Азыркы кездеги организмдердин арасында жапайы жаныбарлардын кайсы бир падышачылыгына таандык экендиги боюнча дайыма талаш-тартыштар болуп келгендер бар. Цианобактериялар деп аталган жандыктарда да ушундай. Алардын аты да жок болсо да. Өтө көп синонимдер:
- көк-жашыл балырлар;
- цианобионттар;
- фикохром гранулдары;
- цианиддер;
- былжырлуу балырлар жана башкалар.
Демек, цианобактерия таптакыр кичинекей, бирок ошол эле учурда так таксономиялык тиешелүүлүгүн аныктоо үчүн анын түзүлүшүн кылдат изилдөөнү жана карап чыгууну талап кылган татаал жана талаштуу организм экени белгилүү болду.
Жашоо жана ачылыш тарыхы
Фоссил калдыктарына караганда, көк-жашыл балырлардын тарыхы бир нече (3,5) миллиард жыл мурун өткөнгө барып такалат. Мындай корутундулар палеонтологдорго ошол алыскы мезгилдеги тоо тектерин (алардын кесиндилерин) анализдеген изилдөөлөрдү жүргүзүүгө мүмкүндүк берди.
Үлгүлөрдүн бетинде болгонцианобактериялар табылды, алардын түзүлүшү азыркы формалардан айырмаланбайт. Бул бул жандыктардын ар кандай жашоо шарттарына, алардын өтө туруктуулугуна жана жашоосуна көнүү жөндөмдүүлүгүнүн жогорку даражасын көрсөтүп турат. Миллиондогон жылдар бою планетанын температурасы жана газ курамында көптөгөн өзгөрүүлөр болгондугу айдан ачык. Бирок, көгүлтүр түстүн жашоо жөндөмдүүлүгүнө эч нерсе таасир эткен жок.
Заманбап заманда цианобактериялар бактерия клеткаларынын башка формалары менен бир убакта ачылган бир клеткалуу организм. Башкача айтканда, Антонио Ван Левенгук, Луи Пастер жана башка изилдөөчүлөр XVIII-XIX кылымдардагы.
Алар электрондук микроскопиянын өнүгүшү жана изилдөөнүн модернизацияланган методдору менен методдору менен кийинчерээк тереңирээк изилденген. Цианобактериялар ээ болгон өзгөчөлүктөр аныкталган. Клетканын түзүлүшү башка жандыктарда кездешпеген бир катар жаңы түзүлүштөрдү камтыйт.
Классификация
Алардын таксономиялык тиешелүүлүгүн аныктоо маселеси ачык бойдон калууда. Азырынча бир гана нерсе белгилүү: цианобактериялар прокариоттор. Муну төмөнкүдөй функциялар тастыктайт:
- ядронун, митохондриялардын, хлоропласттардын жетишсиздиги;
- клетка дубалында муреиндин болушу;
- Клеткадагы S-рибосома молекулалары.
Ошентсе да цианобактериялар 1500 миңге жакын түрү бар прокариоттор. Алардын баары классификацияланган жана 5 чоң морфологиялык топко бириктирилген.
- Хроококк. Жетиштүү чоң топ, бирдиктүү жеколониялык формалар. Организмдердин жогорку концентрациясы ар бир адамдын клетка дубалынан бөлүнүп чыккан жалпы былжыр менен бирге кармалат. Форма боюнча бул топко таяк сымал жана тоголок түзүлүштөр кирет.
- Плеврокапсал. Мурунку формаларга абдан окшош, бирок беоциттердин пайда болуу формасында өзгөчөлүк пайда болот (бул кубулуш жөнүндө кийинчерээк). Бул жердеги цианобактериялар үч негизги класска кирет: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
- Оксилляторлор. Бул топтун негизги өзгөчөлүгү бардык клеткалар трихомалар деп аталган жалпы былжыр түзүлүшкө биригип турат. Бөлүнүү бул жиптин чегинен чыкпай, ичинде пайда болот. Осцилляторлорго жыныссыз жол менен экиге бөлүнгөн вегетативдик клеткалар гана кирет.
