandeln es in eine verdauliche Form von Verbindungen um. Dies geschieht in den Strukturen von Heterozysten. Daher können Arten, die sie nicht haben, keinen Stickstoff aus der Luft binden.
Im Allgemeinen macht dieser Prozess Cyanobakterien zu sehr wichtigen Lebewesen für das Pflanzenleben. Im Boden angesiedelt, helfen Cyane den Vertretern der Flora, gebundenen Stickstoff aufzunehmen und ein normales Leben zu führen.
Anaerobe Spezies
Einige Formen von Blaualgen (z. B. Oscillatoria) sind in der Lage, unter vollständig anaeroben Bedingungen und einer Schwefelwasserstoffatmosphäre zu leben. Dabei wird die Verbindung im Körper verarbeitet und dadurch molekularer Schwefel gebildet, der an die Umwelt abgegeben wird.
