Разделението на организмите, разглеждани тук като водорасли, е много разнообразно и не представлява един единствен таксон. Тези организми са разнородни по своята структура и произход.

Водораслите са автотрофни растения, техните клетки съдържат различни модификации на хлорофил и други пигменти, които осигуряват фотосинтезата. Водораслите живеят в пресни и морски, както и на сушата, на повърхността и в дебелината на почвата, върху кората на дърветата, камъните и други субстрати.

Водораслите принадлежат към 10 отдела от две царства: 1) Синьо-зелени, 2) Червени, 3) Пирофитни, 4) Златни, 5) Диатомееви, 6) Жълто-зелени, 7) Кафяви, 8) Еуглена, 9) Зелени и 10 ) Чаровие. Първата секция принадлежи към царството на прокариотите, а останалите - към царството на растенията.

Отдел за синьо-зелени водорасли или цианобактерии (Cyanophyta)

Има около 2 хиляди вида, обединени в около 150 рода. Това са най-старите организми, следи от които са открити в докамбрийските отлагания, възрастта им е около 3 милиарда години.

Сред синьо-зелените водорасли има едноклетъчни форми, но повечето видове са колониални и нишковидни организми. Те се различават от другите водорасли по това, че клетките им нямат оформено ядро. При тях липсват митохондрии, вакуоли с клетъчен сок, нямат образувани пластиди, а пигментите, с които се осъществява фотосинтезата, се намират във фотосинтезиращи пластинки – ламели. Пигментите на синьо-зелените водорасли са много разнообразни: хлорофил, каротини, ксантофили, както и специфични пигменти от групата на фикобилините - син фикоцианин и червен фикоеритрин, които освен в цианобактериите се срещат само в червените водорасли. Цветът на тези организми най-често е синьо-зелен. Въпреки това, в зависимост от количественото съотношение на различните пигменти, цветът на тези водорасли може да бъде не само синьо-зелен, но и лилав, червеникав, жълт, бледосин или почти черен.

Синьо-зелените водорасли са разпространени по целия свят и се намират в голямо разнообразие от среди. Те са в състояние да съществуват дори в екстремни условия на живот. Тези организми издържат на продължително потъмняване и анаеробиоза, могат да живеят в пещери, в различни почви, в слоеве естествена тиня, богата на сероводород, в термални води и др.

Около клетките на колониалните и нишковидните водорасли се образуват лигавични обвивки, които служат като защитна обвивка, която предпазва клетките от изсъхване и е светлинен филтър.

Много нишковидни синьо-зелени водорасли имат особени клетки - хетероцисти. Тези клетки имат добре дефинирана двуслойна мембрана и изглеждат празни. Но това са живи клетки, пълни с прозрачно съдържание. Синьо-зелените водорасли с хетероцисти са способни да фиксират атмосферния азот. Някои видове синьо-зелени водорасли са компоненти на лишеите. Те могат да бъдат намерени като симбионти в тъканите и органите на висшите растения. Способността им да фиксират атмосферния азот се използва от висшите растения.

Масовото развитие на синьо-зелени водорасли във водоемите може да има негативни последици. Повишеното замърсяване на водата и органичните вещества причиняват така нареченото „цъфтеж на водата“. Това прави водата негодна за човешка консумация. Някои сладководни цианобактерии са токсични за хората и животните.

Възпроизвеждането на синьо-зелените водорасли е много примитивно. Едноклетъчните и много колониални форми се размножават само чрез разделяне на клетките наполовина. Повечето нишковидни форми се възпроизвеждат чрез хормогонии (това са къси участъци, които са се отделили от майчината нишка и растат във възрастни). Възпроизвеждането може да се извърши и с помощта на спори - обрасли дебелостенни клетки, които могат да оцелеят при неблагоприятни условия и след това да растат в нови нишки.

Отдел Червени водорасли (или багрянка) (Rhodophyta)

Червени водорасли () - голяма (около 3800 вида от повече от 600 рода) група от предимно морски живот. Размерите им варират от микроскопични до 1-2 м. Външно червените водорасли са много разнообразни: има нишковидни, ламеларни, коралоподобни форми, разчленени и разклонени в различна степен.

Червените водорасли имат особен набор от пигменти: в допълнение към хлорофил a и b, има хлорофил d, известен само за тази група растения, има каротини, ксантофили, както и пигменти от групата на фикобилин: син пигмент - фикоцианин, червено - фикоеритрин. Различна комбинация от тези пигменти определя цвета на водораслите - от ярко червено до синкаво-зелено и жълто.

Червените водорасли се размножават вегетативно, безполово и полово. Вегетативното размножаване е характерно само за най-слабо организираните пурпурни (едноклетъчни и колониални форми). При високо организирани многоклетъчни форми откъснатите участъци от талуса умират. За безполово размножаване се използват различни видове спори.

Сексуалният процес е оогамен. На растението гаметофит се образуват мъжки и женски зародишни клетки (гамети), лишени от флагели. По време на оплождането женските гамети не попадат в околната среда, а остават върху растението; мъжките гамети се изхвърлят и пасивно пренасят от водните течения.

Диплоидните растения - спорофити - имат същия вид като гаметофитите (хаплоидни растения). Това е изоморфна смяна на поколенията. Органите за безполово размножаване се образуват върху спорофитите.

Много червени водорасли се използват широко от хората, те са годни за консумация и са полезни. В хранително-вкусовата и медицинската промишленост полизахаридният агар, получен от различни видове червено (около 30), се използва широко.

Отдел Pyrophyta (или Dinophyta) водорасли (Pyrrophyta (Dinophyta))

Отделът включва около 1200 вида от 120 рода, обединяващи еукариотни едноклетъчни (включително бифлагелати), кокоидни и нишковидни форми. Групата съчетава характеристиките на растенията и животните: някои видове имат пипала, псевдоподии и жилещи клетки; някои имат вид хранене, характерно за животните, осигурено от фаринкса. Много от тях имат стигма или шпионка. Клетките често са покрити с твърда обвивка. Хроматофорите са кафеникави и червеникави, съдържат хлорофили a и c, както и каротини, ксантофили (понякога фикоцианин и фикоеритрин). Като резервни вещества се отлага нишесте, понякога масло. Камшичестите клетки имат различни дорзална и вентрална страна. На повърхността на клетката и във фаринкса има жлебове.

Размножават се чрез делене в подвижно или неподвижно състояние (вегетативно), чрез зооспори и автоспори. Сексуалното размножаване е известно в няколко форми; протича под формата на сливане на изогамети.

Пирофитните водорасли са чести обитатели на замърсени водоеми: езера, утаителни езера, някои резервоари и езера. Много от тях образуват фитопланктон в моретата. При неблагоприятни условия те образуват кисти с дебели целулозни мембрани.

Родът Cryptomonad (Cryptomonas) е най-разпространеният и богат на видове.

Отдел Златни водорасли (Chrysophyta)

Микроскопични или малки (с дължина до 2 см) златистожълти организми, които живеят в солени и сладки водни тела по целия свят. Има едноклетъчни, колониални и многоклетъчни форми. В Русия са известни около 300 вида от 70 рода. Хроматофорите обикновено са златистожълти или кафяви. Те съдържат хлорофили a и c, както и каротеноиди и фукоксантин. Хризоламинаринът и маслото се отлагат като резервни вещества. Някои видове са хетеротрофни. Повечето форми имат 1-2 флагела и затова са подвижни. Размножават се предимно безполово – чрез делене или зооспори; сексуалният процес е известен само при няколко вида. Обикновено се намира в чисти пресни води(кисели води на сфагнови блата), по-рядко - в моретата и в почвите. Типичен фитопланктон.

Отдел Диатомеи (Bacillariophyta (Diatomea))

Диатомеите (диатомеите) наброяват около 10 хиляди вида, принадлежащи към около 300 рода. Това са микроскопични организми, които живеят предимно във водоеми. Диатомеите са специална група едноклетъчни организми, различни от другите водорасли. Диатомичните клетки са покрити със силициева обвивка. Клетката съдържа вакуоли с клетъчен сок. Ядрото е разположено в центъра. Хроматофорите са големи. Техният цвят има различни нюанси на жълто-кафяво, тъй като сред пигментите преобладават каротините и ксантофилите, които имат жълти и кафяви нюанси, и маскиращите хлорофили a и c.

Черупките на диатомеите се характеризират с геометрична редовност на структурата и голямо разнообразиеочертава. Черупката се състои от две половини. По-големият, епитекът, покрива по-малкия, хипотеката, точно както капакът покрива кутия.

Повечето диатомеи с двустранна симетрия могат да се движат по повърхността на субстрата. Движението се извършва с помощта на така наречения шев. Шевът е празнина, която прорязва стената на крилото. Движението на цитоплазмата в празнините и нейното триене върху субстрата осигуряват движението на клетката. Диатомните клетки с радиална симетрия са неспособни да се движат.

Диатомеите обикновено се размножават чрез разделяне на клетката на две половини. Протопластът се увеличава по обем, в резултат на което епитекът и хипотекът се разминават. Протопластът се разделя на две равни части, ядрото се разделя митотично. Във всяка половина на разделената клетка черупката играе ролята на епитека и допълва липсващата половина на черупката, винаги хипотека. В резултат на многобройни деления в част от популацията настъпва постепенно намаляване на размера на клетките. Някои клетки са около три пъти по-малки от оригиналните. Достигане минимални размери, клетките развиват ауксоспори ("растящи спори"). Образуването на ауксоспори е свързано с половия процес.

Клетките на диатомеите във вегетативно състояние са диплоидни. Преди половото размножаване настъпва редукционното делене на ядрото (мейоза). Две диатомови клетки се приближават една към друга, клапите се раздалечават, хаплоидните (след мейоза) ядра се сливат по двойки и се образуват една или две ауксоспори. Ауксоспората расте известно време, след което развива черупка и се превръща във вегетативен индивид.

Сред диатомеите има светлолюбиви и сенколюбиви видове, те живеят във водоеми на различни дълбочини. Диатомеите също могат да живеят в почви, особено влажни и блатисти. Заедно с други водорасли, диатомените водорасли могат да причинят цъфтеж на сняг.

Диатомеите играят голяма роля в икономиката на природата. Те служат като постоянна хранителна база и начална връзка в хранителната верига за много водни организми. Много риби се хранят с тях, особено младите.

Черупките на диатомеите, утаявайки се на дъното в продължение на милиони години, образуват седиментна геоложка скала - диатомит. Намира широко приложение като строителен материал с високи топло- и звукоизолационни свойства, като филтри в хранително-вкусовата, химическата и медицинската промишленост.