- Nostock. Алардын криофилдүүлүгү үчүн кызыктуу. Ачык муздуу чөлдө жашоого жөндөмдүү, аларга түстүү рейддерди түзөт. "Гүлдөгөн муз чөлдөрү" деп аталган көрүнүш. Бул организмдердин формалары да трихомалар түрүндө жип сымал, бирок, жыныстык көбөйүү, адистештирилген клеткалардын - гетероцисталардын жардамы менен. Бул жерде төмөнкү өкүлдөрдү көрсөтсө болот: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Стигонем. Мурунку топко абдан окшош. Көбөйүү ыкмасынын негизги айырмачылыгы, алар бир клетканын ичинде көпкө бөлүнөт. Бул бирикменин эң популярдуу өкүлү - Fisherells.
Ошентип, цианид морфологиялык критерий боюнча классификацияланат, анткени калгандары үчүн көптөгөн суроолор жана башаламандыктар бар. Ботаниктер жана микробиологдор орток нерсегецианобактериялардын систематикасы азырынча келе албайт.
Жашаган жерлер
Өзгөчө адаптациялардын (гетероцисталар, беоциттер, адаттан тыш тилакоиддер, газ вакуолдору, молекулярдык азотту бекитүү жөндөмдүүлүгү жана башкалар) болгондугуна байланыштуу бул организмдер бардык жерде отурукташкан. Алар эч кандай тирүү организм жашай албаган эң экстремалдуу шарттарда да жашай алышат. Мисалы, ысык термофилдүү булактар, күкүрт суутек атмосферасы бар анаэробдук шарттар, рН 4төн төмөн кислоталуу чөйрө.
Цианобактериялар деңиз кумдарында жана таштак кырларда, муз блоктарында жана ысык чөлдөрдө тынч жашай алган организм. Сиз цианиддердин бар экендигин алардын колониялары пайда болгон түстүү бляшка боюнча таанып, аныктай аласыз. Түсү көк-карадан кызгылт жана кызгылт көккө чейин өзгөрүшү мүмкүн.
Аларды көк-жашыл деп аташат, анткени алар көбүнчө кадимки таза же туздуу суунун бетинде көк-жашыл былжырлуу пленканы пайда кылышат. Бул көрүнүш "суу гүлдөө" деп аталат. Аны өсүп, сазга батып баштаган дээрлик бардык көлдөрдөн көрүүгө болот.
Клетка түзүлүшүнүн өзгөчөлүктөрү
Цианобактериялар прокариот организмдер үчүн кадимки түзүлүшкө ээ, бирок кээ бир өзгөчөлүктөрү бар.
Клетканын түзүлүшүнүн жалпы планы төмөнкүдөй:
- полисахаридтерден жана муреинден жасалган клетка дубалы;
- плазма мембранасынын билипиддик түзүлүшү;
- цитоплазма молекула түрүндө эркин таралган генетикалык материал мененДНК;
- фотосинтез функциясын аткарган жана пигменттерди камтыган тиллакоиддер (хлорофиллдер, ксантофиллдер, каротиноиддер).
Клетканын өзгөчө бөлүктөрү мындан ары талкууланат.
Адистешкен структуралардын түрлөрү
Биринчиден, булар гетероцисталар. Бул структуралар бөлүктөр эмес, клеткалардын өздөрү трихоманын (былжыр менен бириктирилген жалпы колониялык жип) бир бөлүгү. Алар микроскоп аркылуу караганда курамы боюнча айырмаланат, анткени алардын негизги милдети абадан молекулалык азотту бекитүүгө мүмкүндүк берүүчү ферментти өндүрүү. Демек, гетероцисталарда пигменттер дээрлик жок, бирок азот көп.
Экинчиден, бул гормогониялар - трихомалардан үзүлгөн жерлер. Көбөйүүчү жай катары кызмат кылыңыз.
