Az itt algának tekintett élőlények felosztása igen változatos, és nem egy taxont képvisel. Ezek az élőlények szerkezetükben és eredetükben heterogének.

Az algák autotróf növények, sejtjeik a klorofill és más, fotoszintézist biztosító pigmentek különféle módosulatait tartalmazzák. Az algák frissen és tengeren, valamint szárazföldön, a felszínen és a talaj vastagságában, a fák kérgén, köveken és egyéb szubsztrátumokon élnek.

Az algák 10 osztályba tartoznak két birodalomból: 1) kék-zöld, 2) vörös, 3) pirofitikus, 4) arany, 5) kovamoszat, 6) sárga-zöld, 7) barna, 8) Euglena, 9) zöld és 10. ) Charovye. Az első rész a prokarióták birodalmához, a többi a Növények birodalmához tartozik.

Kékzöld algák vagy cianobaktériumok (Cyanophyta) osztálya

Körülbelül 2 ezer faj van, körülbelül 150 nemzetségben egyesülve. Ezek a legrégebbi organizmusok, amelyek nyomait a prekambriumi lerakódásokban találták meg, életkoruk körülbelül 3 milliárd év.

A kék-zöld algák között vannak egysejtűek, de a fajok többsége gyarmati és fonalas organizmus. Abban különböznek a többi algától, hogy sejtjeikben nincs kialakult mag. Hiányoznak belőlük a mitokondriumok, a sejtnedvvel ellátott vakuolák, nincsenek kialakult plasztidok, és a fotoszintetikus lemezekben - lamellákban - találhatók a pigmentek, amelyekkel a fotoszintézis zajlik. A kék-zöld algák pigmentjei nagyon változatosak: klorofill, karotinok, xantofillok, valamint a phycobilin csoport specifikus pigmentei - kék fikocianin és vörös fikoeritrin, amelyek a cianobaktériumok mellett csak a vörös algákban találhatók. Ezeknek az élőlényeknek a színe leggyakrabban kékeszöld. A különféle pigmentek mennyiségi arányától függően azonban ezeknek az algáknak a színe nemcsak kékeszöld, hanem lila, vöröses, sárga, halványkék vagy majdnem fekete is lehet.

A kék-zöld algák az egész világon elterjedtek, és sokféle környezetben megtalálhatók. Szélsőséges életkörülmények között is képesek létezni. Ezek az élőlények hosszan tartó sötétedést és anaerobiózist viselnek el, élhetnek barlangokban, különböző talajokban, hidrogén-szulfidban gazdag természetes iszaprétegekben, termálvizekben stb.

A gyarmati és fonalas algák sejtjei körül nyálkahártyák képződnek, amelyek védőburokként szolgálnak, amely megvédi a sejteket a kiszáradástól és fényszűrő.

Sok fonalas kék-zöld algának sajátos sejtjei vannak - heterociszták. Ezeknek a sejteknek jól körülhatárolható kétrétegű membránjuk van, és üresnek tűnnek. De ezek élő sejtek, amelyek tele vannak átlátszó tartalommal. A heterocisztákkal rendelkező kék-zöld algák képesek megkötni a légköri nitrogént. A kék-zöld algák bizonyos típusai a zuzmók összetevői. A magasabb rendű növények szöveteiben és szerveiben szimbiontákként találhatók meg. A légköri nitrogén megkötésére való képességüket a magasabb rendű növények használják ki.

A kék-zöld algák tömeges elszaporodása a víztestekben negatív következményekkel járhat. A megnövekedett vízszennyezés és a szerves anyagok okozzák az úgynevezett „vízvirágzást”. Emiatt a víz emberi fogyasztásra alkalmatlan. Egyes édesvízi cianobaktériumok mérgezőek az emberekre és az állatokra.

A kék-zöld algák szaporodása nagyon primitív. Az egysejtűek és sok koloniális forma csak a sejtek felére osztásával szaporodik. A legtöbb fonalas forma hormogóniával szaporodik (ezek rövid szakaszok, amelyek elváltak az anyai filamentumtól, és felnőtté nőnek). A szaporodás spórák segítségével is elvégezhető - túlnőtt vastag falú sejtek, amelyek túlélik a kedvezőtlen körülményeket, majd új szálakká nőnek.

Vörös alga (vagy Bagryanka) (Rhodophyta)

Vörös algák () - egy nagy (körülbelül 3800 faj több mint 600 nemzetségből) főként tengeri élőlénycsoport. Méretük a mikroszkopikustól az 1-2 m-ig terjed.Külsőleg a vörös algák igen változatosak: vannak fonalas, lamellás, korallszerű formák, boncoltak és elágazóak különböző mértékben.

A vörös algák sajátos pigmentkészlettel rendelkeznek: a klorofill a és b mellett van klorofill d, amely csak erre a növénycsoportra ismert, vannak karotinok, xantofilok, valamint a phycobilin csoportból származó pigmentek: kék pigment - fikocianin, piros - fikoeritrin. E pigmentek eltérő kombinációja határozza meg az algák színét - az élénkvöröstől a kékes-zöldig és a sárgáig.

A vörös algák vegetatívan, ivartalanul és ivarosan szaporodnak. A vegetatív szaporodás csak a legrosszabbul szervezett bíborra jellemző (egysejtűek és gyarmati formák). Erősen szervezett többsejtű formákban a tallus leszakadt részei elhalnak. Az ivartalan szaporodáshoz különféle típusú spórákat használnak.

A szexuális folyamat oogám. A gametofita növényen hím és nőstény csírasejtek (ivarsejtek) képződnek, amelyekben nincsenek flagellák. A megtermékenyítés során a női ivarsejtek nem kerülnek a környezetbe, hanem a növényen maradnak; A hím ivarsejteket kidobják és passzívan hordozzák a vízáramlatok.

A diploid növények - sporofiták - ugyanolyan megjelenésűek, mint a gametofiták (haploid növények). Ez egy izomorf generációváltás. Az ivartalan szaporodás szervei a sporofitákon képződnek.

Sok vörös algát széles körben használnak az emberek, ehetőek és hasznosak. Az élelmiszeriparban és az orvosi iparban széles körben használják a különböző típusú bíborból (kb. 30) nyert poliszacharid agart.

Department Pyrophyta (vagy Dinophyta) algák (Pyrrophyta (Dinophyta))

Az osztály mintegy 1200 fajt foglal magában, 120 nemzetségből, egyesítve az eukarióta egysejtűeket (beleértve a biflagellátot), a coccoid és fonalas formákat. A csoport egyesíti a növények és állatok jellemzőit: egyes fajok csápjaik, állábúak és csípősejtek vannak; némelyiknek az állatokra jellemző tápláléktípusa van, amelyet a garat biztosít. Sokaknak van megbélyegzésük vagy kukucskálójuk. A sejteket gyakran kemény héj borítja. A kromatoforok barnás és vöröses színűek, a és c klorofillokat, valamint karotint, xantofilt (néha fikocianint és fikoeritrint) tartalmaznak. A keményítő tartalékanyagként rakódik le, néha olaj. A lobogó sejteknek különálló háti és ventrális oldaluk van. A sejt felszínén és a garatban barázdák találhatók.

Szaporodnak osztódással mozgékony vagy immobil állapotban (vegetatívan), zoospórák és autospórák segítségével. Az ivaros szaporodás kevés formában ismert; izogaméták fúziója formájában megy végbe.

A pirofita algák a szennyezett víztestek gyakori lakói: tavak, ülepítő tavak, egyes tározók és tavak. Sokan fitoplanktont alkotnak a tengerekben. Kedvezőtlen körülmények között cisztákat képeznek vastag cellulóz membránnal.

A Cryptomonad (Cryptomonas) nemzetség a legelterjedtebb és fajokban gazdag.

Division Arany algák (Chrysophyta)

Mikroszkopikus vagy kicsi (legfeljebb 2 cm hosszú) aranysárga élőlények, amelyek sós és édesvízben élnek szerte a világon. Vannak egysejtűek, gyarmati és többsejtűek. Oroszországban 70 nemzetségből körülbelül 300 faja ismert. A kromatoforok általában aranysárgák vagy barnák. A és c klorofillokat, valamint karotinoidokat és fukoxantint tartalmaznak. A krizolaminarint és az olajat tartalékanyagként rakják le. Néhány faj heterotróf. A legtöbb formának 1-2 flagellája van, ezért mozgékonyak. Főleg ivartalanul szaporodnak - osztódás vagy zoospórák útján; az ivaros folyamat csak néhány fajnál ismert. Általában tisztán található édes vizek(sphagnum lápok savas vizei), ritkábban - a tengerekben és a talajokban. Tipikus fitoplankton.

Diatoms diatoms (Bacillariophyta (Diatomea))

A kovaalgák (kovaalgák) körülbelül 10 ezer fajt tartalmaznak, amelyek körülbelül 300 nemzetségbe tartoznak. Ezek mikroszkopikus élőlények, amelyek főleg víztestekben élnek. A kovaalgák az egysejtű szervezetek egy speciális csoportja, amely különbözik a többi algától. A diatómasejteket szilícium-dioxid héj borítja. A sejt vakuolákat tartalmaz sejtnedvvel. A mag a központban található. A kromatoforok nagyok. Színük a sárgásbarna különböző árnyalataival rendelkezik, mivel a pigmentek között a sárga és barna árnyalatú karotinok és xantofilek, valamint a maszkoló klorofill a és c dominálnak.

A kovamoszatok héjait a szerkezet geometriai szabályossága és nagy változatosság körvonalai. A héj két félből áll. A nagyobbik, az epithecus, éppúgy takarja a kisebbet, a hypothecát, mint a fedő a dobozt.

A legtöbb kétoldali szimmetriájú kovamoszat képes elmozdulni a szubsztrát felületén. A mozgás az úgynevezett varrat segítségével történik. A varrás egy rés, amely átvágja a szárny falát. A citoplazma résekbe való mozgása és a szubsztráttal szembeni súrlódása biztosítja a sejt mozgását. A radiális szimmetriájú kovasejtek mozgásképtelenek.

A kovamoszat általában úgy szaporodik, hogy a sejtet két részre osztják. A protoplaszt térfogata megnövekszik, aminek következtében az epithecus és a hypothecus szétválik. A protoplaszt két egyenlő részre, a mag mitotikusan osztódik. A megosztott sejt minden felében a héj egy epitheca szerepét tölti be, és kiegészíti a héj hiányzó felét, mindig hipotekát. A számos osztódás eredményeként a populáció egy részén fokozatosan csökken a sejtméret. Egyes cellák körülbelül háromszor kisebbek, mint az eredetiek. Elérni minimális méretek, a sejtek auxospórákat ("növő spórákat") fejlesztenek. Az auxospórák képződése a szexuális folyamathoz kapcsolódik.

A vegetatív állapotban lévő kovamoszat sejtjei diploidok. Az ivaros szaporodás előtt a mag redukciós osztódása (meiózis) következik be. Két kovasejt közeledik egymáshoz, a billentyűk eltávolodnak egymástól, a haploid (meiózis utáni) magok páronként egyesülnek, és egy-két auxospóra képződik. Az auxospóra egy ideig növekszik, majd héjat fejleszt, és vegetatív egyeddé válik.

A kovamoszatok között vannak fény- és árnyékkedvelő fajok, különböző mélységű víztestekben élnek. A kovamoszat talajban is élhet, különösen nedves és mocsaras talajban. Más algákkal együtt a kovamoszat hóvirágzást okozhat.

A kovaföldek nagy szerepet játszanak a természet gazdaságában. Állandó táplálékbázisként és a tápláléklánc kezdeti láncszemeként szolgálnak számos vízi szervezet számára. Sok hal táplálkozik velük, különösen a fiatalok.