Отдел жълто-зелени водорасли (Xanthophyta)

Тази група водорасли има около 550 вида. Те са предимно обитатели на сладки води, по-рядко се срещат в моретата и на влажна почва. Сред тях има едноклетъчни и многоклетъчни форми, камшичести, кокоидни, нишковидни и ламеларни, както и сифонни организми. Тези водорасли се характеризират с жълто-зелен цвят, който даде името на цялата група. Хлоропластите имат дисковидна форма. Характерни пигменти са хлорофилите a и c, a и b каротеноидите, ксантофилите. Резервни вещества - глюкан,. Сексуалното размножаване е оогамно и изогамно. Вегетативно се размножават чрез делене; безполовото размножаване се осъществява от специализирани подвижни или неподвижни клетки - зоо- и апланоспори.

Отдел Кафяви водорасли (Phaeophyta)

Кафявите водорасли са високоорганизирани многоклетъчни организми, които живеят в моретата. Има около 1500 вида от около 250 рода. Най-големите от кафявите водорасли достигат няколко десетки метра (до 60 m) дължина. В тази група обаче се срещат и микроскопични видове. Формата на талиите може да бъде много разнообразна.

Обща характеристика на всички водорасли, принадлежащи към тази група, е жълтеникаво-кафяв цвят. Причинява се от пигментите каротин и ксантофил (фукоксантин и др.), които маскират зелен цвятхлорофили а и с. Клетъчната мембрана е целулоза с външен пектинов слой, способен да отделя силна слуз.

При кафявите водорасли се срещат всички форми на размножаване: вегетативно, безполово и сексуално. Вегетативното размножаване става чрез отделни части на талуса. Асексуалното размножаване се извършва с помощта на зооспори (подвижни спори, дължащи се на камшичета). Сексуалният процес при кафявите водорасли е представен от изогамия (по-рядко анизогамия и оогамия).

При много кафяви водорасли гаметофитът и спорофитът се различават по форма, размер и структура. При кафявите водорасли има редуване на поколенията или промяна на ядрените фази в цикъла на развитие. Кафявите водорасли се срещат във всички морета по света. В гъсталаците на кафяви водорасли близо до брега многобройни крайбрежни животни намират подслон, места за размножаване и хранене. Кафявите водорасли се използват широко от човека. От тях се получават алгинати (соли на алгиновата киселина), които се използват като стабилизатори за разтвори и суспензии в хранително-вкусовата промишленост. Използват се в производството на пластмаси, смазочни материали и др. Някои кафяви водорасли (келп, алария и др.) се използват в храната.

Отдел Euglenophyta (Euglenophyta)

Тази група включва около 900 вида от около 40 рода. Това са едноклетъчни флагеларни организми, главно обитатели на сладки води. Хлоропластите съдържат хлорофили а и b и голяма група спомагателни пигменти от групата на каротеноидите. Фотосинтезата се случва в тези водорасли на светлина, а на тъмно преминават към хетеротрофно хранене.

Възпроизвеждането на тези водорасли става само поради митотично клетъчно делене. Митозата при тях се различава от този процес при други групи организми.

Отдел Зелени водорасли (Chlorophyta)

Зелените водорасли са най-големият отдел водорасли, наброяващ, според различни оценки, от 13 до 20 хиляди вида от около 400 рода. Тези водорасли се характеризират с чисто зелен цвят, както при висшите растения, тъй като хлорофилът преобладава сред пигментите. В хлоропластите (хроматофорите) има две модификации на хлорофил a и b, както при висшите растения, както и други пигменти - каротини и ксантофили.

Твърдите клетъчни стени на зелените водорасли се образуват от целулоза и пектинови вещества. Резервни вещества - нишесте, по-рядко масло. Много характеристики на структурата и живота на зелените водорасли показват връзката им с висшите растения. Зелените водорасли се отличават с най-голямо разнообразие в сравнение с други отдели. Те могат да бъдат едноклетъчни, колониални, многоклетъчни. Тази група представлява цялото разнообразие от морфологична диференциация на тялото, известно на водораслите - монадични, кокоидни, палмелоидни, нишковидни, пластинчати, неклетъчни (сифонални). Диапазонът на техните размери е голям - от микроскопични единични клетки до големи многоклетъчни форми с дължина десетки сантиметри. Размножаването е вегетативно, безполово и полово. Срещат се всички основни видове промени във формите на развитие.

Зелените водорасли живеят по-често в сладки водоеми, но има много солени и морски форми, както и извънводни сухоземни и почвени видове.

Класът Volvox включва най-примитивните представители на зелените водорасли. Обикновено това са едноклетъчни организми с флагели, понякога обединени в колонии. Те са мобилни през целия живот. Разпространен в плитки сладководни тела, блата, в почвата. От едноклетъчните видове от род Chlamydomonas са широко представени. Сферичните или елипсоидални клетки на хламидомонада са покрити с мембрана, състояща се от хемицелулоза и пектинови вещества. В предния край на клетката има два флагела. всичко вътрешна частКлетката е заета от хлоропласт с форма на чаша. В цитоплазмата, която изпълва чашовидния хлоропласт, се намира ядрото. В основата на камшичетата има две пулсиращи вакуоли.

Безполовото размножаване се осъществява с помощта на бифлагелатни зооспори. По време на половото размножаване в клетките на хламидомонас се образуват бифлагелирани гамети (след мейоза).

Видовете Chlamydomonas се характеризират с изо-, хетеро- и оогамия. В началото неблагоприятни условия(изсъхване на резервоара), клетките на хламидомонада губят камшичетата си, покриват се с лигавица и се размножават чрез делене. Когато настъпят благоприятни условия, те образуват флагели и преминават към подвижен начин на живот.

Заедно с автотрофния метод на хранене (фотосинтеза), клетките на хламидомонада са в състояние да абсорбират органични вещества, разтворени във вода през мембраната, което допринася за процесите на самопречистване на замърсените води.

Клетките на колониалните форми (пандорина, волвокс) са изградени според вида на хламидомонас.

В клас Protococcal основната форма на вегетативното тяло са неподвижни клетки с плътна мембрана и колонии от такива клетки. Chlorococcus и chlorella са примери за едноклетъчни протококи. Асексуалното размножаване на Chlorococcus се осъществява с помощта на бифлагелирани подвижни зооспори, а половият процес е сливане на подвижни бифлагелирани изогамети (изогамия). Хлорелата няма подвижни етапи по време на безполово размножаване, няма полов процес.

Класът Ulotrix съчетава нишковидни и ламеларни форми, които живеят в сладки и морски води. Ulothrix е нишка с дължина до 10 см, прикрепена към подводни предмети. Нишковидните клетки са еднакви, късо-цилиндрични с ламеларни париетални хлоропласти (хроматофори). Безполовото размножаване се осъществява от зооспори (подвижни клетки с четири флагела).

Половият процес е изогамен. Гаметите са подвижни поради наличието на два флагела във всяка гамета.

Класът Конюгати (съединители) обединява едноклетъчни и нишковидни форми с особен тип полов процес - конюгация. Хлоропластите (хроматофорите) в клетките на тези водорасли са ламеларни и много разнообразни по форма. В езерата и бавно течащите водоеми основната маса зелена кал се образува от нишковидни форми (спирогира, зигнема и др.).

Когато се конюгират от противоположни клетки на две съседни нишки, процесите растат, които образуват канал. Съдържанието на двете клетки се слива и се образува зигота, покрита с дебела мембрана. След период на латентност зиготата покълва, пораждайки нови нишковидни организми.

Класът на сифоните включва водорасли с неклетъчна структура на талуса (талус), с по-скоро големи размерии сложно разделение. Сифонните водорасли caulerpa външно приличат на листно растение: размерът му е около 0,5 m, прикрепен е към земята чрез ризоиди, талиите му пълзят по земята, а вертикалните образувания, наподобяващи листа, съдържат хлоропласти. Лесно се размножава вегетативно чрез части от талуса. В тялото на водораслото няма клетъчни стени, има непрекъсната протоплазма с множество ядра, близо до стените са разположени хлоропласти.

Отдел Чарови водорасли (Charophyta)

Това са най-сложните водорасли: тялото им е диференцирано на възли и междувъзлия, в възлите има вихри от къси клони, наподобяващи листа. Размерът на растенията е от 20-30 см до 1-2 м. Те образуват непрекъснати гъсталаци в сладки или слабо солени водоеми, прикрепени към земята с ризоиди. Външно те приличат на висши растения. Тези водорасли обаче нямат истинско разделение на корен, стъбло и листа. Има около 300 вида харофити, принадлежащи към 7 рода. Те имат прилики със зелените водорасли по отношение на пигментния състав, клетъчната структура и репродуктивните характеристики. Съществува и сходство с висшите растения в особеностите на размножаване (оогамия) и т.н. Отбелязаното сходство показва наличието на общ предшественик в characeae и висшите растения.

Вегетативното размножаване на characeae се извършва от специални структури, така наречените нодули, образувани върху ризоидите и върху долните части на стъблата. Всеки от нодулите покълва лесно, образувайки протонема, а след това и цяло растение.

Целият отдел на водораслите, след първото запознаване с него, е много трудно да се обхване психически и да се даде на всеки отдел правилното място в системата. Системата на водораслите не се развива в науката скоро и само след много неуспешни опити. Понастоящем ние налагаме на всяка система основното изискване тя да бъде филогенетична. Отначало се смяташе, че такава система може да бъде много проста; си го представяше като едно генеалогично дърво, макар и с много странични разклонения. Сега ние го изграждаме не по друг начин, а под формата на много генеалогични линии, които се развиват паралелно. Въпросът се усложнява още повече от факта, че наред с прогресивните промени се наблюдават и регресивни, поставящи трудна задача за разрешаване - при липса на един или друг признак или орган да се реши, че той още не се е появил или вече се е появил. изчезна?

Дълго време системата, дадена на Виле в 236-ия брой на основната работа по описателната таксономия на растенията, публикувана под редакцията на А. Енглер, се смяташе за най-съвършена. Камшичестите или Flagellata са признати за основна група тук.

Тази схема обхваща само основната група зелени водорасли. За останалото ще вземем схемата на Росен, като сменим само имената на групите, в съответствие с възприетите по-горе при описанието им.

1

Ефимова М.В., Ефимов А.А.

В статията са представени и анализирани данните на някои автори за систематиката на синьо-зелените водорасли (цианобактерии). Представени са резултатите от определянето на видовете цианобактерии в някои горещи извори на Камчатка.

Синьо-зелените водорасли наброяват до 1500 вида. В различни литературни източници те се споменават от различни автори под различни имена: цианиди, цианобионти, цианофити, цианобактерии, цианела, синьо-зелени водорасли, синьо-зелени водорасли, цианофицеи. Развитието на изследванията кара някои автори да променят възгледите си за природата на тези организми и съответно да променят името. Така например през 2001 г. V.N. Никитина ги класифицира като водорасли и ги нарече цианофити, а през 2003 г. вече ги идентифицира като цианопрокариоти. По принцип името се избира в съответствие с класификацията, предпочитана от този или онзи автор.