Беоциттер – бир энеден массалык түрдө берилген кыз клеткалардын бир түрү. Кээде алардын саны бир бөлүү мезгилинде миңге жетет. Dermocaps жана башка Pleurocapsodiaceae мындай өзгөчөлүккө жөндөмдүү.
Акинеттер – эс алууда турган жана трихомаларга кирген өзгөчө клеткалар. Массалык, полисахаридге бай клетка дубалы менен айырмаланат. Алардын ролу гетероцисталарга окшош.
Газ вакуолдору - бардык цианобактерияларда бар. Клетканын түзүлүшү башында алардын болушун билдирет. Алардын ролу суунун гүлдөө процесстерине катышуу болуп саналат. Мындай түзүлүштөрдүн дагы бир аталышы - карбоксисомалар.
Клетка кошуулары. Алар, албетте, өсүмдүктөрдүн, жаныбарлардын жана бактериялардын клеткаларында бар. Бирок, көк-жашыл балырларда бул кошулмалар бир аз башкачараак. Аларга төмөнкүлөр кирет:
- гликоген;
- полифосфат гранулдары;
- цианофицин – аспартаттан, аргининден турган өзгөчө зат. Бул кошулмалар гетероцисталарда болгондуктан, азоттун топтолушу үчүн кызмат кылат.
Бул цианобактерияга ээ. Негизги бөлүктөр жана адистештирилген клеткалар жана органеллдер цианиддерге фотосинтез жүргүзүүгө мүмкүндүк берет, бирок ошол эле учурда бактерияларга тиешелүү.
Кайра чыгаруу
Бул процесс өзгөчө кыйын эмес, анткени ал жөнөкөй бактериялардыкыдай. Цианобактериялар вегетативдик жол менен, трихомдордун бөлүктөрүнө, кадимки клетканы экиге бөлүп же жыныстык процессти аткара алат.
Бул процесстерге көбүнчө гетероцисталардын, акинеталардын, беоциттердин адистештирилген клеткалары катышат.
Ташуу ыкмалары
Цианобактериялар клеткасы сыртынан клетка дубалы, кээде ошондой эле анын айланасында былжыр капсуласын түзө ала турган атайын полисахарид катмары менен капталган. Дал ушул өзгөчөлүктүн аркасында көгүш түстүн кыймылы ишке ашат.
Желектер же өзгөчө өскөндөр жок. Кыймыл катуу бетинде былжырдын жардамы менен, кыска жыйрылууларда гана жүргүзүлүшү мүмкүн. Кээ бир осцилляторийлердин кыймылынын өтө адаттан тыш ыкмасы бар – алар өз огунун айланасында айланып, ошол эле учурда бүт трихоманын айланышына себеп болот. Бети ушинтип жылат.
Азот фиксациялоо жөндөмдүүлүгү
Бул функцияда дээрлик бардык цианобактериялар бар. Бул молекулярдык азотту бекитүүгө жөндөмдүү нитрогеназа ферментинин болушунан улам мүмкүн болот.аны кошулмалардын сиңирүүчү формасына айландырышат. Бул гетероцисталардын структураларында болот. Ошондуктан, алар жок түрлөр абадагы азотту түзө албайт.
Жалпысынан бул процесс цианобактерияларды өсүмдүктөрдүн жашоосу үчүн абдан маанилүү жандыктарга айлантат. Топуракта жайгашып, циандар флоранын өкүлдөрүнө байланган азотту сиңирүүгө жана кадимки жашоого жардам берет.
Анаэробдук түрлөр
Көк-жашыл балырлардын кээ бир формалары (мисалы, осциллятория) толук анаэробдук шарттарда жана күкүрт суутек атмосферасында жашай алат. Бул учурда кошулма организмдин ичинде иштетилет жана натыйжада молекулярдык күкүрт пайда болуп, ал айлана-чөйрөгө бөлүнүп чыгат.