A kovamoszatok héjai, amelyek évmilliókig leülepednek a fenéken, üledékes geológiai kőzetet - kovaföldet - alkotnak. Széles körben használják magas hő- és hangszigetelő tulajdonságú építőanyagként, szűrőként az élelmiszeriparban, a vegyiparban és az orvosi iparban.

Sárga-zöld algák osztálya (Xanthophyta)

Ez az algacsoport körülbelül 550 fajt tartalmaz. Főleg édesvizek lakói, ritkábban a tengerekben és a nedves talajon. Vannak köztük egy- és többsejtűek, flagella, coccoid, fonalas és lamellás, valamint szifonális szervezetek. Ezeket az algákat sárgászöld szín jellemzi, ez adta a nevet az egész csoportnak. A kloroplasztok korong alakúak. Jellemző pigmentek az a és c klorofillok, a és b karotinoidok, xantofilek. Tartalék anyagok - glükán,. Az ivaros szaporodás oogám és izogám. Vegetatívan szaporodik osztódással; Az ivartalan szaporodást speciális mobil vagy immobil sejtek - zoo- és aplanospórák - végzik.

Division Barna alga (Phaeophyta)

A barna algák magasan szervezett többsejtű szervezetek, amelyek a tengerekben élnek. Körülbelül 250 nemzetségből körülbelül 1500 faj található. A barna algák közül a legnagyobbak elérik a több tíz métert (akár 60 métert is). Ebben a csoportban azonban találhatók mikroszkopikus fajok is. A thalli alakja nagyon változatos lehet.

Az ebbe a csoportba tartozó összes alga közös jellemzője a sárgásbarna szín. Ezt a karotin és a xantofill (fucoxanthin stb.) pigmentek okozzák, amelyek elfedik zöld szín klorofill a és c. A sejtmembrán cellulóz, külső pektinréteggel, amely erős nyálkaképződésre képes.

A barna algákban a szaporodás minden formája megtalálható: vegetatív, ivartalan és ivaros. A vegetatív szaporodás a tallus különálló részeivel történik. Az ivartalan szaporodás zoospórák (a flagellák miatt mozgékony spórák) segítségével történik. A barna algákban a szexuális folyamatot az izogámia (ritkábban anizogámia és oogámia) képviseli.

Sok barna algában a gametofiton és a sporofiton alakja, mérete és szerkezete különbözik. A barna algákban generációk váltakoznak, vagy a fejlődési ciklus magfázisai megváltoznak. A barna algák a világ összes tengerében megtalálhatók. A partközeli barna algák sűrűjében számos tengerparti állat talál menedéket, költő- és táplálkozási helyet. A barna algákat széles körben használják az emberek. Alginátokat (alginsavsókat) nyernek belőlük, amelyeket az élelmiszeriparban oldatok és szuszpenziók stabilizátoraként használnak. Műanyagok, kenőanyagok stb. gyártásához használják. Néhány barna algát (moszat, alaria stb.) élelmiszerekben használnak.

Euglenophyta (Euglenophyta) körzet

Ez a csoport körülbelül 900 fajt tartalmaz körülbelül 40 nemzetségből. Ezek egysejtű flagelláris szervezetek, főként édesvizek lakói. A kloroplasztiszok a és b klorofillokat, valamint a karotinoidok csoportjába tartozó segédpigmentek nagy csoportját tartalmazzák. Ezekben az algákban fényben megy végbe a fotoszintézis, sötétben pedig átváltanak heterotróf táplálkozásra.

Ezeknek az algáknak a szaporodása csak a mitotikus sejtosztódásnak köszönhető. A bennük lévő mitózis eltér ettől a folyamattól a többi szervezetcsoportban.

osztály Zöld algák (Chlorophyta)

A zöldalgák az algák legnagyobb divíziója, különböző becslések szerint mintegy 400 nemzetségből 13-20 ezer faj található. Ezeket az algákat a magasabb rendű növényekhez hasonlóan tisztán zöld szín jellemzi, mivel a pigmentek között a klorofill van túlsúlyban. A kloroplasztiszokban (kromatoforokban) az a és b klorofill két változata van, mint a magasabb rendű növényekben, valamint más pigmentek - karotinok és xantofilek.

A zöldalgák merev sejtfalát cellulóz és pektin anyagok alkotják. Tartalék anyagok - keményítő, ritkábban olaj. A zöldalgák szerkezetének és életének számos jellemzője jelzi a magasabb rendű növényekkel való kapcsolatukat. A zöldalgákat a legnagyobb változatosság jellemzi más osztályokhoz képest. Lehetnek egysejtűek, gyarmatiak, többsejtűek. Ez a csoport a test morfológiai differenciálódásának teljes változatát képviseli, amely az algákról ismert - monádos, coccoid, palmelloid, fonalas, lamellás, nem sejtes (szifonális). Méretük tartománya nagy - a mikroszkopikus egysejtektől a nagy, több tíz centiméter hosszú, többsejtű formákig. A szaporodás vegetatív, ivartalan és ivaros. A fejlődési formák változásának minden fő típusával találkozunk.

A zöldalgák gyakrabban élnek édesvízi testekben, de sok a sós és tengeri forma, valamint a vízen kívüli szárazföldi és talajfaj.

A Volvox osztályba tartoznak a zöld algák legprimitívebb képviselői. Általában ezek egysejtű, flagellákkal rendelkező organizmusok, amelyek néha kolóniákba egyesülnek. Egész életükben mozgékonyak. Sekély édesvízi testekben, mocsarakban, talajban elterjedt. A Chlamydomonas nemzetség egysejtű fajai közül széles körben képviseltetik magukat. A chlamydomonas gömb alakú vagy ellipszoid sejtjeit hemicellulózból és pektinből álló membrán borítja. A sejt elülső végén két flagella található. Összes belső rész A sejtet egy csésze alakú kloroplaszt foglalja el. A csésze alakú kloroplasztot kitöltő citoplazmában található a sejtmag. A flagella tövében két pulzáló vakuólum található.

Az ivartalan szaporodás a biflagellate zoospórák segítségével történik. A chlamydomonas sejtjeiben az ivaros szaporodás során biflagellált ivarsejtek képződnek (meiózis után).

A Chlamydomonas fajokra jellemző az izo-, hetero- és oogámia. Kezdetben kedvezőtlen körülmények(a tartály kiszáradása), a chlamydomonas sejtek elvesztik flagellájukat, nyálkahártyával borítják be és osztódással szaporodnak. Kedvező körülmények esetén flagellákat képeznek, és mozgékony életmódra költöznek.

Az autotróf táplálkozási módszer (fotoszintézis) mellett a chlamydomonas sejtek képesek felszívni a vízben oldott szerves anyagokat a membránon keresztül, ami hozzájárul a szennyezett vizek öntisztulási folyamataihoz.

A koloniális formák (pandorina, volvox) sejtjei a chlamydomonas típusának megfelelően épülnek fel.

A Protococcus osztályban a vegetatív test fő formája az immobil sejtek sűrű membránnal és ilyen sejtek kolóniái. A Chlorococcus és a chlorella az egysejtű protococcusok példái. A Chlorococcus ivartalan szaporodása biflagellált mozgékony zoospórák segítségével történik, az ivaros folyamat pedig a mozgékony biflagellated izogaméták fúziója (izogámia). A Chlorellának nincsenek mozgékony szakaszai az ivartalan szaporodás során, nincs ivaros folyamat.

Az Ulotrix osztály az édes- és tengervizekben élő fonalas és lamellás formákat egyesíti. Az Ulothrix egy legfeljebb 10 cm hosszú szál, amely víz alatti tárgyakhoz kapcsolódik. A filamentumsejtek azonosak, rövid hengeresek a lamellás parietális kloroplasztiszokkal (kromatoforokkal). Az ivartalan szaporodást zoospórák (négy flagellával rendelkező mobil sejtek) végzik.

A szexuális folyamat izogám. Az ivarsejtek mozgékonyak, mivel mindegyik ivarsejtben két flagella található.

A konjugátumok (kapcsolódások) osztály az egysejtű és fonalas formákat egyesíti a nemi folyamat egy sajátos típusával - a konjugációval. A kloroplasztok (kromatoforok) ezen algák sejtjeiben lamellásak és nagyon változatos alakúak. A tavakban és a lassú folyású víztestekben a zöldiszap fő tömegét fonalas formák (spirogyra, zignema stb.) alkotják.

Ha két szomszédos szál ellentétes sejtjeiből konjugálnak, olyan folyamatok nőnek ki, amelyek egy csatornát alkotnak. A két sejt tartalma egyesül, zigóta képződik, amelyet vastag membrán borít. A nyugalmi időszak után a zigóta kicsírázik, új fonalas szervezeteket hozva létre.

A szifon osztályba a tallus (thallus) nem sejtes szerkezetű algák tartoznak, amelyek inkább nagy méretekés összetett felosztás. A szifon hínár caulerpa külsőre leveles növényre hasonlít: mérete körülbelül 0,5 m, rizoidok kötik a talajhoz, tallája a talajon kúszik, a levelekre emlékeztető függőleges képződmények pedig kloroplasztokat tartalmaznak. Könnyen szaporodik vegetatívan a thallus egyes részeivel. Az alga testében nincsenek sejtfalak, folyamatos protoplazmája van, számos maggal, a falak közelében kloroplasztiszok találhatók.

Department Charovye alga (Charophyta)

Ezek a legösszetettebb algák: testük csomópontokra és internódiumokra differenciálódik, a csomópontokban levelekre emlékeztető, rövid ágak örvényei vannak. A növények mérete 20-30 cm-től 1-2 m-ig terjed, édes vagy enyhén szikes víztestekben összefüggő bozótosokat alkotnak, amelyek rizoidokkal tapadnak a talajhoz. Külsőleg magasabb növényekre hasonlítanak. Ezeknek az algáknak azonban nincs valódi felosztása gyökérre, szárra és levelekre. Körülbelül 300 charofitafaj tartozik 7 nemzetségbe. Pigmentösszetételük, sejtszerkezetük és szaporodási jellemzőik tekintetében hasonlóak a zöldalgákkal. Hasonlóság mutatkozik a magasabb rendű növényekkel a szaporodási (oogámia) stb. jellemzőiben is. A megfigyelt hasonlóság a lile és a magasabb rendű növények közös őse jelenlétére utal.

A lilefélék vegetatív szaporodását speciális struktúrák, úgynevezett csomók végzik, amelyek a rhizoidokon és a szár alsó részein képződnek. A csomók mindegyike könnyen kicsírázik, protonémát, majd egy egész növényt képezve.

Az egész algaosztályt az első megismerkedés után nagyon nehéz mentálisan megragadni, és minden osztálynak megadni a megfelelő helyét a rendszerben. Az algák rendszere nem egyhamar és csak sok sikertelen próbálkozás után alakult ki a tudományban. Jelenleg minden rendszerrel szemben azt az alapvető követelményt támasztjuk, hogy filogenetikai legyen. Eleinte úgy gondolták, hogy egy ilyen rendszer nagyon egyszerű is lehet; egyetlen genealógiai faként képzelte el, bár sok oldalággal. Most nem másképpen építjük, mint sok párhuzamosan kialakult genealógiai sor formájában. A dolgot tovább bonyolítja, hogy a progresszív változások mellett regresszívek is megfigyelhetők, nehéz feladat elé állítva a megoldást - egyik-másik jel, szerv hiányában eldönteni, hogy még nem jelent meg, vagy már megjelent. eltűnt?

Sokáig azt a rendszert tartották a legtökéletesebbnek, amelyet az A. Engler szerkesztésében megjelent, a növények leíró rendszertanáról szóló főmű 236. számában adott Ville. Itt a zászlós vagy a flagellata a fő csoport.

Ez a rendszer csak a zöld algák fő csoportjára vonatkozik. A többire Rosen sémáját vesszük, csak a csoportok nevét változtatjuk meg, a leírásukkor fent elfogadottaknak megfelelően.