Каква е причината за наличието на толкова много имена в организмите от една група, а имена като цианобактерии и синьо-зелени водорасли си противоречат? По липсата на ядро ​​те са близки до бактериите и по наличието на хлорофил аи способността да се синтезира молекулярен кислород – с растенията. Според Е.Г. Kukka, "изключително особена структура на клетки, колонии и нишки, интересна биология, голяма филогенетична възраст - всички тези характеристики ... осигуряват основата за много интерпретации на таксономията на тази група организми." Kukk дава имена като синьо-зелени водорасли ( Cyanophyta), фикохромни пелети ( Schizophyceae), слузести водорасли ( Myxophyceae) .

Систематиката е един от основните подходи към изучаването на света. Целта му е да търси единство във видимото многообразие на природните феномени. Проблемът за класификацията в биологията винаги е заемал и заема специално място, което е свързано с огромното разнообразие, сложност и постоянна променливост на биологичните форми на живите организми. Цианобактериите са най-яркият пример за полисистемност.

Първите опити за изграждане на синьо-зелена система датират от 19 век. (Agard - 1824, Kützing - 1843, 1849, Thure - 1875). По-нататъшното развитие на системата е продължено от Kirchner (1900). От 1914 г. започва значително преразглеждане на системата и са публикувани редица нови системи. Cyanophyta(Еленкин - 1916, 1923, 1936; Борзи - 1914, 1916, 1917; Гейтлер - 1925, 1932). Системата на АА беше призната за най-успешна. Еленкин, публикувана през 1936 г. Тази класификация е оцеляла до днес, тъй като се е оказала удобна за хидробиолози и микропалеонтолози.

Схемата на Ключа към сладководните водорасли на СССР се основава на системата Еленкин, в която са направени малки промени. В съответствие със схемата на Определителя към типа са причислени синьо-зелените Cyanophyta, разделени на три класа ( Chroococceae, Chamaesiphoneae, Hormogoneae). Класовете са разделени на поръчки, поръчките - на семейства. Тази схема определя позицията на синьо-зелените в растителната система.

Според класификацията на водораслите на Паркър (1982), синьо-зелените спадат към царството Прокариота, отдел Cyanophycota, клас Cyanophyceae .

Международният кодекс на ботаническата номенклатура някога беше признат за неприемлив за прокариотите и на негова основа беше разработен настоящият Международен кодекс на номенклатурата на бактериите (Международен кодекс на номенклатурата на бактериите). Цианобактериите обаче се считат за организми с „двойно членство“ и могат да бъдат описани съгласно правилата както на ICNS, така и на Ботаническия кодекс. През 1978 г. Подкомитетът по фототрофни бактерии към Международния комитет за систематична бактериология предложи да се подчини номенклатурата Cyanophytaправилата на "Международния кодекс на номенклатурата на бактериите" и до 1985 г. да публикува списъци с новоутвърдени имена на тези организми. Н.В. Кондратиева в статията направи критичен анализ на това предложение. Авторът смята, че предложението на бактериолозите "е погрешно и може да има вредни последици за развитието на науката". Статията представя възприетата от автора класификация на прокариотите. Според тази класификация синьо-зелените принадлежат към супер-царството Прокариота, царство Фотопрокариота, подцарство Procaryophycobionta, отдел Cyanophyta.

S.A. Баландин и съавтори, характеризиращи растителното царство, определят отдела Бактерии ( Бактериофити) към по-ниски растения и отдел Синьо-зелени водорасли ( Cyanophyta- и не иначе) - към водорасли. В същото време остава неясно какъв вид таксономична група са водораслите, може би подцарство. В същото време, описвайки отдела за бактерии, авторите посочват: „При класифицирането на бактериите се разграничават няколко класа: истински бактерии (еубактерии), миксобактерии, ... цианобактерии (синьо-зелени водорасли)“ . Вероятно таксономичната принадлежност на цианобактериите е открит въпрос за авторите.

В литературата има много класификации, които се основават на разделянето на групи според фенотипензнаци. Различните таксономисти оценяват ранга на цианобактериите (или синьо-зелените?) по различни начини - от клас до самостоятелно царство организми. И така, според системата от три царства на Хекел (1894 г.), всички бактерии принадлежат към царството Протиста. Системата на Уитакър (1969) от пет царства приписва цианобактериите на царството Монера. Според системата на организмите на Тахтаджян (1973) те принадлежат към супер-царството Прокариота, царство Бактериобиота. Въпреки това през 1977 г. A.L. Тахтаджян ги отнася към царството на Дробянка ( Мичота), подцарството на Cyanea или синьо-зелените водорасли ( Cyanobionta), отдел Cyanophyta. В същото време авторът посочва, че мнозина вместо да обозначават царството Мичота"използвайте неудачно име Монера, предложен от Е. Хекел за предполагаемо безядрен "род" Протамеба, който се оказа просто безядрен фрагмент от обикновена амеба. В съответствие с правилата на ICNB синьо-зелените водорасли са включени в суперцарството Прокариоти, царство Мичота, подцарство Oxyphotobacteriobiontaкато отдел цианобактерии. Системата за класификация на петте царства според Маргелис и Шварц причислява цианобактериите към царството Прокариоти. Шест-царствената таксономия на Кавалер-Смит се отнася за типа цианобактериикъм империята Прокариота, царство бактерии, подцарство Негибактерии .

В съвременната класификация на микроорганизмите е възприета следната йерархия на таксоните: домейн, тип, клас, разред, семейство, род, вид. Таксонът на домейна е предложен като по-висок по отношение на царството, за да се подчертае важността на разделянето на живия свят на три части - Архея, бактериии Еукария. В съответствие с тази йерархия цианобактериите се причисляват към домейна бактерии, тип B10 цианобактерии, който от своя страна е разделен на пет подраздела.

Схемата за таксономичен браузър на Националния център за биотехнологична информация (NCBI) (2004) ги определя като тип и ги причислява към царство Монера.

През 70-те години. на миналия век K. Woese е разработен филогенетиченкласификация, която се основава на сравнението на всички организми според един малък rRNA ген. Според тази класификация цианобактериите представляват отделен клон на дървото 16S-rRNA и принадлежат към царството Еубактерии. По-късно (1990) Woese определя това царство като бактерииразделяне на всички организми на три царства - бактерии, Археяи Еукария.

Таксономичните схеми на цианобактериите, разгледани в статията, са обобщени в таблица 1 за яснота.

маса 1. Таксономични схеми на цианобактериите

			Под-царство
Хекел, 1894 г		Протиста
Холербах	Прокариота		растения	Циано-
Уитакър,					Циано- бактерии
Тахтаджан, 1974 г	Прокариота		Cyanobionta		Cyanophyta
Кондратиева, 1975	Прокариота	Фото-прокариота	Прокарио-фикобионта		Cyanophyta
		Еубактерии		Циано- бактерии
Международен кодекс на номенклатурата на бактериите, 1978 г	Прокариота		Оксифото- бактерии- bionta		Циано- бактерии
Паркър, 1982 г		Прокариота			Cyanophycota	Циано- phyceae
Маргелис & Шварц, 1982		Прокариоти	Прокариоти		цианобактерии
Определящо бактерии Burgi, 1984-1989		Прокариоти			Gracilicutes	Оксифото- бактерии
		бактерии		Циано- бактерии
Определящо бактерии Бурги, 1997 г		Прокариоти			Gracilicutes	Оксифото- бактерии
Кавалер-Смит,	Протноснокариота	бактерии	Негибактерии		цианобактерии
NCBI Taxonomy Browser, 2004				Циано- бактерии
Баландин		растения	Морски водорасли?		Cyanophyta
		растения	растения?		Бактериофити	Циано- бактерии

Класификацията на цианобактериите е в процес на разработване и всъщност всички родове и видове, дадени в момента, трябва да се считат за временни и подлежат на значителна промяна.

Основният принцип на класификация все още е фенотипен. Тази класификация обаче е удобна, тъй като ви позволява да определяте пробите по доста прост начин.

Най-популярната таксономична схема е Ключът на Берги към бактериите, който също разделя бактериите на групи според фенотипните характеристики.

Според изданието на Burgey's Guide to the Systematics of Bacteria, всички доядрени организми са били обединени в кралството Прокариотикойто беше разделен на четири секции. Цианобактериите са причислени към раздел 1 - Gracilicutes, което включва всички бактерии, които имат грам-отрицателен тип клетъчна стена, клас 3 - Оксифотобактерии, поръчка Cyanobacteriales .

Деветото издание на "Ключът на Бърги към бактериите" дефинира разделите като категории, всяка от които е подразделена на групи, които нямат таксономичен статут. Любопитно е, че някои автори тълкуват по различен начин класификацията на едно и също издание на Bacteria Key на Burgey. Например G.A. Заварзин - ясно в съответствие с разделението на групи, дадено в самата публикация: цианобактериите са включени в група 11 - кислородни фототрофни бактерии. М.В. Гусев и Л.А. Минеев, всички групи бактерии до девета включително се характеризират в съответствие с Ключа, а след това следват радикални несъответствия. И така, в група 11 авторите включват ендосимбионти на протозои, гъби и безгръбначни, а оксифотобактериите са причислени към група 19.

Според последното издание на ръководството на Burgey, цианобактериите са включени в домейна бактерии .

Таксономичната схема на Ключа на Бърги към бактериите се основава на няколко класификации: Rippka, Drouet, Heitler, класификация, създадена в резултат на критична преоценка на системата на Heitler, класификацията на Anagnostidis и Komarek.

Системата Друе се основава основно на морфологията на организмите от хербарийни образци, което я прави неприемлива за практиката. Сложната система на Хайтлер се основава почти изключително на морфологичните характеристики на организми от естествени образци. Чрез критична преоценка на родовете Heitler е създадена друга система, базирана на морфологични характеристики и начини на възпроизвеждане. В резултат на критична преоценка на родовете Heitler е създадена система, основана предимно на морфологичните характеристики и начина на възпроизвеждане на цианобактериите. Чрез извършване на сложна модификация на системата на Хайтлер, като се вземат предвид данните за морфологията, ултраструктурата, методите на възпроизвеждане и променливостта, беше създадена съвременна разширена система на Анагностидис и Комарек. Най-простата система Rippk, дадена в Bacteria Key на Burgey, се основава почти изключително на изследване само на тези цианобактерии, които присъстват в културите. Тази система използва морфологични характеристики, начин на възпроизвеждане, клетъчна ултраструктура, физиологични характеристики, химичен състав и понякога генетични данни. Тази система, подобно на системата на Анагностидис и Комарек, е преходна, тъй като се доближава частично до генотипната класификация, т.е. отразява филогенеза и генетична връзка.

