Цианобактерии

К цианобактериям относится большая группа организмов, сочетающих прокариотное строение клетки со способностью осуществлять фотосинтез, сопровождающийся выделением O2, что свойственно разным группам водо­рослей и высших растений.

Изучение цитологии клеток сине-зеленых водорослей с помощью со­временных методов показало, что эти организмы являются типичными про­кариотами. Поэтому было предложено отказаться от названия "сине-зеленые водоросли" и называть данные организмы "цианобактериями" - термином, отражающим их истинную биологическую природу.

Цианобактерии - морфологически разнообразная группа грамотрица- тельных эубактерий, включающая одноклеточные, колониальные и много­клеточные формы. У многоклеточных форм единицей структуры служит нить (трихом). Нити бывают простые или ветвящиеся (рис. 56).

В процессе жизненного цикла некоторые цианобактерии формируют дифференцированные единичные клетки или короткие нити, служащие для размножения (баеоциты, гормогонии), выживания в неблагоприятных усло­виях (споры, или акинеты) или азотфиксации в аэробных условиях (гетеро­цисты).

Способы размножения цианобактерий: путем бинарного деления, поч­кования, множественного деления. Бинарное деление может происходить только в одной плоскости, что у одноклеточных форм приводит к образова­нию цепочки клеток, а у нитчатых - к удлинению однорядного трихома. Де­ление в нескольких плоскостях ведет у одноклеточных цианобактерий к формированию скоплений правильной или неправильной формы, а у нитча­тых - к возникновению многорядного трихома. Размножение нитчатых форм осуществляется также с помощью обрывков трихома, состоящих из одной или нескольких клеток, у некоторых - также гормогониями, отличающимися по ряду признаков от трихомов, и в результате прорастания акинет в благо­приятных условиях.

Рис. 56. Цианобактерии 1 - Microcystis, 2 - Lyngbia, 3 - Anabaena, 4 - Fisherella

Большой интерес представляет группа цианобактерии из-за сосредото­чения в ней разнообразных физиологических возможностей. В недрах этой группы, вероятно, сформировался и в целом оформился фотосинтез, осно­ванный на функционировании двух фотосистем, характеризующийся исполь­зованием H₂O в качестве экзогенного донора электронов и сопровождаю­щийся выделением О₂.

Хотя подавляющее большинство цианобактерии являются облигатны­ми фототрофами, в природе они часто находятся длительное время в услови­ях темноты. В темноте у цианобактерии обнаружен активный эндогенный метаболизм, энергетическим субстратом которого служит запасенный на све­ту гликоген, катаболизируемый по окислительному пентозофосфатному цик­лу, обеспечивающему полное окисление молекулы глюкозы. На двух этапах этого пути с НАДФ-Н₂ водород поступает в дыхательную цепь, конечным акцептором электронов в которой служит O₂.

В ранге порядков выделено 5 основных таксономических групп, разли­чающихся морфологическими признаками (табл. 3).

Таблица 3

Таксономические группы цианобактерий