1

Efimova M.V., Efimov A.A.

A cikk bemutatja és elemzi néhány szerző adatait a kék-zöld algák (cianobaktériumok) szisztematikájáról. Bemutatják a kamcsatkai melegforrások cianobaktérium-fajainak meghatározásának eredményeit.

A kék-zöld algák száma eléri az 1500 fajt. A különböző irodalmi forrásokban különböző szerzők más-más néven hivatkoznak rájuk: cianidok, cianobiontok, cianofiták, cianobaktériumok, cianella, kék-zöld alga, kék-zöld alga, cyanophycea. A kutatás fejlődése arra készteti a szerzőket, hogy megváltoztassák véleményüket ezen organizmusok természetéről, és ennek megfelelően megváltoztassák a nevet. Így például még 2001-ben V.N. Nikitina algák közé sorolta és cianofitáknak nevezte őket, majd 2003-ban már cianoprokariótákként azonosította őket. Alapvetően a név kiválasztása az adott szerző által preferált besorolás szerint történik.

Mi az oka annak, hogy egy csoportba tartozó organizmusokban annyi név van jelen, és az olyan nevek, mint a cianobaktériumok és a kékalgák, ellentmondanak egymásnak? A sejtmag hiánya miatt közel állnak a baktériumokhoz, és a klorofill jelenléte miatt a valamint a molekuláris oxigén szintetizálásának képessége – növényekkel. E.G. szerint Kukka, "sejtek, telepek és filamentumok rendkívül sajátos szerkezete, érdekes biológia, nagy filogenetikai kor - mindezek a tulajdonságok... alapot adnak e szervezetcsoport taxonómiájának számos értelmezéséhez." Kukk olyan neveket ad, mint kék-zöld alga ( Cyanophyta), fikokróm pellet ( Schizophyceae), nyálka alga ( Myxophyceae) .

A szisztematika a világ tanulmányozásának egyik fő megközelítése. Célja az egység keresése a természeti jelenségek látható sokféleségében. Az osztályozás problémája a biológiában mindig is különleges helyet foglalt el és foglal el, amely az élő szervezetek biológiai formáinak gigantikus sokféleségéhez, összetettségéhez és állandó változékonyságához kapcsolódik. A cianobaktériumok a poliszisztéma legtisztább példái.

Az első kísérletek a kék-zöld rendszer kiépítésére a 19. századból származnak. (Agard - 1824, Kützing - 1843, 1849, Thure - 1875). A rendszer továbbfejlesztését Kirchner (1900) folytatta. 1914 óta a rendszer jelentős átdolgozása kezdődött, és számos új rendszer jelent meg. Cyanophyta(Elenkin - 1916, 1923, 1936; Borzi - 1914, 1916, 1917; Geytler - 1925, 1932). Az A.A. rendszerét a legsikeresebbnek ismerték el. Elenkin, 1936-ban jelent meg. Ez a besorolás a mai napig fennmaradt, mivel kényelmesnek bizonyult a hidrobiológusok és mikropaleontológusok számára.

A Szovjetunió édesvízi algák kulcsának sémája az Elenkin rendszeren alapult, amelyen kisebb változtatásokat hajtottak végre. A Determináns sémájának megfelelően kék-zöldeket rendeltünk a típushoz Cyanophyta, három osztályra osztva ( Chroococceae, Chamaesiphoneae, Hormogoneae). Az osztályokat rendelésekre osztják, a rendeket - családokra. Ez a séma meghatározta a kék-zöldek helyzetét a növényrendszerben.

Parker (1982) algák osztályozása szerint a kék-zöldek a királysághoz tartoznak Procaryota, osztály Cyanophycota, osztály Cyanophyceae .

A Nemzetközi Botanikai Nómenklatúra Kódexét egykor a prokarióták számára elfogadhatatlannak ismerték el, és ennek alapján dolgozták ki a jelenlegi Nemzetközi Baktériumnómenklatúra Kódexet (International Code of Nomenclature of Bacteria). A cianobaktériumokat azonban „kettős tagsággal rendelkező” organizmusoknak tekintik, és mind az ICNS, mind a Botanikai Kódex szabályai szerint leírhatók. 1978-ban a Nemzetközi Szisztematikus Bakteriológiai Bizottság Fototróf Baktériumokkal Foglalkozó Albizottsága javasolta a nómenklatúra alárendelését. Cyanophyta a „Baktériumnómenklatúra Nemzetközi Kódexének” szabályait, és 1985-ig közzé kell tenni ezen organizmusok újonnan jóváhagyott neveinek listáját. N.V. Kondratieva a cikkben kritikai elemzést végzett a javaslatról. A szerző úgy véli, hogy a bakteriológusok javaslata "téves, és káros következményekkel járhat a tudomány fejlődésére nézve". A cikk bemutatja a prokarióták szerző által elfogadott osztályozását. E besorolás szerint a kék-zöldek a szuperkirálysághoz tartoznak Procaryota, királyság Photoprocaryota, Alkirályság Procaryophycobionta, osztály Cyanophyta.

S.A. Balandin és társszerzői a növényvilágot jellemezve a Baktériumok ( Bacteriophyta) alacsonyabb növényekre, valamint a kék-zöld algák osztályára ( Cyanophyta- és nem másként) - algákra. Ugyanakkor továbbra sem világos, hogy milyen taxonómiai csoport az algák, talán egy alkirályság. A szerzők ugyanakkor a Baktériumok osztályát ismertetve rámutatnak: "A baktériumok osztályozása során több osztályt is megkülönböztetnek: valódi baktériumok (eubaktériumok), myxobaktériumok, ... cianobaktériumok (kék-zöld algák)". Valószínűleg a cianobaktériumok taxonómiai hovatartozása nyitott kérdés a szerzők számára.

A szakirodalomban számos osztályozás található, amelyek a szerinti csoportosításon alapulnak fenotípusos jelek. Különböző taxonómusok különböző módon becsülik meg a cianobaktériumok (vagy kékeszöld?) rangját - az osztálytól a független élőlénybirodalomig. Tehát Heckel (1894) három királyság rendszere szerint minden baktérium a királysághoz tartozik Egysejtű. Whittaker (1969) öt királyságból álló rendszere cianobaktériumokat rendel a királysághoz Monera. Takhtadzhyan (1973) organizmusrendszere szerint a szuperbirodalomhoz tartoznak. Procaryota, királyság Bakteriobióta. 1977-ben azonban A.L. Takhtajyan Drobyanka királyságára utalja őket ( Mychota), a Cyanea vagy a kék-zöld algák alkirálysága ( Cyanobionta), osztály Cyanophyta. Ugyanakkor a szerző rámutat, hogy sokan helyett a királyságot jelöljék ki Mychota"Használj egy szerencsétlen nevet Monera, amelyet E. Haeckel javasolt egy állítólagos nukleáris mentes "nemzetséghez" Protamoeba, amelyről kiderült, hogy csak egy közönséges amőba atommagmentes töredéke. Az ICNB szabályai szerint a kék-zöld algák a szuperkirályság részét képezik Prokariota, királyság Mychota, Alkirályság Oxiphotobacteriobionta osztályként cianobaktériumok. Az öt királyság osztályozási rendszere Margelis és Schwartz szerint a cianobaktériumokat rendeli a királysághoz Prokariotae. Cavalier-Smith hat királyi taxonómiája a törzsre utal cianobaktériumok a birodalomnak Procaryota, királyság baktériumok, Alkirályság Negibaktériumok .

A mikroorganizmusok modern osztályozásában a taxonok következő hierarchiáját alkalmazzák: tartomány, törzs, osztály, rend, család, nemzetség, faj. A tartomány taxonját a királysághoz képest magasabbnak javasolták, hogy hangsúlyozzák az élővilág három részre osztásának fontosságát - Archaea, baktériumokés Eukarya. Ennek a hierarchiának megfelelően a cianobaktériumokat a tartományhoz rendelik baktériumok, törzs B10 cianobaktériumok, amely viszont öt alszakaszra oszlik.

Az Országos Biotechnológiai Információs Központ (NCBI) taxonómiai böngésző séma (2004) törzshelyként határozza meg őket, és egy királysághoz rendeli őket. Monera.

A 70-es években. a múlt század K. Woese-t fejlesztették ki filogenetikai osztályozás, amely az összes organizmus egy kis rRNS gén szerinti összehasonlításán alapul. E besorolás szerint a cianobaktériumok a 16S-rRNS-fa külön ágát alkotják, és a királysághoz tartoznak. Eubacteria. Később (1990) Woese ezt a birodalmat így határozta meg baktériumok minden élőlényt három birodalomra osztva - baktériumok, Archaeaés Eukarya.

A cikkben tárgyalt cianobaktériumok taxonómiai sémáit az 1. táblázat foglalja össze az érthetőség kedvéért.

Asztal 1. A cianobaktériumok taxonómiai sémái

			Albirodalom
Haeckel, 1894		Egysejtű
Hollerbach	Procaryota		növények	Cyano-
Whittaker,					Cyano- baktériumok
Takhtajyan, 1974	Procaryota		Cyanobionta		Cyanophyta
Kondratieva, 1975	Procaryota	Fotó-prokarióta	Procaryo-phycobionta		Cyanophyta
		Eubacteria		Cyano- baktériumok
A baktériumok nemzetközi nómenklatúrájának kódexe, 1978	Procaryota		Oxyphoto- baktériumok- bionta		Cyano- baktériumok
Parker, 1982		Procaryota			Cyanophycota	Cyano- phyceae
Margelis és Schwartz, 1982		Prokariotae	Prokarióták		cianobaktériumok
Döntő baktérium Burgi, 1984-1989		Procaryotae			Gracilicutes	Oxyphoto- baktériumok
		baktériumok		Cyano- baktériumok
Döntő baktériumok Burgi, 1997		Procaryotae			Gracilicutes	Oxyphoto- baktériumok
Cavalier-Smith,	Prról rőlcaryota	baktériumok	Negibaktériumok		cianobaktériumok
NCBI taxonómiai böngésző, 2004				Cyano- baktériumok
Balandin		Növények	Hínár?		Cyanophyta
		Növények	növények?		Bacteriophyta	Cyano- baktériumok

A cianobaktériumok osztályozása fejlesztés alatt áll, és valójában minden jelenleg megadott nemzetség és faj átmenetinek tekintendő, és jelentős módosításnak vethető alá.

Az osztályozás alapelve még mindig fenotípusos. Ez a besorolás azonban kényelmes, mivel lehetővé teszi a minták meglehetősen egyszerű meghatározását.

A legnépszerűbb taxonómiai séma a Bergey's Key to Bacteria, amely a baktériumokat fenotípusos karakterek szerint is csoportokra osztja.

A Burgey's Guide to the Systematics of Baktérium című kiadvány szerint az összes prenukleáris szervezet egyesült a királyságban. Procaryotae amelyet négy részre osztottak. A cianobaktériumok az 1. osztályba tartoznak - Gracilicutes, amely magában foglalja az összes olyan baktériumot, amelyek Gram-negatív típusú sejtfallal rendelkeznek, 3. osztály - Oxifotobaktériumok, rendelés Cianobaktériumok .

A Burgey's Key to Bacteria kilencedik kiadása a felosztásokat kategóriákként határozza meg, amelyek mindegyike olyan csoportokra van felosztva, amelyeknek nincs taxonómiai státusza. Érdekes, hogy egyes szerzők eltérően értelmezik a Burgey's Bacteria Key azonos kiadásának osztályozását. Például G.A. Zavarzin - egyértelműen a kiadványban megadott csoportokra való felosztásnak megfelelően: a cianobaktériumok a 11. csoportba tartoznak - oxigéntartalmú fototróf baktériumok. M.V. Gusev és L.A. Mineev szerint a kilencedikig minden baktériumcsoportot a Kulcsnak megfelelően jellemeznek, majd radikális eltérések következnek. Tehát a 11. csoportban a szerzők protozoonok, gombák és gerinctelenek endoszimbiontáit tartalmazzák, az oxifotobaktériumok pedig a 19. csoportba tartoznak.