Според таксономичната схема на Ръководството на Бърги за бактериите, цианобактериите са разделени на пет подгрупи. Подгрупи I и II включват едноклетъчни форми или ненишковидни клетъчни колонии, обединени от външните слоеве на клетъчната стена или гелообразна матрица. Бактериите от всяка подгрупа се различават по начина на размножаване. Подгрупи III, IV и V включват нишковидни организми. Бактериите от всяка подгрупа се различават една от друга по начина на клетъчно делене и в резултат на това под формата на трихоми (разклонени или неразклонени, едноредови или многоредови). Всяка подгрупа включва няколко рода цианобактерии, а също така, заедно с родовете, така наречените "групи от култури" или "суперродове", които в бъдеще, както се очаква, могат да бъдат разделени на редица допълнителни родове.

Така например "група култури" Cyanothece(подгрупа I) включва седем изследвани щама, изолирани от различни местообитания. Като цяло първата подгрупа включва девет рода ( Хамесифон, Cyanothece, Gloeobacter, Микроцистис, Gloeocapsa, Глоотеце, Миксобактрон, Synechococcus, Synechocystis). Подгрупа II включва шест рода ( Хроококцидиопсис, Дермокарпа, Дермокарпела, Миксосарцина, Плеврокапса, Xenococcus). Подгрупа III включва девет рода ( Артроспира, Криналиум, Лингбя, Микроколеус, Осцилатории, Pseudanabaena, Спирулина, Стария, Триходезмиум). Подгрупа IV включва седем рода ( Анабаена, афанизоменон, Cylindrospermum, Нодулария, Nostoc, Сцитонема, Калотрикс). Подгрупа V включва единадесет рода потенциално нишковидни цианобактерии, отличаващи се с висока степенморфологична сложност и диференциация (многоредови нишки). Това е любезно Chlorogloeopsis, Fisherella, Geitleria, Stigonema, Cyanobotrys, Loriella, Nostochopsis, Mastigocladopsis, Mastigocoleus, Westiella, Hapalosiphon.

Някои автори, въз основа на анализа на 16S pRNA гена, се отнасят до цианобактерии и прохлорофити (ред. Prochlorales), сравнително наскоро открита група прокариоти, които, подобно на цианобактериите, извършват кислородна фотосинтеза. Прохлорофитите в много отношения са подобни на цианобактериите, но за разлика от тях, заедно с хлорофила асъдържат хлорофил bне съдържат пигменти фикобилин.

В таксономията на цианобактериите все още има доста неясни, големи разногласия възникват на всяко ниво на тяхното изследване. Но според Kukk самите синьо-зелени водорасли са „виновни“ за такава съдба.

Работата беше подкрепена с грант фундаментални изследвания FEB RAS за 2006-2008 г „Микроорганизми на руския Далечен изток: систематика, екология, биотехнологичен потенциал“.

БИБЛИОГРАФИЯ:

1. Баландин С.А., Абрамова Л.И., Березина Н.А. Обща ботаника с основите на геоботаниката. М.: ICC "Академкнига", 2006. С. 68.
2. Биологичен енциклопедичен речник / Изд. Гиляров М.С. М.: Съветска енциклопедия, 1986. С. 63, 578.
3. Герасименко Л.М., Ушатинская Г.Т. // Бактериална палеонтология. М.: ПИН РАН, 2002. С. 36.
4. Gollerbakh M.M., Kosinskaya E.K., Polyansky V.I. // Ключ към сладководните водорасли на СССР. М.: Сов. наука, 1953. Бр. 2. 665 стр.
5. Гусев М.В., Минеева Л.А. микробиология. М.: Академия, 2003. 464 с.
6. Еленкин А.А. Синьо-зелени водорасли на СССР. М.; Л.: АН СССР, 1936. 679 с.
7. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. микробиология. М.: Дрофа, 2005. 446 с.
8. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Въведение в природонаучната микробиология. М.: книжарница "Университет", 2001. 256 с.
9. Заварзин Г.А. // Бактериална палеонтология. М.: ПИН РАН, 2002. С. 6.
10. Захаров Б.П. Трансформационна типологична систематика. М.: Т-во научни издания на KMK, 2005. 164 с.
11. Кондратиева Н.В. // Бот. журн., 1981. Т.66. № 2. С. 215.
12. Kukk E.G. // Растителен живот. М.: Просвещение, 1977. Т.3. С. 78.
13. Лупикина Е.Г. // Междууниверситетски материали. научен конф. „Флората на Камчатка“ (6 февруари 2004 г.). Петропавловск-Камчатски: KSPU, 2004, стр. 122.
14. Нетрусов А.И., Котова И.Б. микробиология. М.: Академия, 2006. 352 с.
15. Никитина В.Н. // Мат. II научен. конф. „Опазване на биоразнообразието на Камчатка и прилежащите морета“. Петропавловск-Камчатски, 2001, стр. 73.
16. Никитина В.Н. // Мат. XI конгрес Рус. зубър. Общество (18-22 август 2003 г., Новосибирск-Барнаул). Барнаул: Издателство АзБука, 2003 г. Т. 3. С. 129.
17. Бактериен детерминант на Burgey / Ed. Холт Дж., Криг Н., Снейт П., Стейли Дж., Уилямс С. М.: Мир, 1997. V.1. 431 стр.
18. South R., Whittick A. Основи на алгологията. М.: Мир, 1990. 597 с.
19. Тахтаджиян А.Л. // Растителен живот. М.: Просвещение, 1977. Т.1. С. 49.
20. Тейлър Д., Грийн Н., Стаут У. Биология. М.: Мир, 2004. Т. 1. 454 с.
21. Stackebrandt E., Tyndall B., Ludwig W., Goodfellow M. // Modern Microbiology. Прокариоти. М.: Мир, 2005. Т. 2. С. 148.
22. Яковлев Г.П., Челомбитко В.А. Ботаника. М.: Висше училище, 1990. 338 с.
23. Наръчник на Bergey по систематична бактериология: Ed. D. R. Boone, R. W. Costenholz: Springer-Verlag N. Y. Berling, Meidelberg, 1984. V. 1.
24. Ръководство на Bergey по систематична бактериология: 2-ро издание. Изд. D. R. Boone, R. W. Costenholz: Springer-Verlag N. Y. Berling, Meidelberg, 2001. V. 1.
25. Cavalier-Smith, T. Protist phylogeny и класификацията на високо ниво на Protozoa. Евро. J. Protistol, 2003. V. 39. P. 338.
26. Уитакър, Р.Х. // наука, 1969. Т. 163. С. 150.

Библиографска връзка

Ефимова М.В., Ефимов А.А. СИньо-ЗЕЛЕНИ ВОДОРАСЛИ ИЛИ ЦИАНОБАКТЕРИИ? ВЪПРОСИ НА СИСТЕМАТИКАТА // Съвременни проблеминаука и образование. - 2007. - № 6-1 .;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=710 (дата на достъп: 01.02.2020 г.). Предлагаме на Вашето внимание списанията, издавани от издателство "Естествонаучна академия"

Цианобактерии (синьо-зелени) - отдел на царството на прокариотите (пушки). Представен от автотрофни фототрофи. Форми на живот - едноклетъчни, колониални, многоклетъчни организми. Тяхната клетка е покрита със слой пектин, разположен върху клетъчната мембрана. Ядрото не се експресира, хромозомите са разположени в централната част на цитоплазмата, образувайки центроплазмата. От органелите има рибозоми и парахроматофори (фотосинтетични мембрани), съдържащи хлорофил, каротеноиди, фикоциан и фикоеритрин. Вакуолите са само газ, клетъчният сок не се натрупва. Резервните вещества са представени от зърна гликоген. Цианобактериите се размножават само вегетативно - чрез части от талуса или чрез специални участъци от нишката - хормогонии. Представители: oscillatoria, lingbia, anabaena, nostoc. Живеят във вода, почва, сняг, горещи извори, кора на дървета, скали и са част от тялото на някои лишеи.

синьо зелени водорасли, цианид (Cyanophyta), отдел водорасли; принадлежат към прокариотите. При синьозелените водорасли, както и при бактериите, ядреният материал не е отделен от останалата част от клетъчното съдържание с мембрана; вътрешният слой на клетъчната мембрана се състои от муреин и е чувствителен към действието на ензима лизозим. Синьо-зелените водорасли се характеризират със синьо-зелен цвят, но се срещат розови и почти черни, което се свързва с наличието на пигменти: хлорофил а, фикобилини (синьо - фикоциан и червено - фикоеритрин) и каротеноиди. Сред синьо-зеленотоводорасли, има едноклетъчни, колониални и многоклетъчни (нишковидни) организми, обикновено микроскопични, по-рядко образуващи топки, кори и храсти с размер до 10 см. Някои нишковидни синьо-зелени водорасли могат да се движат чрез плъзгане. Протопластът на синьо-зелените водорасли се състои от външен цветен слой - хроматоплазма - и безцветна вътрешна част - центроплазма. В хроматоплазмата има ламели (плочи), които извършват фотосинтеза; те са разположени на концентрични слоеве по черупката. Центроплазмата съдържа ядрено вещество, рибозоми, резервни вещества (волютинови гранули, цианофицинови зърна с липопротеини) и тела, състоящи се от гликопротеини; видове живовляк имат газови вакуоли. В синьо-зелените водорасли липсват хлоропласти и митохондрии. Напречните прегради на нишковидните синьо-зелени водорасли са оборудвани с плазмодесми. Някои нишковидни синьо-зелени водорасли имат хетероцисти - безцветни клетки, изолираниот вегетативни клетки чрез "тапи" в плазмодесмати. Синьо-зелените водорасли се размножават чрез делене (едноклетъчни) и чрез хормогонии - участъци от нишки (многоклетъчни). Освен това за размножаване се използват: акинети - неподвижни почиващи спори, образувани изцяло от вегетативни клетки; ендоспори, които възникват няколко пъти в майчината клетка; екзоспори, отделени от външната страна на клетките, и наноцити - малки клетки, които се появяват в масата по време на бързото разделяне на съдържанието на майчината клетка. При синьо-зелените водорасли няма сексуален процес, но има случаи на рекомбинация на наследствени белези чрез трансформация. 150 рода, обединяващи около 2000 вида; в страните бившия СССР- 120 рода (над 1000 вида). Синьо-зелените водорасли са част от планктона и бентоса на сладките води и моретата, живеят на повърхността на почвата, в горещи извори с температура на водата до 80 ° C, върху сняг - в полярните райони и в планините; редица видове живеят във варовиков субстрат („пробивни водорасли“), някои синьо-зелени водорасли са компоненти на лишеи и симбионти на протозои и сухоземни растения (бриофити и цикади). Синьо-зелените водорасли се развиват в най-големи количества в сладките води, понякога причинявайки цъфтеж на водата в резервоари, което води до смъртта на рибата. При определени условия масовото развитие на синьо-зелени водорасли допринася за образуването на лечебна кал. В някои страни (Китай, Република Чад) редица видове синьо-зелени водорасли (носток, спирулина и др.) се използват за храна. Правят се опити за масово отглеждане на синьо-зелени водорасли за получаване на фуражен и хранителен протеин (спирулина). Някои синьо-зелени водорасли абсорбират молекулярен азот, обогатявайки почвата с него. В фосилно състояние синьо-зелените водорасли са известни от докамбрия.

