WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаБіологія, Зоологія, Аграрна наука → Загальна характеристика дробянок, їх класифікація. Ціанобактерії - Реферат

Загальна характеристика дробянок, їх класифікація. Ціанобактерії - Реферат

рослин).
Порівняно великі розміри кліток і фізіологічна подібність з водоростями було причиною їхнього розгляду раніше в складі водоростей ("синьозелены водорості", "ціанеї"). За цей час було альгологічно описано більше 1000 видів у майже 175 родах. Бактеріологічними методами в даний час підтверджено існування не більше 400 штамів. Біохімічна, молекулярно-генетична подібність ціанобактерій з іншими бактеріями в даний час підтверджено солідним корпусом доказів, однак дотепер деякі ботаніки, віддаючи данину традиції, схильні відносити ціанобактерії до водоростей.
Ціанобактерії - одноклітинні, нитчаті і колоніальні мікроорганізми. Середній розмір кліток 2 мкм. Відрізняються видатною здатністю адаптувати склад фотосинтетичних пігментів до спектрального складу світла, так що колір варіює від ясно-зеленого до темно-синього. Деякі вищі азотфиксуючі ціанобактерії (Nostocales) здатні до диференціювання - формування спеціалізованих кліток: гетероцист і гормогоніїв.
Морські і прісноводні, ґрунтові види, учасники симбіозів (наприклад, у лишайників). Складають значну частку океанічного фітопланктону. Здатні до формування товстих бактеріальних матів. Деякі види токсичні (найбільш вивчений токсин мікроцистин, продуцируемий, наприклад, Microcystis aeruginosa) і умовно-патогенні (Anabaena sp.). Головні учасники цвітіння води, викликають масові замори риби й отруєння тварин і людей, наприклад, при цвітінні води у водоймищах України. Унікальне екологічне положення обумовлене сполученням двох важкопоєднуваних здібностей: до фотосинтетичної продукції кисню і фіксації атмосферного азоту (у 2/3 вивчених видів).
Розподіл бінарний в одній чи декількох площинах, множинний розподіл. Життєвий цикл в одноклітинних форм при оптимальних умовах росту - 6-12годин.
Ціанобактерії володіють повноцінним фотосинтетичним апаратом, характерним для кисневиділяючих фотосинтетиків. Фотосинтетичний електронтранспортний ланцюг включає фотосистему (ФС) II, b6f-цитохромний комплекс і ФС. Кінцевим акцептором електронів служить ферредоксин, донором електронів - вода, що розщеплюється в системі окислювання води, аналогічної так вищих рослин. Світлозбираючі комплекси представлені особливими пігментами - фікобілінами, зібраними (як і в червоних водоростей) у фікобілісоми. При відключенні ФСІІ здатні до використання інших, ніж вода, екзогенних донорів електронів: відновлених з'єднань сірки, органічних сполук у рамках циклічного переносу електронів за участю ФСІ. Однак ефективність такого шляху фотосинтезу невелика, і він використовується переважно для переживання несприятливих умов.
Ціанобактерії відрізняються надзвичайно розвинутою системою внутрішньоклітинних втягнень цитоплазматичної мембрани (ЦПМ)-тілдакоїдів; висловлені припущення про можливе існування в них системи тілакоїдов, не зв'язаних із ЦПМ, що дотепер вважалося неможливим у прокаріот. Накопичена в результаті фотосинтезу енергія використовується в темнових процесах фотосинтезу для виробництва органічних речовин з атмосферного CO2.
Більшість ціанобактерій - облигатні фототрофи, які, однак здатні до нетривалого існування за рахунок розщеплення накопиченого на світлі глікогену в окисному пентозофосфатному циклі й у процесі гліколізу (достатність одного гліколізу для підтримки життєдіяльності піддається сумніву). Цикл трикарбонових кислот (ЦТК) не може брати участь в одержанні енергії через відсутність позбавлений ?-кетоглутаратдегидрогенази. "Розірваність" ЦТК, зокрема, приводить до того, що ціанобактерії відрізняються підвищеним рівнем експорту метаболітів у навколишнє середовище.
Азотфіксація забезпечується ферментом нітрогеназой, яких відрізняється високою чутливістю до молекулярного кисню. Оскільки кисень виділяється при фотосинтезі, в еволюції ціанобактерій реалізовані дві стратегії: просторового і тимчасового роз'єднання цих процесів. В одноклітинних ціанобактерій пік фотосинтетичної активності спостерігається у світле, а пік нитрогеназной активності - у темний час доби. Процес регулюється генетично на рівні транскрипції; ціанобактерії є єдиними прокаріотами, у яких доведене існування циркадних ритмів (причому тривалість добового циклу може перевищувати тривалість життєвого циклу!). У нитчатих ціанобактерій процес азотфиксации локалізований у спеціалізованих терминально диференційованих клітках - гетероцистах, що відрізняються товстими покривами, що перешкоджають проникненню кисню. При недоліку зв'язаного азоту в живильному у середовищі колонії нараховується 5-15 % гетероцист. ФСІІ в гетероцистах скорочена. Гетероцисти одержують органічні речовини від фотосинтезуючих членів колонії. Накопичений зв'язаний азот накопичується в гранулах ціанофіцин чи експортується у виді глутамінової кислоти.
Систематика ціанобактерій розроблена недостатньо. Виділяють п'ять порядків: порядки Chroococcales і Pleurocapsales поєднують одиночні чи колоніальні порівняно прості форми, у порядки Oscillatoriales, Nostocales, Stigoneomatales входять нитчасті високоорганізовані форми.
Ціанобактерії, за загальноприйнятою версією, з'явилися "творцями" сучасної кисневовмісної атмосфери на Землі (відповідно до іншої теорії, кисень атмосфери має геологічне походження), що привело до першої глобальної екологічної катастрофи в природній історії і драматичній зміні біосфери. В даний час, будучи значної складової океанічного планктону, ціанобактерії стоять на початку більшої частини харчових ланцюгів і виробляють більшу частина кисню (внесок визнається не всіма дослідниками). Ціанобактерія Synechocystis стала першим фотосинтезуючим організмом, чий геном був цілком розшифрований.
В даний час ціанобактерії служать найважливішими об'єктами досліджень у біології. У Південній Америці і Китаї бактерії пологів Spirulina і Nostoc через недолік інших видів продовольства використовують у їжу, висушуючи і готуючи борошно. Їм приписують цілющі й оздоровлюючі властивості, що, однак, у даний час не знайшли підтвердження. Розглядається можливе застосування ціанобактерій у створенні замкнутих циклів чи життєзабезпечення як масової кормовою та харчової добавки.
Loading...

 
 

Цікаве