Burgey kézikönyvének legújabb kiadása szerint a cianobaktériumok is beletartoznak a tartományba baktériumok .

A Burgey's Key to Bacteria taxonómiai séma több osztályozáson alapul: Rippka, Drouet, Heitler, a Heitler-rendszer kritikai újraértékelése eredményeként létrejött osztályozás, az Anagnostidis és a Komarek osztályozása.

A Drouet-rendszer főként a herbáriumi példányokból származó organizmusok morfológiáján alapul, ami a gyakorlatban elfogadhatatlanná teszi. A komplex Heitler-rendszer szinte kizárólag a természetes példányokból származó organizmusok morfológiai sajátosságain alapul. A Heitler nemzetségek kritikai újraértékelésével egy másik, morfológiai karaktereken és szaporodási módokon alapuló rendszer jött létre. A Heitler nemzetségek kritikai újraértékelése eredményeként egy elsősorban a cianobaktériumok morfológiai jellemzőire és szaporodási módjára épülő rendszer jött létre. A Heitler-rendszer komplex módosításával, figyelembe véve a morfológiai, ultraszerkezeti, szaporodási módszereket és változékonyságot, az Anagnostidis és a Komarek modern kiterjesztett rendszere jött létre. A Burgey's Bacteria Key-ben megadott legegyszerűbb Rippk-rendszer szinte kizárólag csak azon cianobaktériumok vizsgálatán alapul, amelyek jelen vannak a tenyészetekben. Ez a rendszer morfológiai karaktereket, szaporodási módot, sejt ultrastruktúrát, fiziológiai jellemzőket, kémiai összetételt és néha genetikai adatokat használ. Ez a rendszer az Anagnostidis és Komarek rendszeréhez hasonlóan átmeneti jellegű, mivel részben megközelíti a genotípusos osztályozást, i.e. filogenetikai és genetikai rokonságot tükröz.

A Burgey's Guide to Bacteria taxonómiai séma szerint a cianobaktériumokat öt alcsoportra osztják. Az I. és II. alcsoportba tartoznak az egysejtű formák vagy a nem fonalas sejtkolóniák, amelyeket a sejtfal külső rétegei vagy egy gélszerű mátrix egyesít. Az egyes alcsoportok baktériumai szaporodási módjukban különböznek. A III., IV. és V. alcsoportba tartoznak a fonalas szervezetek. Az egyes alcsoportok baktériumai a sejtosztódás módjában és ennek eredményeként trichomák (elágazó vagy el nem ágazó, egysoros vagy többsoros) formájában különböznek egymástól. Mindegyik alcsoport több cianobaktérium nemzetséget foglal magában, és a nemzetségekkel együtt az úgynevezett "tenyészetcsoportok" vagy "szupernemzetségek" is, amelyek a jövőben a várakozásoknak megfelelően számos további nemzetségre oszthatók.

Tehát például "kultúracsoport" Cyanothece(I. alcsoport) hét különböző élőhelyről izolált vizsgált törzset foglal magában. Általában az első alcsoport kilenc nemzetséget foglal magában ( Chamaesiphon, Cyanothece, Gloeobacter, Microcystis, Gloeocapsa, Gloeothece, Myxobaktron, Synechococcus, Synechocystis). A II. alcsoport hat nemzetséget foglal magában ( Chroococcidiopsis, Dermocarpa, Dermocarpella, Myxosarcina, Pleurocapsa, Xenococcus). A III. alcsoport kilenc nemzetséget foglal magában ( Arthrospira, Crinalium, Lyngbya, Microcoleus, Oszcillátor, Pseudanabaena, Spirulina, Starria, Trichodesmium). A IV. alcsoport hét nemzetséget tartalmaz ( Anabaena, Aphanizomenon, Cylindrospermum, Nodularia, Nostoc, Scytonema, Calothrix). Az V. alcsoportba a potenciálisan fonalas cianobaktériumok tizenegy nemzetsége tartozik, amelyek megkülönböztetik magas fok morfológiai összetettség és differenciálódás (többsoros szálak). Ez kedves Chlorogloeopsis, Fisherella, Geitleria, Stigonema, Cyanobotrys, Loriella, Nostochopsis, Mastigocladopsis, Mastigocoleus, Westiella, Hapalosiphon.

Egyes szerzők a 16S pRNS gén elemzése alapján cianobaktériumokra és proklorofitákra hivatkoznak (rend Prochlorales), egy viszonylag nemrégiben felfedezett prokarióta csoport, amely a cianobaktériumokhoz hasonlóan oxigénes fotoszintézist hajt végre. A proklorofiták sok tekintetben hasonlóak a cianobaktériumokhoz, azonban tőlük eltérően a klorofillal együtt a klorofillt tartalmaznak b nem tartalmaznak phycobilin pigmenteket.

Még mindig sok a bizonytalanság a cianobaktériumok taxonómiájában, és nagy nézeteltérések merülnek fel a vizsgálatuk minden szintjén. De Kukk szerint maguk a kék-zöld algák „bűnösek” egy ilyen sorsban.

A munkát pályázati támogatással támogatták alapkutatás FEB RAS 2006-2008 "Az orosz távol-keleti mikroorganizmusok: szisztematika, ökológia, biotechnológiai potenciál".

BIBLIOGRÁFIA:

1. Balandin S.A., Abramova L.I., Berezina N.A. Általános botanika a geobotanika alapjaival. M.: ICC "Akademkniga", 2006. S. 68.
2. Biológiai enciklopédikus szótár / Szerk. Gilyarov M.S. M.: Szovjet Enciklopédia, 1986. S. 63, 578.
3. Gerasimenko L.M., Ushatinskaya G.T. // Bakteriális paleontológia. M.: PIN RAN, 2002. S. 36.
4. Gollerbakh M.M., Kosinskaya E.K., Polyansky V.I. // Kulcs a Szovjetunió édesvízi algáihoz. M.: Szov. tudomány, 1953. szám. 2. 665 p.
5. Gusev M.V., Mineeva L.A. Mikrobiológia. M.: Akadémia, 2003. 464 p.
6. Elenkin A.A. A Szovjetunió kék-zöld algái. M.; L.: AN SSSR, 1936. 679 p.
7. Emtsev V.T., Mishustin E.N. Mikrobiológia. M.: Drofa, 2005. 446 p.
8. Zavarzin G.A., Kolotilova N.N. Bevezetés a természetrajzi mikrobiológiába. M.: "Universitet" könyvesház, 2001. 256 p.
9. Zavarzin G.A. // Bakteriális paleontológia. M.: PIN RAN, 2002. 6. o.
10. Zakharov B.P. Transzformációs tipológiai szisztematika. M.: A KMK T-vo tudományos kiadásai, 2005. 164 p.
11. Kondratieva N.V. // Bot. zhurn., 1981. T.66. 2. sz. S. 215.
12. Kukk E.G. // Növényi élet. M.: Felvilágosodás, 1977. V.3. S. 78.
13. Lupikina E.G. // Az egyetemközi anyagok. tudományos konf. "Kamcsatka növényvilága" (2004. február 6.). Petropavlovszk-Kamcsatszkij: KSPU, 2004, 122. o.
14. Netrusov A.I., Kotova I.B. Mikrobiológia. M.: Akadémia, 2006. 352 p.
15. Nikitina V.N. // Mat. II tudományos. konf. "Kamcsatka és a szomszédos tengerek biológiai sokféleségének megőrzése". Petropavlovszk-Kamcsatszkij, 2001, 73. o.
16. Nikitina V.N. // Mat. XI. Kongresszus Russ. kockafejû. Társaság (2003. augusztus 18-22., Novoszibirszk-Barnaul). Barnaul: AzBuka Kiadó, 2003. Vol. 3. S. 129.
17. Burgey-féle baktériumok meghatározója / Szerk. Holt J., Krieg N., Sneath P., Staley J., Williams S. M.: Mir, 1997. V.1. 431 p.
18. South R., Whittick A. Az algológia alapjai. M.: Mir, 1990. 597 p.
19. Takhtadzhyan A.L. // Növényi élet. M.: Felvilágosodás, 1977. T.1. S. 49.
20. Taylor D., Green N., Stout W. Biology. M.: Mir, 2004. 1. évf. 454 p.
21. Stackebrandt E., Tyndall B., Ludwig W., Goodfellow M. // Modern Mikrobiológia. Prokarióták. M.: Mir, 2005. T. 2. S. 148.
22. Yakovlev G.P., Chelombitko V.A. Növénytan. M.: Felsőiskola, 1990. 338 p.
23. Bergey's Manual of systematic bacteriology: Ed. D. R. Boone, R. W. Costenholz: Springer-Verlag N. Y. Berling, Meidelberg, 1984. V. 1.
24. Bergey's Manual of systematic bacteriology: 2nd edition. Ed. D.R. Boone, R.W. Costenholz: Springer-Verlag N.Y. Berling, Meidelberg, 2001. V. 1.
25. Cavalier-Smith, T. Protista filogenetika és a protozoa magas szintű osztályozása. Eur. J. Protistol, 2003. V. 39. 338. o.
26. Whittaker, R.H. // Tudomány, 1969. V. 163. 150. o.

Bibliográfiai link

Efimova M.V., Efimov A.A. KÉK-ZÖLD ALGA VAGY CIANOBAKTÉRIUM? RENDSZERKÉRDÉSEK // Kortárs kérdések tudomány és oktatás. - 2007. - 6-1. sz.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=710 (hozzáférés dátuma: 2020.02.01.). Felhívjuk figyelmüket a Természettudományi Akadémia kiadója által kiadott folyóiratokra.

Cianobaktériumok (kék-zöld) - a prokarióták (sörétes puskák) birodalmának osztálya. Autotróf fototrófok képviselik. Életformák - egysejtű, gyarmati, többsejtű szervezetek. Sejtjüket a sejtmembrán tetején található pektinréteg borítja. A sejtmag nem expresszálódik, a kromoszómák a citoplazma központi részében helyezkednek el, és a centroplazmát alkotják. Az organellumok közül riboszómák és parakromatoforok (fotoszintetikus membránok) találhatók, amelyek klorofillt, karotinoidokat, fikociánt és fikoeritrint tartalmaznak. A vakuolák csak gázok, a sejtlé nem halmozódik fel. A tartalék anyagokat glikogénszemcsék képviselik. A cianobaktériumok csak vegetatív módon szaporodnak - a tallus egyes részeivel vagy a fonal speciális szakaszaival - a hormogonia. Képviselői: oscillatoria, lingbia, anabaena, nostoc. Vízben, talajon, hóban, meleg forrásokban, fák kérgén, sziklákon élnek, és egyes zuzmók testének részei.