синьо зелени водорасли(Cyanophyta), пушки, по-точно, фикохромни пелети(Schizophyceae), слузести водорасли (Myxophyceae) - колко различни имена тази група древни автотрофни растения получи от изследователите! Страстите не са утихнали и до днес. Има много такива учени, които са готови да изключат синьо-зелените от водораслите, а някои изобщо от растителното царство. И не така, "с лека ръка", а с пълната увереност, че го правят на сериозна основа. научна основа. Самите синьо-зелени водорасли са „виновни“ за такава съдба. Изключително особената структура на клетките, колониите и нишките, интересна биология, голяма филогенетична възраст - всички тези характеристики поотделно и взети заедно дават основата за много интерпретации на таксономията на тази група организми.

Няма съмнение, че синьо-зелените водорасли са най-старата група сред автотрофните организми и сред организмите като цяло. Останките от организми, подобни на тях, се намират сред строматолити (варовити образувания с туберкулозна повърхност и концентрично слоеста вътрешна структура от докамбрийски отлагания), които са били на около три милиарда години. Химическият анализ открива в тези остатъци продукти от разлагането на хлорофила. Второто сериозно доказателство за древността на синьо-зелените водорасли е структурата на техните клетки. Заедно с бактериите те са обединени в една група, наречена доядрени организми(Прокариота). Различните таксономисти оценяват ранга на тази група по различен начин - от клас до самостоятелно царство организми, в зависимост от значението, което придават на отделните признаци или нивото на клетъчната структура. Все още има много неясни в таксономията на синьо-зелените водорасли, големи разногласия възникват на всяко ниво на изучаването им.

Синьо-зелените водорасли се срещат във всякакви и почти невъзможни местообитания, на всички континенти и водоеми на Земята.

Клетъчна структура.Според формата на вегетативните клетки синьо-зелените водорасли могат да бъдат разделени на две основни групи:

1) видове с повече или по-малко сферични клетки (сферични, широко елипсовидни, крушовидни и яйцевидни);

2) видове със силно удължени (или компресирани) клетки в една посока (удължено-елипсовидни, вретеновидни, цилиндрични - от късо-цилиндрични и бъчвовидни до удължено-цилиндрични). Клетките живеят отделно и понякога се обединяват в колонии или образуват нишки (последните също могат да живеят отделно или да образуват снопчета или желатинови колонии).

Клетките имат доста дебели стени. По същество протопластът тук е заобиколен от четири слоя на черупката: двуслойна клетъчна мембрана е покрита отгоре с външна вълнообразна мембрана, а между протопласта и черупката има и вътрешна клетъчна мембрана. При образуването на напречна преграда между клетките в нишките участват само вътрешният слой на мембраната и вътрешната мембрана; външната мембрана и външният слой на черупката не отиват там.

Структурата на клетъчната стена и други микроструктури на клетки от синьо-зелени водорасли са изследвани с помощта на електронен микроскоп (фиг. 49).

Въпреки че клетъчната мембрана съдържа целулоза, основна роля играят пектиновите вещества и слузните полизахариди. При някои видове клетъчните мембрани са добре слузести и дори съдържат пигменти; при други около клетките се образува специална лигавична обвивка, понякога независима около всяка клетка, но по-често се слива в обща обвивка, заобикаляща група или цялата поредица от клетки, наречени в нишковидните форми със специален термин - трихоми. При много синьо-зелени водорасли трихомите са заобиколени от истински обвивки - обвивки. Както клетъчната, така и истинската обвивка са съставени от тънки, преплитащи се влакна. Те могат да бъдат хомогенни или слоести: наслояването на нишки с отделни основи и връх е успоредно или наклонено, понякога дори фуниевидно. Истинските обвивки растат чрез натрупване на нови слоеве слуз един върху друг или вмъкване на нови слоеве между старите. някои носталгичен(Nostoc, Anabaena) клетъчните обвивки се образуват чрез секреция на слуз през порите в мембраните.

Протопластът на синьо-зелените водорасли е лишен от образувано ядро ​​и преди това се е считал за дифузен, разделен само на цветна периферна част - хроматоплазма - и безцветна централна част - цептроплазма. Но чрез различни методи на микроскопия и цитохимия, както и чрез ултрацентрофугиране беше доказано, че такова разделяне може да бъде само условно. Клетките на синьо-зелените водорасли съдържат добре дефинирани структурни елементи и различното им разположение причинява разлики между центроплазмата и хроматоплазмата. Някои автори сега разграничават три компонента в протопласта на синьо-зелените водорасли:

1) нуклеоплазма;

2) фотосинтезиращи пластини (ламели);

3) рибозоми и други цитоплазмени гранули.

Но тъй като нуклеоплазмата заема областта на центроплазмата, а ламелите и другите съставки са разположени в областта на хроматоплазмата, съдържаща пигменти, старото класическо разграничение (рибозомите се намират и в двете части на протопласта) също не може да се счита за грешка. .

Пигментите, концентрирани в периферната част на протопласта, са локализирани в ламеларни образувания - ламели, които са разположени в хроматоплазмата по различни начини: произволно, опаковани в гранули или ориентирани радиално. Такива системи от ламели сега често се наричат ​​парахроматофори.

В хроматоплазмата, в допълнение към ламелите и рибозомите, има и ектопласти (цианофицинови зърна, състоящи се от липопротеини) и различни видове кристали. В зависимост от физиологичното състояние и възрастта на клетките, всички тези структурни елементи могат да се променят значително до пълно изчезване.

Центроплазмата на клетките на синьо-зелените водорасли се състои от хиалоплазма и различни пръчици, фибрили и гранули. Последните са хроматинови елементи, които се оцветяват с ядрени багрила. Хиалоплазмата и хроматиновите елементи като цяло могат да се считат за аналог на ядрото, тъй като тези елементи съдържат ДНК; по време на клетъчното делене те се делят надлъжно и половините са равномерно разпределени между дъщерните клетки. Но, за разлика от типичното ядро, в клетките на синьо-зелените водорасли около хроматиновите елементи никога не е възможно да се открие ядрената обвивка и нуклеолите. Представлява ядроподобно образувание в клетката и се нарича нуклеоид. Той също така съдържа рибозоми, съдържащи РНК, вакуоли и полифосфатни гранули.

Установено е, че нишковидните форми имат плазмодесми между клетките. Понякога системите от ламели на съседни клетки също са свързани помежду си. Напречните прегради в трихома в никакъв случай не трябва да се считат за парчета мъртва материя. Живо е компонентклетка, която постоянно участва в своите жизнени процеси като перипласта на камшичестите организми.

Протоплазмата на синьо-зелените водорасли е по-плътна от тази на други групи растения; той е неподвижен и много рядко съдържа вакуоли, пълни с клетъчен сок. Вакуолите се появяват само в стари клетки и тяхната поява винаги води до клетъчна смърт. Но в клетките на синьо-зелените водорасли често се срещат газови вакуоли (псевдовакуоли). Това са кухини в протоплазмата, пълни с азот и придаващи на клетката черно-кафяв или почти черен цвят в пропускащата светлина на микроскопа. Срещат се в някои видове почти постоянно, но има и видове, в които не се срещат. Тяхното присъствие или отсъствие често се счита за таксономично важна характеристика, но, разбира се, все още не знаем всичко за газовите вакуоли. Най-често се срещат в клетките на видове, които водят планктонен начин на живот (представители на родовете Anabaena, Aphanizomenon, Rivularia, Microcystis и др., фиг. 50, 58.1).

,

Няма съмнение, че газовите вакуоли в тези водорасли служат като вид адаптация към намаляване на специфичното тегло, т.е. към подобряване на „плаването“ във водния стълб. И все пак тяхното присъствие изобщо не е необходимо и дори при такива типични планктери като Microcystis aeruginosa и M. flosaquae може да се наблюдава (особено през есента) почти пълното изчезване на газовите вакуоли. При някои видове те се появяват и изчезват внезапно, често по неизвестни причини. При nostoca plumiformis(Nostoc pruniforme, pl. 3, 9), големи колонии от които винаги живеят на дъното на водоемите, те се появяват в естествени условия през пролетта, малко след топенето на леда. Обикновено зеленикаво-кафявите колонии придобиват сивкав, понякога дори млечен оттенък и напълно се размиват в рамките на няколко дни. Микроскопското изследване на водораслото на този етап показва, че всички nostoc клетки са пълни с газови вакуоли (фиг. 50) и стават черно-кафяви, подобни на планктонните анабенови клетки. В зависимост от условията, газовите вакуоли се задържат до десет дни, но в крайна сметка изчезват; започва образуването на лигавица около клетките и тяхното интензивно делене. Всяка нишка или дори парче нишка поражда нов организъм (колония). Подобна картина може да се наблюдава и при покълването на спори от епифитни или планктонни видове gleotrichia. Понякога газовите вакуоли се появяват само в някои клетки на трихома, например в зоната на меристема, където настъпва интензивно клетъчно делене и могат да възникнат хормони, освобождаването на които газовите вакуоли по някакъв начин помагат.

,

Газовите вакуоли се образуват на границата на хромато- и центроплазмата и са с напълно неправилни очертания. При някои видове, живеещи в горните слоеве на дънната тиня (в сапропел), по-специално във видовете осцилатор, големи газови вакуоли са разположени в клетките отстрани на напречните прегради. Експериментално е установено, че появата на такива вакуоли се дължи на намаляване на количеството разтворен кислород в средата с добавяне на сероводородни ферментационни продукти към средата. Може да се предположи, че такива вакуоли възникват като складове или места за отлагане на газове, които се отделят по време на ензимни процеси, протичащи в клетката.

Съставът на пигментния апарат в синьо-зелените водорасли е много разнообразен, в тях са открити около 30 различни вътреклетъчни пигмента. Те принадлежат към четири групи - хлорофили, каротини, ксантофили и билипротеини. От хлорофилите досега надеждно е доказано наличието на хлорофил а; от каротеноиди - α, β и ε-каротини; от ксантофилите - ехинеон, зеаксантин, криптоксаитин, миксоксантофил и др., а от билипротеините - с-фикоцианин, с-фикоеритрин и алофикоцианин. Много характерно за синьо-зелените водорасли е наличието на последната група пигменти (все още се срещат в пурпурните и някои криптомонади) и липсата на хлорофил b. Последното още веднъж показва, че синьо-зелените водорасли са древна група, която се отдели и следва самостоятелен път на развитие още преди появата на хлорофил b в хода на еволюцията, чието участие във фотохимичните реакции на фотосинтезата дава най-висока ефективност .

Разнообразието и особеният състав на фотоасимилиращите пигментни системи обяснява устойчивостта на синьо-зелените водорасли към ефектите на продължително потъмняване и анаеробиоза. Това също отчасти обяснява съществуването им в екстремни условия на живот - в пещери, слоеве дънна тиня, богата на сероводород, в минерални извори.

Продуктът от фотосинтезата в клетките на лешоядните зелени водорасли е гликопротеин, който се намира в хроматоплазмата и се отлага там. Гликопротеинът е подобен на гликогена - от разтвор на йод в калиев йодид става кафяв. Между фотосинтезиращите ламели са открити полизахаридни зърна. Цианофициновите зърна във външния слой на хроматоплазмата са съставени от липопротеини. Волутиновите зърна в центроплазмата са резервни вещества с протеинов произход. Серни зърна се появяват в плазмата на обитателите на серни резервоари.

Пъстротата на пигментния състав може да обясни и разнообразието в цвета на клетките и трихомите на синьо-зелените водорасли. Цветът им варира от чисто синьо-зелен до лилав или червеникав, понякога до лилав или кафеникаво-червен, от жълт до бледосин или почти черен. Цветът на протопласта зависи от систематичното разположение на вида, както и от възрастта на клетките и условията на съществуване. Много често се маскира от цвета на лигавицата на влагалището или колониалната слуз. Пигментите се намират и в слузта и придават на нишките или колониите жълт, кафяв, червеникав, лилав или син оттенък. Цветът на слузта от своя страна зависи от условията на околната среда - от светлината, химията и pH на средата, от количеството влага във въздуха (за аерофитите).

Структура на резбата.Няколко синьо-зелени водорасли растат като единични клетки, повечето са склонни да образуват колонии или многоклетъчни нишки. От своя страна нишките могат или да образуват псевдопаренхимни колонии, в които са плътно затворени, а клетките запазват физиологичната си самостоятелност, или да имат хормонална структура, при която клетките са свързани в редица, съставлявайки т.нар. трихоми. В трихома протопластите на съседните клетки са свързани чрез плазмодесмати. Трихом, заобиколен от лигавична обвивка, се нарича нишка.

Нишковидните форми могат да бъдат прости и разклонени. Разклоняването при синьозелените водорасли е двустранно - истинско и фалшиво (фиг. 51). Такова разклоняване се нарича истинско, когато страничен клон възниква в резултат на разделянето на една клетка, перпендикулярна на основната нишка (ред Stigonematales). Фалшивото разклоняване е образуването на страничен клон чрез счупване на трихома и пречупването му през влагалището настрани с единия или двата края. В първия случай те говорят за единичен, във втория - за двоен (или сдвоен) фалшив клон. Примково разклоняване, което е характерно за семейство Scytonemataceae, и рядкото V-образно разклоняване, което е резултат от многократно делене и растеж на две съседни трихомни клетки в две взаимно противоположни посоки по отношение на дългата ос на нишката, също може да се счита за фалшиво разклоняване.

Много нишковидни синьо-зелени водорасли имат специфични клетки, наречени хетероцисти. Те имат добре изразена двуслойна обвивка, като съдържанието винаги е лишено от асимилационни пигменти (то е безцветно, синкаво или жълтеникаво), газови вакуоли и зърна от резервни вещества. Образуват се от вегетативни клетки на различни места на трихома, в зависимост от систематичното разположение на водораслото: на единия (Rivularia, Calothrix, Gloeotrichia) и двата (Anabaenopsis, Cylindrospermum) края на трихома - базален и краен; в трихома между вегетативните клетки, т.е. интеркалярно (Nostoc, Anabaena, Nodularia) или отстрани на трихома - странично (при някои Stigonematales). Хетероцистите се срещат единично или няколко (2-10) подред. В зависимост от местоположението във всеки хетероцист се появяват една (в терминални и странични хетероцисти) или две, понякога дори три (в интеркаларни) тапи, които запушват порите между хетероциста и съседните вегетативни клетки отвътре (фиг. 5, 2) .

Хетероцистите се наричат ​​ботаническа мистерия. В светлинен микроскоп те изглеждат сякаш са празни, но понякога, за голяма изненада на изследователите, те внезапно покълват, давайки началото на нови трихоми. При фалшиво разклоняване и по време на отделяне на нишки, трихомите най-често се разкъсват близо до хетероцистите, сякаш ограничават растежа на трихомите. Поради това те се наричаха гранични клетки. Нишките с базални и крайни хетероцисти са прикрепени към субстрата с помощта на хетероцисти. При някои видове образуването на покойни клетки - спори - е свързано с хетероцисти: те са разположени до хетероциста един по един (при Sulindrospermum, Gloeotrichia, Anabaenopsis raciborskii) или от двете страни (при някои Anabaena). Възможно е хетероцистите да са хранилища на някакви резервни вещества или ензими. Любопитно е да се отбележи, че всички видове синьо-зелени водорасли, способни да фиксират атмосферния азот, имат хетероцисти.

Възпроизвеждане.Най-често срещаният тип възпроизвеждане при синьо-зелените водорасли е клетъчното делене на две. За едноклетъчните форми този метод е единственият; в колониите и нишките води до растеж на нишка или колония.

Трихом се образува, когато клетките, делящи се в една и съща посока, не се отдалечават една от друга. При нарушаване на линейното подреждане се появява колония с произволно подредени клетки. При разделяне в две перпендикулярни посоки в една равнина се образува ламеларна колония с правилно разположение на клетките под формата на тетради (Merismopedia). Обемни натрупвания под формата на пакети възникват, когато клетките се разделят в три равнини (Eucapsis).

Представителите на някои родове (Gloeocapsa, Microcystis) също се характеризират с бързо делене с образуване на множество малки клетки - наноцити - в клетката майка.

Синьозелените водорасли се размножават и по други начини – чрез образуване на спори (почиващи клетки), екзо- и ендоспори, хормогонии, хормоспори, гонидии, коки и планококи. Един от най-често срещаните видове възпроизвеждане на нишковидни форми е образуването на хормогония. Този метод на размножаване е толкова характерен за част от синьо-зелените водорасли, че послужи като име на цял клас. хормонален(Hormogoniophyceae). Хормогониите се наричат ​​фрагменти от трихома, на които последният се разпада. Образуването на хормогония не е просто механично разделяне на група от две, три или повече клетки. Хормогониите се изолират поради смъртта на някои некрооидни клетки, след което с помощта на секреция на слуз те се изплъзват от влагалището (ако има такива) и, извършвайки осцилаторни движения, се движат във водата или по субстрата. Всяка хормогония може да породи нов индивид. Ако група клетки, подобни на хормогонията, са облечени в дебела обвивка, тя се нарича хормоспора (хормоциста), която едновременно изпълнява функциите както на възпроизвеждане, така и на пренасяне на неблагоприятни условия.

При някои видове от талуса се отделят едноклетъчни фрагменти, които се наричат ​​гонидии, коки или планококи. Гонидията запазва лигавица; коките нямат ясно дефинирани мембрани; планококите също са голи, но подобно на хормогонията имат способността да се движат активно.

Причините за движението на хормони, планококи и цели трихоми (в Oscillatoriaceae) все още са далеч от изяснени. Те се плъзгат по надлъжната ос, осцилирайки от една страна на друга или се въртят около нея. движеща силавземете предвид секрецията на слуз, свиването на трихомите по посока на надлъжната ос, контракциите на външната вълнообразна мембрана, както и електрокинетични явления.

Доста често срещани репродуктивни органи са спорите, особено при водораслите от разред Nostocales. Те са едноклетъчни, обикновено по-големи от вегетативните клетки и произлизат от тях, по-често от една. Въпреки това, при представители на някои родове (Gloeotrichia, Anabaena) те се образуват в резултат на сливането на няколко вегетативни клетки, а дължината на такива спори може да достигне 0,5 mm. Възможно е в процеса на такова сливане да възникне и рекомбинация, но засега няма точни данни за това.

Спорите са покрити с дебела, двуслойна мембрана, чийто вътрешен слой се нарича ендоспориум, а външният - екзоспора. Черупките са гладки или осеяни с папили, безцветни, жълти или кафеникави. Поради дебелите черупки и физиологичните промени в протопласта (натрупване на резервни вещества, изчезване на асимилационни пигменти, понякога увеличаване на броя на цианофициновите зърна), спорите могат да останат жизнеспособни дълго време при неблагоприятни условия и при различни силни влияния (при ниски и високи температури, по време на сушене и силно облъчване) . При благоприятни условия спората покълва, съдържанието й се разделя на клетки - образуват се спорохормогонии, обвивката става слузеста, разкъсва се или се отваря с капаче и хормогониите излизат.

Ендо- и екзоспорите се срещат предимно в представители клас хамезифон(Chamaesiphonophyceae). Ендоспорите се образуват в уголемени майчини клетки в голям брой (над сто). Образуването им става последователно (в резултат на поредица от последователни деления на протопласта на майчината клетка) или едновременно (чрез едновременно разпадане на майчината клетка на много малки клетки). Екзоспорите, когато се образуват, се отделят от протопласта на майчината клетка и излизат навън. Понякога те не се отделят от майчината клетка, а образуват вериги върху нея (например при някои видове Chamaesiphon).

Сексуалното размножаване при синьо-зелените водорасли напълно липсва.

Начини на хранене и екология.Известно е, че по-голямата част от синьо-зелените водорасли са в състояние да синтезират всички вещества от своите клетки благодарение на енергията на светлината. Фотосинтетичните процеси, протичащи в клетките на синьо-зелените водорасли, са подобни по своята концепция на процесите, протичащи в други организми, съдържащи хлорофил.