kék zöld algák, cianid (Cyanophyta), algaosztály; prokariótákhoz tartoznak. A kékalgákban, akárcsak a baktériumokban, a nukleáris anyagot nem határolja el membrán a sejttartalom többi részétől, a sejtmembrán belső rétege mureinból áll, és érzékeny a lizozim enzim működésére. A kék-zöld algákat kékeszöld szín jellemzi, de rózsaszín és majdnem fekete is előfordul, ami a pigmentek jelenlétéhez kapcsolódik: klorofill a, fikobilinek (kék - fikocián és vörös - fikoeritrin) és karotinoidok. A kék-zöldek közöttalgák, vannak egysejtű, gyarmati és többsejtű (fonalas) élőlények, általában mikroszkopikus, ritkábban akár 10 cm nagyságú golyókat, kéregeket, bokrokat képeznek Egyes fonalas kék-zöld algák csúszva képesek mozogni. A kék-zöld algák protoplasztja egy külső színes rétegből - kromatoplazmából - és egy színtelen belső részből - centroplazmából áll. A kromatoplazmában lamellák (lemezek) vannak, amelyek fotoszintézist hajtanak végre; a héj mentén koncentrikus rétegekben helyezkednek el. A centroplazma nukleáris anyagot, riboszómákat, tartalék anyagokat (volutin granulátum, cianoficin szemcséket lipoproteinekkel) és glikoproteinekből álló testeket tartalmaz; útifű fajok gázvakuólumokkal rendelkeznek. A kloroplasztiszok és a mitokondriumok hiányoznak a kék-zöld algákból. A fonalas kék-zöld algák keresztirányú válaszfalai plazmodezmákkal vannak felszerelve. Egyes fonalas kék-zöld algák heterocisztái vannak – színtelen sejtjei, elszigeteltekvegetatív sejtekből a plazmodezmában lévő "dugókkal". A kék-zöld algák osztódással (egysejtűek) és hormogóniával szaporodnak - a filamentumok szakaszai (többsejtűek). Ezenkívül a szaporodáshoz a következőket használják: akinetes - mozdulatlan pihenő spórák, amelyek teljes egészében vegetatív sejtekből képződnek; endospórák, amelyek többször keletkeznek az anyasejtben; a sejtek külső oldaláról leválasztott exospórák és a nanociták - kisméretű sejtek, amelyek az anyasejt tartalmának gyors osztódása során jelennek meg a tömegben. A kék-zöld algákban nincs szexuális folyamat, azonban előfordulnak olyan esetek, amikor az örökletes tulajdonságok átalakuláson keresztül rekombinálódnak. 150 nemzetség, amely körülbelül 2000 fajt egyesít; országokban volt Szovjetunió- 120 nemzetség (több mint 1000 faj). A kék-zöld algák az édesvizek és tengerek planktonjának és bentoszának részei, a talaj felszínén élnek, forró forrásokban, ahol a víz hőmérséklete legfeljebb 80 ° C, havon - a sarki régiókban és a hegyekben; számos faj mésztartalmú szubsztrátumban él („fúró algák”), egyes kék-zöld algák a zuzmók alkotórészei, valamint protozoák és szárazföldi növények (moha és cikádok) szimbiontái. A kék-zöld algák legnagyobb mennyiségben az édesvizekben fejlődnek ki, esetenként vízvirágzást okozva a tározókban, ami a halak pusztulásához vezet. Bizonyos körülmények között a kék-zöld algák tömeges fejlődése hozzájárul a gyógyiszap képződéséhez. Egyes országokban (Kína, Csád Köztársaság) számos kék-zöld algafajt (nostoc, spirulina stb.) használnak élelmiszerként. Kísérletek folynak a kék-zöld algák tömeges termesztésével, hogy takarmányt és élelmiszer-fehérjét (spirulina) nyerjenek. Néhány kék-zöld alga felszívja a molekuláris nitrogént, gazdagítva ezzel a talajt. Fosszilis állapotban a kék-zöld algák a prekambrium óta ismertek.

kék zöld algák(Cyanophyta), vadászpuskák, pontosabban fikokróm pellet(Schizophyceae), nyálka algák (Myxophyceae) - hányféle nevet kapott ez az ősi autotróf növénycsoport a kutatóktól! A szenvedélyek a mai napig nem csillapodtak. Sok olyan tudós van, aki kész kizárni a kék-zöldeket az algák közül, néhányat pedig a növényvilágból. És nem úgy, "könnyed kézzel", hanem teljes bizalommal, hogy ezt komoly alapon teszik. tudományos alapon. A kék-zöld algák maguk is „bűnösek” egy ilyen sorsban. A sejtek, telepek és filamentumok rendkívül sajátos szerkezete, érdekes biológia, nagy filogenetikai kor - mindezek a tulajdonságok külön-külön és együtt is alapot adnak e szervezetcsoport taxonómiájának számos értelmezéséhez.

Kétségtelen, hogy a kék-zöld algák a legrégebbi csoport az autotróf szervezetek és általában az élőlények között. A hozzájuk hasonló élőlények maradványai a mintegy hárommilliárd éves stromatolitok (gümős felületű, koncentrikusan rétegzett belső szerkezetű, prekambriumi lerakódásokból származó meszes képződmények) között találhatók. Az ezekben a maradékokban talált kémiai analízis a klorofill bomlástermékeit mutatja. A kék-zöld algák ősiségének második komoly bizonyítéka sejtjeik szerkezete. A baktériumokkal együtt egy csoportba egyesülnek, az úgynevezett prenukleáris szervezetek(Prokarióta). Különböző taxonómusok eltérően becsülik meg ennek a csoportnak a rangját – egy osztálytól az élőlények független birodalmáig, attól függően, hogy milyen fontosságot tulajdonítanak az egyes karaktereknek vagy a sejtszerkezet szintjének. A kék-zöld algák taxonómiájában még mindig sok a tisztázatlan, tanulmányaik minden szintjén nagy nézeteltérések merülnek fel.

A kék-zöld algák mindenféle és szinte lehetetlen élőhelyen, a Föld minden kontinensén és víztestén megtalálhatók.

Sejtszerkezet. A vegetatív sejtek alakja szerint a kék-zöld algák két fő csoportra oszthatók:

1) többé-kevésbé gömb alakú sejtekkel rendelkező fajok (gömb alakú, szélesen ellipszoid, körte- és tojásdad);

2) egy irányban erősen megnyúlt (vagy összenyomott) sejtekkel rendelkező fajok (hosszú-ellipszoid, fusiform, hengeres - a rövid-hengeres és hordó alakútól a hosszúkás-hengeresig). A sejtek külön-külön élnek, és néha kolóniákká egyesülnek vagy szálakat alkotnak (ez utóbbiak külön is élhetnek, vagy csomókat vagy kocsonyás kolóniákat alkothatnak).

A sejtek fala meglehetősen vastag. A protoplasztot itt lényegében négy héjréteg veszi körül: egy kétrétegű sejtmembránt felülről egy külső hullámos membrán borít, a protoplaszt és a héj között pedig egy belső sejthártya is található. A szálakban lévő sejtek közötti keresztirányú válaszfal kialakításában csak a membrán belső rétege és a belső membrán vesz részt; a külső membrán és a héj külső rétege nem megy oda.

A kékalga sejtek sejtfalának szerkezetét és egyéb mikrostruktúráit elektronmikroszkóppal vizsgáltuk (49. ábra).

Bár a sejtmembrán cellulózt tartalmaz, a fő szerepet a pektin anyagok és a nyálka poliszacharidjai játsszák. Egyes fajoknál a sejthártya jól nyálkás, sőt pigmenteket is tartalmaz; másokban a sejtek körül egy speciális nyálkahártya képződik, amely néha független az egyes sejtek körül, de gyakrabban egyesül egy csoportot vagy a teljes sejtsort körülvevő közös burokká, amelyet fonalas formában speciális kifejezéssel neveznek - trichomes. Sok kék-zöld algában a trichomákat valódi hüvelyek veszik körül - hüvelyek. Mind a sejtes, mind a valódi hüvely vékony, egymásba fonódó rostokból áll. Lehetnek homogének vagy rétegesek: a különálló bázisú és csúcsú szálak rétegződése párhuzamos vagy ferde, esetenként tölcsér alakú is. A valódi hüvelyek úgy nőnek, hogy új nyálkarétegeket raknak egymásra, vagy új rétegeket helyeznek a régiek közé. Néhány nosztalgikus(Nostoc, Anabaena) sejthüvelyek a nyálkahártya pórusain keresztül történő kiválasztásával jönnek létre.

A kék-zöld algák protoplasztja mentes a kialakult magtól, és korábban diffúznak tekintették, csak egy színes perifériás részre - kromatoplazmára - és egy színtelen központi részre - cetroplazmára - osztották. A mikroszkópos és citokémiai módszerek, valamint az ultracentrifugálás azonban azt mutatta, hogy az ilyen elválasztás csak feltételes lehet. A kékalgák sejtjei jól körülhatárolható szerkezeti elemeket tartalmaznak, és eltérő elrendezésük eltéréseket okoz a centroplazma és a kromatoplazma között. Egyes szerzők három komponenst különböztetnek meg a kék-zöld algák protoplasztjában:

1) nukleoplazma;

2) fotoszintetikus lemezek (lamellák);

3) riboszómák és más citoplazmatikus szemcsék.

Ám mivel a nukleoplazma a centroplazma régióját foglalja el, a lamellák és egyéb alkotórészek pedig a pigmenteket tartalmazó kromatoplazma területén helyezkednek el, a régi, klasszikus megkülönböztetés (a protoplaszt mindkét részében riboszómák találhatók) sem tekinthető hibának. .

A protoplaszt perifériás részében koncentrált pigmentek lamellás képződményekben - lamellákban lokalizálódnak, amelyek különböző módon helyezkednek el a kromatoplazmában: véletlenszerűen granulátumokba vannak csomagolva vagy sugárirányban orientálódnak. Az ilyen lamellarendszereket manapság gyakran parakromatoforoknak nevezik.

A kromatoplazmában a lamellákon és riboszómákon kívül ektoplasztok (lipoproteinekből álló cianoficin szemcsék) és különféle kristályok is találhatók. A sejtek élettani állapotától és életkorától függően mindezek a szerkezeti elemek a teljes eltűnésig nagymértékben változhatnak.

A kék-zöld algasejtek centroplazmája hialoplazmából és különféle rudakból, rostokból és szemcsékből áll. Ez utóbbiak kromatin elemek, amelyeket nukleáris festékekkel festenek meg. A hialoplazma és a kromatin elemek általában a sejtmag analógjának tekinthetők, mivel ezek az elemek tartalmaznak DNS-t; sejtosztódás során hosszirányban osztódnak, és a felek egyenlően oszlanak el a leánysejtek között. A tipikus sejtmagtól eltérően azonban a kromatin elemek körüli kék-zöld algák sejtjeiben soha nem lehet kimutatni a magburkot és a sejtmagokat. Ez egy sejtmagszerű képződmény a sejtben, és nukleoidnak nevezik. RNS-t tartalmazó riboszómákat, vakuolákat és polifoszfát szemcséket is tartalmaz.

Megállapítást nyert, hogy a fonalas formák között plazmodezma van a sejtek között. Néha a szomszédos sejtek lamellák rendszerei is összekapcsolódnak. A trichomában lévő keresztirányú válaszfalak semmiképpen sem tekinthetők holt anyagnak. Életben van összetevő olyan sejt, amely folyamatosan részt vesz életfolyamataiban, mint a lobogó élőlények periplasztja.

A kék-zöld algák protoplazmája sűrűbb, mint a többi növénycsoporté; mozdulatlan és nagyon ritkán tartalmaz sejtnedvvel töltött vakuolákat. A vakuolák csak a régi sejtekben jelennek meg, és előfordulásuk mindig sejthalálhoz vezet. De a kék-zöld algák sejtjeiben gyakran találhatók gázvakuolák (pszeudovakuolák). Ezek olyan üregek a protoplazmában, amelyek nitrogénnel vannak feltöltve, és a mikroszkóp áteresztett fényében fekete-barna vagy majdnem fekete színt adnak a sejtnek. Egyes fajokban szinte folyamatosan megtalálhatók, de vannak olyan fajok is, amelyekben nem találhatók meg. Meglétüket vagy hiányukat gyakran taxonómiailag fontos jellemzőnek tekintik, de természetesen még mindig nem tudunk mindent a gázvakuolákról. Leggyakrabban plankton életmódot folytató fajok sejtjeiben találhatók meg (az Anabaena, Aphanizomenon, Rivularia, Microcystis stb. nemzetségek képviselői, 50., 58.1. ábra).