Фотоавтотрофният тип хранене е основният за тях, но не и единственият. В допълнение към истинската фотосинтеза, синьо-зелените водорасли са способни на фоторедукция, фотохетеротрофия, автохетеротрофия, хетероавтотрофия и дори пълна хетеротрофия. Ако присъства в околната среда органична материяте ги използват и като допълнителни източници на енергия. Благодарение на способността за смесено (миксотрофно) хранене те могат да бъдат активни дори при екстремни условия за фотоавтотрофен живот. В такива местообитания конкуренцията почти напълно липсва, а синьо-зелените водорасли заемат доминиращо място.

В условия на лошо осветление (в пещери, в дълбоки хоризонти на резервоари) пигментният състав в клетките на синьо-зелените водорасли се променя. Това явление, наречено хроматична адаптация, е адаптивна промяна в цвета на водораслите под въздействието на промяна в спектралния състав на светлината поради увеличаване на броя на пигментите, които имат цвят, който е комплементарен към цвета на инцидента лъчи. Промени в цвета на клетките (хлороза) се появяват и при липса на определени компоненти в средата, в присъствието на токсични вещества, както и при прехода към хетеротрофен тип хранене.

Сред синьо-зелените водорасли има и такава група видове, подобни на които има малко сред другите организми. Тези водорасли са в състояние да фиксират атмосферния азот и това свойство се комбинира с фотосинтезата. Сега са известни около сто такива вида. Както вече споменахме, тази способност е характерна само за водорасли, които имат хетероцисти, а не за всички.

Повечето синьо-зелени водорасли и фиксатори на азот са ограничени до сухоземни местообитания. Възможно е относителната им хранителна независимост като фиксатори на атмосферен азот да им позволява да населяват необитаеми, без никакви следи от почва, скали, както се наблюдава на остров Кракатау през 1883 г.: три години след изригването на вулкана, лигави натрупвания са открити върху пепелта и туфите, състоящи се от представители на родовете Anabaena, Gloeocapsa, Nostoc, Calothrix, Phormidium и др.. Първите заселници на остров Сърси, възникнали в резултат на подводно изригване на вулкан през 1963 г. близо до южния бряг на Исландия, също са азотфиксатори. Сред тях са някои широко разпространени планктонни видове, които причиняват "цъфтеж" на водата (Anabaena circinalis, A. cylindrica, A. flos-aquae, A. lemmermannii, A. scheremetievii, A. spiroides, Anabaenopsis circularis, Gloeotrichia echinulata).

Максималната температура за съществуване на жива и асимилираща клетка е +65°C, но това не е границата за синьо-зелените водорасли (вижте есето за горещите изворни водорасли). Топлолюбивите синьо-зелени водорасли понасят такава висока температура поради специфичното колоидно състояние на протоплазмата, която коагулира много бавно при високи температури. Най-често срещаните термофили са космополитите Mastigocladus laminosus, Phormidium laminosum. Синьо-зелените водорасли са в състояние да издържат на ниски температури. Някои видове се съхраняват без повреди за една седмица при температура на течния въздух (-190 ° C). В природата няма такава температура, но в Антарктика при температура от -83 ° C са открити в големи количества синьо-зелени водорасли (ностоки).

В Антарктида и във високопланинските райони, освен ниските температури, водораслите се влияят и от високите температури. слънчева радиация. За да намалят вредното въздействие на късовълновата радиация, синьо-зелените водорасли са придобили редица адаптации в хода на еволюцията. Най-важното от тях е отделянето на слуз около клетките. Слузта на колониите и лигавиците на нишковидните форми на вагината са добра защитна обвивка, която предпазва клетките от изсушаване и в същото време действа като филтър, който елиминира вредното въздействие на радиацията. В зависимост от интензитета на светлината в слузта се отлага повече или по-малко пигмент и тя се оцветява по цялата си дебелина или на слоеве.

Способността на слузта бързо да абсорбира и задържа вода за дълго време позволява синьо-зелени водораслиобикновено вегетират в пустинни райони. Слузта абсорбира максималното количество нощна или сутрешна влага, колониите набъбват и асимилацията започва в клетките. До обяд желатиновите колонии или клъстери от клетки изсъхват и се превръщат в черни хрупкави корички. В това състояние те се задържат до следващата нощ, когато отново започва абсорбирането на влага.

За активен живот парообразната вода е напълно достатъчна за тях.

Синьо-зелените водорасли са много разпространени в почвата и в наземните съобщества, срещат се и във влажни местообитания, както и по кората на дърветата, по камъните и т.н. Всички тези местообитания често не са осигурени постоянно с влага и са неравномерно lit (за повече подробности вижте есетата за сухоземни и почвени водорасли).

Синьо-зелените водорасли се срещат и в криофилни съобщества – върху лед и сняг. Фотосинтезата е възможна, разбира се, само когато клетките са заобиколени от слой течна вода, което се случва тук на ярка слънчева светлина от сняг и лед.

Слънчевата радиация върху ледниците и снежните полета е много интензивна, значителна част от нея е късовълнова радиация, която предизвиква защитни адаптации във водораслите. Групата на криобионтите включва редица видове синьо-зелени водорасли, но все пак като цяло представителите на този раздел предпочитат местообитания с повишени температури (за повече подробности вижте есето за снежните и ледените водорасли).

Синьо-зелените водорасли преобладават в планктона на еутрофните (богати на хранителни вещества) водоеми, където масовото им развитие често причинява "цъфтеж" на водата. Планктонният начин на живот на тези водорасли се улеснява от газови вакуоли в клетките, въпреки че не всички патогени на "цъфтежа" ги имат (Таблица 4). Живите секрети и продуктите на разлагане след смъртта на някои от тези синьо-зелени водорасли са отровни. Масовото развитие на повечето планктонни синьо-зелени водорасли започва при високи температури, т.е. през втората половина на пролетта, лятото и началото на есента. Установено е, че за повечето сладководни синьо-зелени водорасли оптималната температура е около +30°C. Има и изключения. Някои видове осцилатории карат водата да "цъфти" под лед, тоест при температура около 0 ° C. Безцветни и сероводородни видове се развиват в масови количества в дълбоките слоеве на езерата. Някои патогени на "цъфтежа" явно излизат извън границите на обхвата си поради човешка дейност. По този начин видовете от рода Anabaenopsis дълго време не се срещат извън тропическите и субтропичните райони, но след това са открити в южните райони на умерената зона, а преди няколко години се развиват вече в Хелзинкския залив. Подходящите температури и повишената еутрофикация (органично замърсяване) позволиха на този организъм да се развие в големи количества на север от 60-ия паралел.

„Цъфтежът“ на водата като цяло и в частност този, причинен от синьо-зелените водорасли, се смята за природно бедствие, тъй като водата става почти безполезна. В същото време значително се увеличава вторичното замърсяване и затлачването на резервоара, тъй като биомасата на водораслите в "цъфтящия" резервоар достига значителни стойности (средна биомаса - до 200 g / m3, максимална - до 450-500 g / m3), а сред синьо-зелените има много малко видове, които биха били изядени от други организми.

Връзката между синьо-зелените водорасли и другите организми е многостранна. Видове от родовете Gloeocapsa, Nostoc, Scytonema, Stigonema, Rivularia и Calothrix са фикобионти в лишеите. Някои синьо-зелени водорасли живеят в други организми като асимилатори. Видовете Anabaena и Nostoc живеят във въздушните камери на мъховете Anthoceros и Blasia. Anabaena azollae живее в листата на водната папрат Azolla americana и в междуклетъчните пространства на Cycas и Zamia-Nostoc punctiforme (за повече подробности вижте есето за симбиозата на водораслите с други организми).

Така синьо-зелените водорасли се срещат на всички континенти и във всякакви местообитания – във водата и на сушата, в сладките и солените води, навсякъде и навсякъде.

Много автори са на мнение, че всички синьо-зелени водорасли са повсеместни и космополитни, но това далеч не е така. Вече споменахме географското разпространение на род Anabaenopsis. Подробни проучвания показват, че дори такъв често срещан вид като Nostoc pruniforme не е космополитен. Някои родове (например Nostochopsis, Camptylonemopsis, Raphidiopsis) са изцяло ограничени до зони с горещ или топъл климат, Nostoc flagelliforme - до сухи райони, много видове от рода Chamaesiphon - до студени и чисти реки и потоци на планински страни.

Отделът на синьо-зелените водорасли се счита за най-старата група автотрофни растения на Земята. Примитивната структура на клетката, липсата на сексуално размножаване и флагеларни стадии са сериозни доказателства за тяхната древност. Цитологично синьо-зелените са подобни на бактериите и някои от техните пигменти (билипротеини) се намират и в червените водорасли. Въпреки това, като се вземе предвид целият комплекс от характеристики, характерни за отдела, може да се приеме, че синьо-зелените водорасли са независим клон на еволюцията. Преди повече от три милиарда години те се отклониха от основния ствол на еволюцията на растенията и образуваха задънен клон.

Говорейки за икономическото значение на синьозелените, на първо място трябва да се постави ролята им като причинители на "цъфтежа" на водата. Това, за съжаление, е отрицателно. Положителната им стойност се състои преди всичко в способността да абсорбират свободен азот. В източните страни синьо-зелените водорасли се използват дори за храна, а в последните годининякои от тях са намерили своето място в басейните на масовата култура за промишлено производство на органична материя.

Таксономията на синьо-зелените водорасли все още е далеч от съвършенството. Сравнителната простота на морфологията, сравнително малкият брой знаци, ценни от гледна точка на таксономията и широката вариативност на някои от тях, както и различните интерпретации на едни и същи знаци, доведоха до факта, че почти всички съществуващи системи са субективно до известна степен и далеч от естественото. Няма добро, разумно разграничение между изгледа като цяло и обхвата на изгледа различни системисе разбира по различен начин. Обща сумавида в отдела се определя в 1500-2000. Според възприетата от нас система отделът на синьо-зелените водорасли е разделен на 3 класа, няколко разреда и много семейства.

Биологична енциклопедия

СИСТЕМАТИКАТА И НЕЙНИТЕ ЦЕЛИ Специален клон на биологията, наречен систематика, се занимава с класификацията на организмите и изясняването на техните еволюционни връзки. Някои биолози наричат ​​систематиката наука за разнообразието (разнообразието ... ... Биологична енциклопедия

Симбиозата или съжителството на два организма е едно от най-интересните и все още до голяма степен мистериозни явления в биологията, въпреки че изучаването на този въпрос има почти вековна история. Феноменът на симбиозата е открит за първи път от швейцарците... Биологична енциклопедия

Кралство Дробянка
Това царство включва бактерии и синьо-зелени водорасли. Това са прокариотни организми: техните клетки нямат ядро ​​и мембранни органели, генетичният материал е представен от кръгова ДНК молекула. Те се характеризират и с наличието на мезозоми (инвагинация на мембраната в клетката), които изпълняват функцията на митохондрии и малки рибозоми.

бактерии
Бактериите са едноклетъчни организми. Те заемат всички среди на живот и са широко разпространени в природата. Според формата на клетките бактериите са:
1. кълбовиден:коки - те могат да се комбинират и да образуват структури от две клетки (диплококи), под формата на вериги (стрептококи), гроздове (стафилококи) и др.;
2. пръчковидна:бацили (дизентериен бацил, сенен бацил, чумен бацил);
3. извит:вибриони - формата на запетая (холерен вибрион), спирила - слабо спирализирана, спирохети - силно усукани (причинители на сифилис, рецидивираща треска).

Структурата на бактериите
Отвън клетката е покрита с клетъчна стена, която включва муреин. Много бактерии са в състояние да образуват външна капсула, която осигурява допълнителна защита. Под обвивката е плазмената мембрана, а вътре в клетката е цитоплазмата с включвания, малки рибозоми и генетичен материал под формата на кръгова ДНК. Частта от бактериална клетка, която съдържа генетичния материал, се нарича нуклеоид. Много бактерии имат флагели, отговорни за движението.

Бактериите се разделят на две групи според структурата на клетъчната стена: грам-положителен(оцветени по Грам при приготвяне на препарати за микроскопия) и грам-отрицателни (неоцветени по този метод) бактерии (фиг. 4).

размножаване
Осъществява се чрез разделяне на две клетки. Първо се случва репликация на ДНК, след което в клетката се появява напречна преграда. При благоприятни условия едно делене се извършва на всеки 15-20 минути. Бактериите могат да образуват колонии - натрупване на хиляди или повече клетки, които са потомци на една оригинална клетка (колонии от бактерии рядко се срещат в природата; обикновено в изкуствени условия растежна среда).
При неблагоприятни условия бактериите могат да образуват спори. Спорите имат много плътна външна обвивка, която може да издържи на различни външни влияния: кипене в продължение на няколко часа, почти пълна дехидратация. Спорите остават жизнеспособни десетки и стотици години. Когато настъпят благоприятни условия, спората покълва и образува бактериална клетка.

условия на живот
1. Температура - оптимална от +4 до +40 ° С; ако са по-ниски, тогава повечето бактерии образуват спори, по-високи - умират (следователно медицинските инструменти се варят и не се замразяват). Има малка група бактерии, които предпочитат високи температури - това са термофили, които живеят в гейзери.
2. По отношение на кислорода се разграничават две групи бактерии:
аероби - живеят в кислородна среда;
анаероби - живеят в безкислородна среда.
3. Неутрална или алкална среда. Киселинната среда убива повечето бактерии; това е основата за заявлението оцетна киселинапри консервиране.
4. Без пряка слънчева светлина (също убиват повечето бактерии).

Значение на бактериите
положителен
1. Млечнокисели бактерии се използват за производство на млечнокисели продукти (кисело мляко, подквасено мляко, кефир), сирена; при мариноване на зеле и мариноване на краставици; за производство на силаж.
2. Симбионтните бактерии се намират в храносмилателния тракт на много животни (термити, парнокопитни), участващи в храносмилането на фибрите.
3. Производство на лекарства (антибиотик тетрациклин, стрептомицин), оцетна и други органични киселини; производство на фуражен протеин.
4. Те разлагат трупове на животни и мъртви растения, тоест участват в циркулацията на веществата.
5. Азотфиксиращите бактерии превръщат атмосферния азот в съединения, които се усвояват от растенията.

отрицателен
1. Разваляне на храна.
2. Причиняват човешки заболявания (дифтерия, пневмония, тонзилит, дизентерия, холера, чума, туберкулоза). Лечение и профилактика: ваксинации; антибиотици; хигиена; унищожаване на носители.
3. Причиняват болести по животните и растенията.

Синьо-зелени водорасли (цианоя, цианобактерии)
Синьо-зелените водорасли живеят в водна средаи на земята. Техните клетки имат структура, характерна за прокариотите. Много от тях съдържат вакуоли в цитоплазмата, които поддържат плаваемостта на клетката. Способен да образува спори, за да изчака неблагоприятните условия.
Синьо-зелените водорасли са автотрофи, съдържат хлорофил и други пигменти (каротин, ксантофил, фикобилини); способен на фотосинтеза. По време на фотосинтезата се отделя кислород в атмосферата (смята се, че именно тяхната дейност е довела до натрупването на свободен кислород в атмосферата).
Възпроизвеждането се извършва чрез смачкване при едноклетъчни форми и чрез разпадане на колонии (вегетативно размножаване) при нишковидни.
Стойността на синьо-зелените водорасли: причиняват "цъфтежа" на водата; свързват атмосферния азот, превръщайки го във форми, достъпни за растенията (по този начин увеличавайки производителността на резервоари и оризови полета), са част от лишеите.

размножаване
Гъбите се размножават безполово и полово. Безполово размножаване: пъпкуване; части от мицела, с помощта на спори. Спорите са ендогенни (образуват се вътре в спорангиите) и екзогенни или конидии (образуват се върху върховете на специални хифи). Сексуалното размножаване при нисшите гъби се извършва чрез конюгация, когато две гамети се сливат и се образува зигоспора. След това образува спорангии, където се получава мейоза и се образуват хаплоидни спори, от които се развива нов мицел. Във висшите гъби се образуват торбички (asci), вътре в които се развиват хаплоидни аскоспори или базидии, към които са прикрепени базидиоспори отвън.

класификация на гъбите
Има няколко отдела, които се обединяват в две групи: висши и низши гъби. Отделно има т.нар. несъвършени гъби, които включват видове гъби, чийто полов процес все още не е установен.

Отдел Зигомицети
Принадлежат към низшите гъби. Най-често срещаният от тях е родът Мукор са гъбички. Те се установяват върху храна и мъртви органични остатъци (например върху оборски тор), т.е. имат сапротрофен тип хранене. Mucor има добре развит хаплоиден мицел, хифите обикновено не са сегментирани, няма плодно тяло. Цветът на мукора е бял, когато спорите узреят, става черен. Безполовото размножаване става с помощта на спори, които узряват в спорангиите (митозата възниква, когато се образуват спори), развивайки се в краищата на някои хифи. Сексуалното размножаване е относително рядко (с помощта на зигоспори).

Отдел за аскомицети
Това е най-голямата група гъби. Включва едноклетъчни форми (дрожди), видове с плодни тела (смръчкули, трюфели), различни плесени (пеницил, аспергил).
Penicillium и Aspergillus. Намира се в храни (цитрусови плодове, хляб); в природата те обикновено се установяват върху плодове. Мицелът се състои от сегментирани хифи, разделени от прегради (септа) на отделения. Първо мицелът е бял, по-късно може да придобие зелен или синкав оттенък. Penicillium е способен да синтезира антибиотици (пеницилинът е открит от А. Флеминг през 1929 г.).
Безполовото размножаване става с помощта на конидии, които се образуват в краищата на специални хифи (конидиофори). По време на половото размножаване се случва сливането на хаплоидни клетки и образуването на зигота, от която се образува торба (аск). В него протича мейоза и се образуват аскоспори.

мая - Това са едноклетъчни гъби, характеризиращи се с липса на мицел и състоящи се от отделни сферични клетки. Клетките на дрождите са богати на мазнини, съдържат едно хаплоидно ядро ​​и имат вакуола. Безполовото размножаване става чрез пъпкуване. Полов процес: клетките се сливат, образува се зигота, в която протича мейоза и се образува торба с 4 хаплоидни спори. В природата дрождите се срещат върху сочните плодове.

на фиг. Разделяне на дрождите по пъпкуване

Отдел Базидиомицети
Това са висшите гъби. Характеристиките на този отдел се разглеждат на примера на шапковите гъби. Този отдел включва повечето ядливи гъби (шампиньони, манатарки, масленки); но има и отровни гъби (бледа гмурка, мухоморка).
Хифите имат съчленен строеж. Мицел многогодишен; върху него се образуват плодни тела. Първо, плодното тяло расте под земята, след това излиза на повърхността, като бързо се увеличава по размер. Плодовото тяло е образувано от хифи, плътно прилежащи една към друга, в него се различават шапка и крак. Най-горният слой на шапката обикновено е ярко оцветен. В долния слой се изолират стерилни хифи, големи клетки (защитават спороносния слой) и самите базидии. На долния слой се образуват плочи - това са гъби (гъби, пачи крак, гъби) или тубули - това са тръбни гъби (манатарка, манатарки, манатарки). Върху плочите или по стените на тубулите се образуват базидии, в които ядрата се сливат и образуват диплоидно ядро. От него чрез мейоза се развиват базидиоспори, при чието покълване се образува хаплоиден мицел. Сегментите на този мицел се сливат, но сливането на ядрата не се случва - така се образува дикарионният мицел, който образува плодното тяло.

Значението на гъбите
1) Храна - ядат се много гъби.
2) Причиняват болести по растенията - аскомицети, главови и ръждиви гъби. Тези гъбички заразяват зърнени култури. Спорите на ръждивите гъби (хлебната ръжда) се пренасят от вятъра и попадат върху зърнени култури от междинни гостоприемници (берберис). Спорите на главнята се разнасят от вятъра, попадат върху зърната на житните култури (от заразени житни растения), прикрепят се и презимуват заедно със зърното. Когато поникне през пролетта, спората на гъбата също пониква и прониква във вътрешността на растението. В бъдеще хифите на тази гъба проникват в ухото на зърнените култури, образувайки черни спори (оттук и името). Тези гъби причиняват сериозни щети. селско стопанство.
3) Причиняват човешки заболявания (трихофития, аспергилоза).
4) Унищожаване на дървесина (гъбички от трън - заселват се по дърветата и дървените сгради). Това е двойно значение: ако мъртво дърво е унищожено, то е положително, ако е живо или дървени сгради, тогава е отрицателно. Гъбата трън прониква в живо дърво през рани по повърхността, след което в дървото се развива мицел, върху който се образуват многогодишни плодни тела. Те произвеждат спори, които се разпръскват от вятъра. Тези гъби могат да причинят смъртта на овощните дървета.
5) Отровните гъби могат да причинят отравяне, понякога доста тежко (до смъртност).
6) Разваляне на храни (мухъл).
7) Получаване на лекарства.
Те предизвикват алкохолна ферментация (дрожди), поради което се използват от хората в хлебопекарната и сладкарската промишленост; във винопроизводството и пивоварството.
9) Те са разлагачи в общностите.
10) Образувайте симбиоза с висши растения - микориза. В този случай корените на растението могат да усвоят хифите на гъбата, а гъбата може да инхибира растението. Но въпреки това тези отношения се считат за взаимно изгодни. При наличие на микориза много растения се развиват много по-бързо.