,

Kétségtelen, hogy ezekben az algákban a gázvakuolák egyfajta alkalmazkodást szolgálnak a fajsúly ​​csökkenéséhez, vagyis a vízoszlopban való „lebegés” javulásához. Márpedig jelenlétük egyáltalán nem szükséges, és még az olyan tipikus plankterekben is, mint a Microcystis aeruginosa és a M. flosaquae, megfigyelhető (főleg ősszel) a gázvakuolák szinte teljes eltűnése. Egyes fajoknál hirtelen megjelennek és eltűnnek, gyakran ismeretlen okokból. Nál nél nostoca plumiformis(Nostoc pruniforme, pl. 3, 9), melynek nagy telepei mindig a víztestek alján élnek, természetes körülmények között tavasszal, röviddel a jégolvadás után jelennek meg. Az általában zöldesbarna telepek ezután néhány napon belül szürkés, néha tejes árnyalatot kapnak, és teljesen elmosódnak. Az algák mikroszkópos vizsgálata ebben a stádiumban azt mutatja, hogy minden nostoc sejt tele van gázvakuolákkal (50. ábra), és feketésbarna színűvé válik, hasonlóan a planktoni anaben sejtekhez. A körülményektől függően a gázüregek akár tíz napig is fennmaradnak, de végül eltűnnek; a sejtek körül nyálkahártya kialakulása és intenzív osztódása kezdődik. Minden szál vagy akár egy cérnadarab új organizmust (telepet) hoz létre. Hasonló kép figyelhető meg a gleotrichia epifita vagy plankton fajainak spóráinak csírázása során is. Néha a gázvakuolák csak a trichoma egyes sejtjeiben jelennek meg, például a merisztéma zónában, ahol intenzív sejtosztódás és hormogóniák léphetnek fel, amelyek felszabadulását a gázvakuolák valahogy segítik.

,

A kromato- és centroplazma határán gázvakuolák képződnek, amelyek körvonala teljesen szabálytalan. Egyes fenékiszap felső rétegeiben élő fajoknál (sapropelben), különösen fajoknál oszcillátor, a keresztirányú válaszfalak oldalain lévő cellákban nagy gázüregek helyezkednek el. Kísérletileg megállapították, hogy az ilyen vakuolák megjelenését a közegben lévő oldott oxigén mennyiségének csökkenése okozza, hidrogén-szulfid fermentációs termékek hozzáadásával. Feltételezhető, hogy az ilyen vakuolák a sejtben végbemenő enzimatikus folyamatok során felszabaduló gázok tárolóiként vagy lerakódási helyeiként keletkeznek.

A kék-zöld algák pigmentapparátusának összetétele igen változatos, mintegy 30 különböző intracelluláris pigmentet találtak bennük. Négy csoportba tartoznak: klorofillok, karotinok, xantofillok és biliproteinek. A klorofillok közül eddig megbízhatóan bizonyított a klorofill a jelenléte; karotinoidokból - α, β és ε-karotinok; xantofillokból - echineone, zeaxanthin, cryptoxaitin, mixoxanthophyll stb., valamint biliproteinekből - c-phycocyanin, c-phycoerythrin és allophycocyanin. A kék-zöld algákra nagyon jellemző a pigmentek utolsó csoportjának jelenléte (még mindig megtalálható a bíborban és néhány kriptomonádban), valamint a klorofill b hiánya. Ez utóbbi ismét arra utal, hogy a kékalgák egy ősi csoport, amely már a klorofill b megjelenése előtt is elvált és önálló fejlődési utat járt be az evolúció során, amelynek részvétele a fotoszintézis fotokémiai reakcióiban a legnagyobb hatékonyságot adja. .

A fotoasszimiláló pigmentrendszerek sokfélesége és sajátos összetétele magyarázza a kék-zöld algák ellenálló képességét a hosszan tartó sötétedés és az anaerobiózis hatásaival szemben. Részben ez magyarázza extrém életkörülmények között való létezésüket - barlangokban, hidrogén-szulfidban gazdag fenékiszaprétegekben, ásványforrásokban.

A keselyű zöldalgák sejtjeiben a fotoszintézis terméke egy glikoprotein, amely a kromatoplazmában fordul elő és ott rakódik le. A glikoprotein hasonló a glikogénhez - a jód kálium-jodidos oldatából barna színűvé válik. A fotoszintetikus lamellák között poliszacharid szemcséket találtak. A kromatoplazma külső rétegében található cianoficin szemcsék lipoproteinekből állnak. A centroplazmában lévő Volutin szemcsék fehérje eredetű tartalék anyagok. A kéntárolók lakóinak plazmájában kénszemcsék jelennek meg.

A pigment összetétel változatossága magyarázhatja a kék-zöld algák sejtjeinek és trichomáinak színének változatosságát is. Színük a tiszta kék-zöldtől a liláig vagy vörösesig, néha a liláig vagy barnásvörösig, a sárgától a halványkékig vagy majdnem feketéig változik. A protoplaszt színe a faj szisztematikus helyzetétől, valamint a sejtek korától és a létezés körülményeitől függ. Nagyon gyakran elfedi a hüvely nyálkahártyájának színe vagy a koloniális nyálka. Pigmentek a nyálkahártyában is megtalálhatók, és sárga, barna, vöröses, lila vagy kék árnyalatot adnak a filamentumoknak vagy telepeknek. A nyálka színe viszont a környezeti feltételektől függ - a fénytől, a környezet kémiájától és pH-értékétől, a levegő nedvességtartalmától (aerofiták esetében).

Szálszerkezet. Néhány kék-zöld alga önálló sejtként nő, a legtöbb hajlamos kolóniák vagy többsejtű filamentumok kialakítására. A filamentumok pedig vagy pszeudo-parenchimális telepeket alkothatnak, amelyekben szorosan záródnak, és a sejtek megőrzik fiziológiai függetlenségüket, vagy hormonális szerkezetűek, amelyekben a sejtek egymás után sorban kapcsolódnak egymáshoz, így az ún. trichomes. A trichomában a szomszédos sejtek protoplasztjait plazmodezma köti össze. A nyálkahártyával körülvett trichomát filamentumnak nevezzük.

A fonalas formák lehetnek egyszerűek és elágazóak. Az elágazás a kék-zöld algákban kettős - valódi és hamis (51. ábra). Valósnak nevezzük az ilyen elágazást, ha az egyik sejtnek a főszálra merőleges osztódása következtében oldalág keletkezik (a Stigonematales rendje). A hamis elágazás egy oldalág kialakítása a trichoma eltörésével és a hüvelyen keresztül az egyik vagy mindkét végével oldalra törve. Az első esetben egyetlen, a második esetben egy kettős (vagy páros) hamis ágról beszélnek. A Scytonemataceae családra jellemző hurokszerű elágazás, valamint a ritka V-alakú elágazás, amely két szomszédos trichoma sejt ismételt osztódásának és növekedésének eredménye, a filamentum hossztengelyéhez képest két egymással ellentétes irányban, hamis elágazásnak is tekinthető.

Nagyon sok fonalas kék-zöld algának vannak sajátos sejtjei, amelyeket heterocisztáknak neveznek. Jól körülhatárolható kétrétegű héjuk van, tartalmuk mindig mentes az asszimilációs pigmentektől (színtelen, kékes vagy sárgás), gázvakuoláktól és tartalékanyag szemcséktől. Vegetatív sejtekből alakulnak ki a trichoma különböző helyein, az alga szisztematikus helyzetétől függően: a trichoma egyik (Rivularia, Calothrix, Gloeotrichia) és mindkét (Anabaenopsis, Cylindrospermum) végén - bazális és terminális; a vegetatív sejtek közötti trichomában, azaz az interkalárisban (Nostoc, Anabaena, Nodularia) vagy a trichoma oldalán - oldalirányban (egyes Stigonematalesben). A heterociszták egyenként vagy többen (2-10) fordulnak elő egymás után. Minden heterocisztában helytől függően egy (terminális és laterális heterocisztákban) vagy két, esetenként három (interkalárisban) dugó jelenik meg, amelyek belülről eltömítik a heterociszta és a szomszédos vegetatív sejtek közötti pórusokat (5., 2. ábra). .

A heterocisztákat botanikai rejtélynek nevezik. Fénymikroszkópban úgy néznek ki, mintha üresek lennének, de néha – a kutatók legnagyobb meglepetésére – hirtelen kicsíráztak, és új trichomákat eredményeztek. Hamis elágazáskor és a filamentum szétválása során a trichomák leggyakrabban a heterociszták közelében szakadnak meg, mintha korlátoznák a trichomák növekedését. Emiatt korábban határcelláknak hívták őket. A bazális és terminális heterocisztákat tartalmazó szálakat heterociszták segítségével rögzítik a szubsztrátumhoz. Egyes fajoknál a nyugvó sejtek - spórák - képződése heterocisztákhoz kötődik: egyenként (Sulindrospermum, Gloeotrichia, Anabaenopsis raciborskii) vagy mindkét oldalon (egyes Anabaenáknál) helyezkednek el a heterociszta mellett. Lehetséges, hogy a heterociszták bizonyos tartalék anyagok vagy enzimek tárházai. Érdekes megjegyezni, hogy a légköri nitrogén megkötésére képes kék-zöld algák minden típusában heterociszták vannak.

Reprodukció. A kék-zöld algák leggyakoribb szaporodási módja a sejtosztódás két részre. Az egysejtűek esetében ez a módszer az egyetlen; telepekben és filamentumokban egy filamentum vagy telep növekedéséhez vezet.

Trichoma akkor jön létre, ha az azonos irányban osztódó sejtek nem távolodnak el egymástól. Ha a lineáris elrendezés megsérül, egy kolónia véletlenszerűen elrendezett sejtekkel jelenik meg. Egy síkban két merőleges irányban történő osztódáskor lamellás kolónia jön létre a sejtek helyes elrendezésével tetradok formájában (Merismopedia). Térfogatfelhalmozódás csomagok formájában történik, amikor a sejtek három síkban osztódnak (Eucapsis).

Egyes nemzetségek (Gloeocapsa, Microcystis) képviselőit is gyors osztódás jellemzi, sok kis sejt - nanocita - képződésével az anyasejtben.

A kék-zöld algák más módon is szaporodnak - spórák (nyugvó sejtek), exo- és endospórák, hormogóniumok, hormospórák, gonidiumok, coccusok és planococcusok képződésével. A fonalas formák szaporodásának egyik leggyakoribb módja a hormogónia képződése. Ez a szaporodási mód annyira jellemző a kék-zöld algák egy részére, hogy egy egész osztály elnevezéseként szolgált. hormogon(Hormogoniophyceae). A hormogóniákat a trichoma töredékeinek nevezik, amelyekbe az utóbbi felbomlik. A hormogónia kialakulása nem egyszerűen egy két, három vagy több sejtből álló csoport mechanikus szétválása. A hormogóniák egyes necroidális sejtek elpusztulása miatt izolálódnak, majd a nyálkakiválasztás segítségével kicsúsznak a hüvelyből (ha van), és lengő mozdulatokat végezve vízben vagy a szubsztrát mentén mozognak. Minden hormogónia új egyedet szülhet. Ha a hormogóniához hasonló sejtcsoportot vastag héjba öltöztetjük, azt hormospórának (hormocisztának) nevezik, amely egyszerre látja el a szaporodás és a kedvezőtlen körülmények átadása funkcióit.

Egyes fajoknál az egysejtű töredékek elkülönülnek a tallustól, amelyeket gonidiáknak, coccusoknak vagy planococcusoknak neveznek. A gonidiumok nyálkahártyát tartanak fenn; a coccusoknak nincsenek egyértelműen meghatározott membránjai; A planococcusok szintén meztelenek, de a hormogoniához hasonlóan képesek aktívan mozogni.

A hormogónia, a planococcusok és az egész trichomák (Oscillatoriaceae) mozgásának okai még korántsem tisztázottak. A hosszanti tengely mentén csúsznak, egyik oldalról a másikra oszcillálnak, vagy forognak körülötte. hajtóerő vegyük figyelembe a nyálkakiválasztást, a trichomák összehúzódását a hosszanti tengely irányában, a külső hullámos membrán összehúzódását, valamint az elektrokinetikai jelenségeket.

Meglehetősen gyakori szaporítószervek a spórák, különösen a Nostocales rendbe tartozó algákban. Egysejtűek, általában nagyobbak a vegetatív sejteknél, és belőlük származnak, gyakrabban egyből. Egyes nemzetségek (Gloeotrichia, Anabaena) képviselőiben azonban több vegetatív sejt fúziója eredményeként jönnek létre, és az ilyen spórák hossza elérheti a 0,5 mm-t. Elképzelhető, hogy egy ilyen összevonás során rekombináció is előfordul, de erről egyelőre nincsenek pontos adatok.

A spórákat vastag, kétrétegű membrán borítja, melynek belső rétegét endospóriumnak, a külső réteget exospóriumnak nevezzük. A héj sima vagy pöttyös papillákkal, színtelen, sárgás vagy barnás. A vastag héjak és a protoplaszt élettani változásai (tartalékanyagok felhalmozódása, az asszimilációs pigmentek eltűnése, esetenként a cianoficin szemcsék számának növekedése) miatt a spórák hosszú ideig életképesek maradhatnak kedvezőtlen körülmények között és különböző erős behatások mellett (pl. alacsony és magas hőmérsékleten, szárítás és erős besugárzás során). Kedvező körülmények között a spóra kicsírázik, tartalma sejtekre oszlik - sporohormogóniák képződnek, a héj nyálkás lesz, beszakad vagy fedővel kinyílik és kijönnek a hormogóniák.

Az endo- és exospórák főként képviselőiben találhatók kamezifon osztály(Chamaesiphonophyceae). A megnagyobbodott anyasejtekben nagy számban (száz felett) képződnek endospórák. Kialakulásuk egymás után történik (az anyasejt protoplasztjának sorozatos osztódása következtében) vagy egyidejűleg (az anyasejt egyidejű szétesése révén sok kis sejtre). Az exospórák, ahogy kialakulnak, leválanak az anyasejt protoplasztjáról, és kimennek. Néha nem válnak el az anyasejttől, hanem láncokat képeznek rajta (például a Chamaesiphon egyes fajainál).

A kék-zöld algák ivaros szaporodása teljesen hiányzik.

A táplálkozás és az ökológia módjai. Ismeretes, hogy a kék-zöld algák többsége a fényenergiának köszönhetően képes szintetizálni sejtje összes anyagát. A kékalgák sejtjeiben lezajló fotoszintetikus folyamatok koncepciójukban közel állnak azokhoz a folyamatokhoz, amelyek más klorofilltartalmú szervezetekben zajlanak.

A fotoautotróf táplálkozás a fő, de nem az egyetlen. A kék-zöld algák a valódi fotoszintézis mellett fotoredukcióra, fotoheterotrófiára, autoheterotrófiára, heteroautotrófiára, sőt teljes heterotrófiára is képesek. Ha jelen van a környezetben szerves anyag kiegészítő energiaforrásként is használják őket. Vegyes (mixotróf) táplálkozási képességüknek köszönhetően extrém körülmények között is aktívak lehetnek a fotoautotróf élethez. Az ilyen élőhelyeken a verseny szinte teljesen hiányzik, és a kék-zöld algák domináns helyet foglalnak el.

Rossz megvilágítás mellett (barlangokban, tározók mély horizontjában) a kék-zöld algák sejtjeinek pigmentösszetétele megváltozik. Ez a jelenség, amelyet kromatikus adaptációnak neveznek, az algák színének adaptív változása a fény spektrális összetételének változása következtében, amely a beeső színt kiegészítő színnel rendelkező pigmentek számának növekedése miatt következik be. sugarak. A sejtszín változása (klorózis) bizonyos komponensek környezeti hiánya, mérgező anyagok jelenlétében, valamint a heterotróf táplálkozásra való áttérés során is előfordul.

A kék-zöld algák között is van egy ilyen fajcsoport, amelyhez hasonló a többi élőlény között kevés. Ezek az algák képesek megkötni a légköri nitrogént, és ez a tulajdonság a fotoszintézissel párosul. Ma körülbelül száz ilyen faj ismert. Mint már említettük, ez a képesség csak a heterocisztákkal rendelkező algákra jellemző, és nem mindegyikre.

A legtöbb kék-zöld alga-nitrogén fixáló a szárazföldi élőhelyekre korlátozódik. Elképzelhető, hogy a légköri nitrogénmegkötő anyagként való relatív táplálékfüggetlenségük teszi lehetővé számukra, hogy lakatlan, talajnyomok nélkül, sziklák nélkül, amint azt Krakatau szigetén 1883-ban megfigyelték: három évvel a vulkánkitörés után nyálkás felhalmozódások. Az Anabaena, Gloeocapsa, Nostoc, Calothrix, Phormidium és mások nemzetségeinek képviselőiből álló hamvakon és tufákon találták meg Surcey-sziget első telepeseit, amelyek egy víz alatti vulkánkitörés következtében keletkeztek 1963-ban a déli part közelében izlandiak is nitrogénmegkötők voltak. Köztük volt néhány elterjedt planktonfaj, amely a víz „virágzását” okozza (Anabaena circinalis, A. cylindrica, A. flos-aquae, A. lemmermannii, A. scheremetievii, A. spiroides, Anabaenopsis circularis, Gloeotrichia echinulata).

Az élő és asszimiláló sejt létezésének maximális hőmérséklete +65°C, de ez nem a határ a kék-zöld algák esetében (lásd a meleg forrás algákról szóló esszét). A termofil kék-zöld algák a protoplazma sajátos kolloid állapota miatt tolerálják az ilyen magas hőmérsékletet, amely magas hőmérsékleten nagyon lassan koagulál. A leggyakoribb termofilek a kozmopoliták a Mastigocladus laminosus, a Phormidium laminosum. A kék-zöld algák képesek ellenállni az alacsony hőmérsékletnek. Egyes fajokat sérülés nélkül egy hétig folyékony levegő hőmérsékleten (-190°C) tárolták. A természetben nincs ilyen hőmérséklet, de az Antarktiszon -83 ° C-on nagy számban találtak kék-zöld algákat (nostok).

Az Antarktiszon és a hegyvidéken az alacsony hőmérséklet mellett a magas hőmérséklet is hatással van az algákra. napsugárzás. A rövidhullámú sugárzás káros hatásainak csökkentése érdekében a kékalgák az evolúció során számos alkalmazkodásra tettek szert. Ezek közül a legfontosabb a sejtek körüli nyálkakiválasztás. A telepek nyálkahártyája és a hüvely fonalas formáinak nyálkahártyája jó védőburok, amely megvédi a sejteket a kiszáradástól és egyben szűrőként is működik, amely kiküszöböli a sugárzás káros hatásait. A fény intenzitásától függően több-kevesebb pigment rakódik le a nyálkahártyában, amely vastagságában vagy rétegesen elszíneződik.

A nyálka azon képessége, hogy gyorsan felszívja és hosszú ideig megtartja a vizet, lehetővé teszi kék-zöld algákáltalában sivatagi területeken vegetálnak. A nyálka maximálisan felszívja az éjszakai vagy reggeli nedvességet, a telepek megduzzadnak, a sejtekben megindul az asszimiláció. Délre a kocsonyás telepek vagy sejtcsoportok kiszáradnak, és fekete ropogós kéreggé alakulnak. Ebben az állapotban a következő éjszakáig megmaradnak, amikor a nedvesség felszívódása újra megindul.

Az aktív élethez elég nekik a párás víz.

A kék-zöld algák nagyon gyakoriak a talajban és a talajközösségekben, megtalálhatók nedves élőhelyeken, valamint fák kérgén, köveken stb. Ezek az élőhelyek gyakran nincsenek állandóan nedvességgel ellátva, és egyenetlenek. világít (további részletekért lásd a szárazföldi és talajmoszatokról szóló esszéket).

A kék-zöld algák a kriofil közösségekben is megtalálhatók - jégen és havon. A fotoszintézis természetesen csak akkor lehetséges, ha a sejteket folyékony vízréteg veszi körül, ami itt a hó és jég erős napfényében történik.

A gleccsereken és hómezőkön a napsugárzás nagyon intenzív, jelentős része rövidhullámú sugárzás, amely az algákban védőadaptációkat okoz. A kriobiontok csoportja számos kék-zöld algafajt tartalmaz, de általában ennek az osztálynak a képviselői a magasabb hőmérsékletű élőhelyeket részesítik előnyben (további részletekért lásd a hó- és jégalgákról szóló esszét).

Az eutróf (tápanyagban gazdag) víztestek planktonjában a kék-zöld algák dominálnak, ahol tömeges kifejlődésük gyakran okoz víz "virágzást". Ezeknek az algáknak a planktonos életmódját elősegítik a sejtekben lévő gázvakuolák, bár nem minden "virágzás" kórokozója rendelkezik ilyenekkel (4. táblázat). Egyes kék-zöld algák élő váladéka és post mortem bomlástermékei mérgezőek. A legtöbb plankton kék-zöld alga tömeges fejlődése magas hőmérsékleten, azaz a tavasz második felében, nyáron és kora ősszel kezdődik. Megállapítást nyert, hogy a legtöbb édesvízi kék-zöld alga számára az optimális hőmérséklet +30°C körül van. Vannak kivételek is. Az oszcillátorok bizonyos típusai a víz „virágzását” idézik elő a jég alatt, azaz körülbelül 0 ° C hőmérsékleten. Színtelen és kénhidrogént kedvelő fajok tömeges mennyiségben fejlődnek ki a tavak mélyrétegeiben. A "virágzás" egyes kórokozói az emberi tevékenység miatt egyértelműen túlmutatnak elterjedtségük határain. Így a trópusi és szubtrópusi területeken kívül sokáig nem találkoztak az Anabaenopsis nemzetség fajaival, de aztán a mérsékelt égöv déli vidékein is előkerültek, néhány éve pedig már a Helsinki-öbölben is kialakultak. A megfelelő hőmérséklet és a fokozott eutrofizáció (szerves szennyezés) lehetővé tette ennek a szervezetnek a nagy számban történő kifejlődését a 60. szélességi körtől északra.

A víz "virágzása" általában, és különösen a kék-zöld algák természeti katasztrófának számít, mivel a víz szinte használhatatlanná válik. Ugyanakkor a tározó másodlagos szennyeződése és iszaposodása jelentősen megnő, mivel a "virágzó" tározóban az algák biomasszája jelentős értékeket ér el (átlagos biomassza - akár 200 g / m3, maximum - akár 450-500 g / m3), és a kék-zöldek között nagyon kevés olyan faj található, amelyet más élőlények megennének.

A kék-zöld algák és más élőlények közötti kapcsolat többoldalú. A Gloeocapsa, Nostoc, Scytonema, Stigonema, Rivularia és Calothrix nemzetségekhez tartozó fajok fikobionták a zuzmókban. Egyes kék-zöld algák más szervezetekben asszimilátorként élnek. Az Anabaena és Nostoc fajok az Anthoceros és Blasia mohák légkamráiban élnek. Az Anabaena azollae az Azolla americana vízipáfrány leveleiben, valamint a Cycas és a Zamia-Nostoc punctiforme sejtközi tereiben él (további részletekért lásd az algák más élőlényekkel való szimbiózisáról szóló esszét).

Így a kék-zöld algák minden kontinensen és mindenféle élőhelyen megtalálhatók - vízben és szárazföldön, édes- és sós vízben, mindenhol és mindenhol.

Sok szerző azon a véleményen van, hogy minden kék-zöld alga mindenütt jelen van és kozmopolita, de ez messze nem így van. Már említettük az Anabaenopsis nemzetség földrajzi elterjedését. A részletes vizsgálatok kimutatták, hogy még az olyan gyakori fajok sem, mint a Nostoc pruniforme, nem kozmopolita. Egyes nemzetségek (például Nostochopsis, Camptylonemopsis, Raphidiopsis) teljes mértékben a meleg vagy meleg éghajlatú zónákra korlátozódnak, a Nostoc flagelliforme - a száraz területekre, a Chamaesiphon nemzetség számos faja - a hegyvidéki országok hideg és tiszta folyóira és patakjaira.

A kék-zöld algák osztályát a Föld legrégebbi autotróf növénycsoportjának tekintik. A sejt primitív szerkezete, az ivaros szaporodás hiánya és a flagelláris stádiumok mind komoly bizonyítékai ósdiságukról. Citológiailag a kék-zöldek a baktériumokhoz hasonlítanak, és egyes pigmentjeik (biliproteinjeik) a vörös algákban is megtalálhatók. Az osztályra jellemző sajátosságok egész komplexumát figyelembe véve azonban feltételezhető, hogy a kékalgák az evolúció önálló ágát alkotják. Több mint hárommilliárd évvel ezelőtt elhagyták a növények evolúciójának fő törzsét, és zsákutcát képeztek.

A kék-zöldek gazdasági jelentőségéről szólva a víz „virágzásának” kórokozójaként betöltött szerepüket kell az első helyre tenni. Ez sajnos negatívum. Pozitív értékük elsősorban a szabad nitrogénfelvétel képességében rejlik. A keleti országokban a kék-zöld algákat még élelmiszerként is használják, és benn utóbbi évek némelyikük a szervesanyag ipari termelésére szolgáló tömegkultúra medencékbe került.

A kék-zöld algák taxonómiája még mindig messze van a tökéletestől. A morfológia viszonylagos egyszerűsége, a taxonómiai szempontból értékes karakterek viszonylag kis száma és némelyikük nagy variabilitása, valamint ugyanazon karakterek eltérő értelmezése oda vezetett, hogy szinte minden létező rendszer bizonyos mértékig szubjektív és távolról sem természetes. Nincs jó és ésszerű különbségtétel a nézet egésze és a nézet hatóköre között különböző rendszerek másképp értendő. Teljes fajok az osztályon határozzák meg 1500-2000. Az általunk elfogadott rendszer szerint a kék-zöld algák osztálya 3 osztályra, több rendre és sok családra oszlik.

Biológiai Enciklopédia

RENDSZER ÉS CÉLKITŰZÉSEI Az élőlények osztályozásával és evolúciós kapcsolataik felderítésével a biológia egy speciális ága, a szisztematika foglalkozik. Egyes biológusok a szisztematikát a sokféleség tudományának nevezik (diverzitás ... ... Biológiai Enciklopédia

A szimbiózis, vagyis két organizmus együttélése a biológia egyik legérdekesebb és máig nagyrészt titokzatos jelensége, bár ennek a kérdésnek a tanulmányozása csaknem egy évszázados múltra tekint vissza. A szimbiózis jelenségét először a svájciak fedezték fel… Biológiai Enciklopédia

Drobjanka királysága
Ez a királyság magában foglalja a baktériumokat és a kék-zöld algákat. Ezek prokarióta szervezetek: sejtjeikből hiányzik a mag és a membránszervecskék, a genetikai anyagot egy kör alakú DNS-molekula képviseli. Jellemzőjük a mezoszómák (a membrán behatolása a sejtbe), amelyek a mitokondriumok funkcióját látják el, és kis riboszómák jelenléte.

baktériumok
A baktériumok egysejtű szervezetek. Az élet minden környezetét elfoglalják, és a természetben széles körben elterjedtek. A sejtek alakja szerint a baktériumok a következők:
1. gömb alakú: coccusok - kombinálhatnak és két sejt (diplococcusok) szerkezetét alkothatják láncok (streptococcusok), klaszterek (staphylococcusok) stb. formájában;
2. rúd alakú: bacillusok (dizentériás bacillus, szénabacilus, pestisbacilus);
3. ívelt: vibrios - vessző formája (cholera vibrio), spirilla - gyengén spirálozott, spirochetes - erősen csavart (szifilisz kórokozói, visszaeső láz).

A baktériumok szerkezete
Kívül a sejtet sejtfal borítja, amely mureint tartalmaz. Sok baktérium képes külső kapszulát képezni, amely további védelmet nyújt. A héj alatt található a plazmamembrán, a sejt belsejében pedig a citoplazma zárványokkal, kis riboszómákkal és genetikai anyaggal körkörös DNS formájában. A baktériumsejtnek azt a részét, amely a genetikai anyagot tartalmazza, nukleoidnak nevezzük. Sok baktériumnak van flagellája, amely felelős a mozgásért.

A baktériumokat a sejtfal szerkezete alapján két csoportra osztják: gram-pozitív(mikroszkópos preparátumok készítésekor Gram-mal festett) és Gram-negatív (ezzel a módszerrel nem festett) baktériumok (4. ábra).

reprodukció
Két sejtre való osztással hajtják végre. Először a DNS replikációja következik be, majd a sejtben megjelenik egy keresztirányú septum. Kedvező körülmények között 15-20 percenként történik egy osztódás. A baktériumok képesek kolóniákat képezni - több ezer vagy több sejt felhalmozódása, amelyek egy eredeti sejt leszármazottai (baktériumkolóniák ritkán fordulnak elő a természetben; általában mesterséges körülmények között növekedési közeg).
Kedvezőtlen körülmények között a baktériumok spórákat képezhetnek. A spórák nagyon sűrű külső héjjal rendelkeznek, amely ellenáll a különféle külső hatásoknak: több órás forralás, szinte teljes kiszáradás. A spórák több tíz és száz évig is életképesek maradnak. Kedvező körülmények esetén a spóra kicsírázik és baktériumsejtet képez.

életkörülmények
1. Hőmérséklet - optimális +4 és +40 ° С között; ha alacsonyabb, akkor a legtöbb baktérium spórákat képez, magasabbak - elpusztulnak (ezért az orvosi műszereket felforralják és nem fagyasztják). Van egy kis csoport a baktériumoknak, amelyek a magas hőmérsékletet részesítik előnyben - ezek a termofilek, amelyek gejzírekben élnek.
2. Az oxigénnel kapcsolatban a baktériumok két csoportját különböztetjük meg:
aerobok - oxigén környezetben élnek;
anaerobok - oxigénmentes környezetben élnek.
3. Semleges vagy lúgos környezet. A savas környezet elpusztítja a legtöbb baktériumot; ez a pályázat alapja ecetsav tartósításkor.
4. Nincs közvetlen napfény (a legtöbb baktériumot is elpusztítják).

A baktériumok jelentősége
pozitív
1. A tejsavbaktériumokat tejsavtermékek (joghurt, aludttej, kefir), sajtok előállítására használják; káposzta savanyításánál és uborka savanyításánál; szilázs előállításához.
2. A szimbionta baktériumok számos állat (termeszek, artiodaktilusok) emésztőrendszerében találhatók, részt vesznek a rostok emésztésében.
3. Gyógyszerek (tetraciklin antibiotikum, sztreptomicin), ecetsav és egyéb szerves savak előállítása; takarmányfehérje termelés.
4. Lebontják az állatok és az elhalt növények tetemeit, vagyis részt vesznek az anyagok keringésében.
5. A nitrogénmegkötő baktériumok a légköri nitrogént olyan vegyületekké alakítják, amelyeket a növények asszimilálnak.

negatív
1. Élelmiszerromlás.
2. Emberi betegségeket okoz (diftéria, tüdőgyulladás, mandulagyulladás, vérhas, kolera, pestis, tuberkulózis). Kezelés és megelőzés: védőoltások; antibiotikumok; higiénia; hordozók megsemmisítése.
3. Állatok és növények betegségeit okozza.

Kék-zöld algák (cianoa, cianobaktériumok)
Kék-zöld algák élnek benne vízi környezetés a földön. Sejtjeik a prokariótákra jellemző szerkezettel rendelkeznek. Sok közülük vakuolákat tartalmaz a citoplazmában, amelyek támogatják a sejt felhajtóképességét. Képes spórákat képezni, hogy kivárja a kedvezőtlen körülményeket.
A kék-zöld algák autotrófok, klorofillt és egyéb pigmenteket (karotint, xantofilt, fikobilinek) tartalmaznak; képes a fotoszintézisre. A fotoszintézis során oxigén szabadul fel a légkörbe (úgy tartják, hogy tevékenységük vezette a szabad oxigén felhalmozódását a légkörben).
A szaporodás egysejtű formákban zúzással, fonalas telepek összeomlásával (vegetatív szaporodás) történik.
A kék-zöld algák értéke: a víz "virágzását" okozza; megkötik a légköri nitrogént, a növények számára elérhető formákká alakítva (így növelve a tározók és a rizsföldek termelékenységét), a zuzmók részét képezik.

reprodukció
A gombák ivartalanul és ivarosan szaporodnak. Ivartalan szaporodás: bimbózó; a micélium részeit, spórák segítségével. A spórák endogének (a sporangiumok belsejében képződnek) és exogének vagy konídiumok (speciális hifák tetején képződnek). Az alsóbbrendű gombákban az ivaros szaporodás konjugációval történik, amikor két ivarsejt egyesül és zigospóra képződik. Ezután sporangiumokat képez, ahol meiózis lép fel, és haploid spórák keletkeznek, amelyekből új micélium fejlődik ki. A magasabb rendű gombákban zsákok (asci) képződnek, amelyek belsejében haploid aszkospórák, vagyis bazídiumok fejlődnek ki, amelyekhez kívülről a bazidiospórák kötődnek.

gomba osztályozás
Számos osztály van, amelyeket két csoportba sorolnak: magasabb és alsó gombák. Külön vannak ún. tökéletlen gombák, amelyek közé olyan gombafajok tartoznak, amelyek ivaros folyamata még nem alakult ki.

Zygomycetes osztály
Az alsó gombákhoz tartoznak. Ezek közül a leggyakoribb a nemzetség Mukor gombák. Táplálékra és elhalt szerves maradványokra (például trágyára) telepednek le, azaz szaprotróf típusú táplálkozással rendelkeznek. A mucor jól fejlett haploid micéliummal rendelkezik, a hifák általában nem tagoltak, termőtest nincs. A nyálkahártya színe fehér, amikor a spórák beérnek, feketévé válik. Az ivartalan szaporodás a sporangiumokban érő spórák segítségével történik (a spórák kialakulásakor mitózis alakul ki), amelyek néhány hifa végén fejlődnek ki. Az ivaros szaporodás viszonylag ritka (zigospórák segítségével).

Ascomycetes osztály
Ez a gombák legnagyobb csoportja. Ide tartoznak az egysejtű formák (élesztő), termőtestű fajok (morel, szarvasgomba), különféle penészgombák (penicillium, aspergillus).
Penicillium és Aspergillus. Az élelmiszereken található (citrusfélék, kenyér); a természetben általában a gyümölcsökön telepednek meg. A micélium szegmentált hifákból áll, amelyeket válaszfalak (septa) választanak el egymástól. A micélium eleinte fehér, később zöldes vagy kékes árnyalatot kaphat. A Penicillium képes antibiotikumokat szintetizálni (a penicillint A. Fleming fedezte fel 1929-ben).
Az ivartalan szaporodás konídiumok segítségével történik, amelyek speciális hifák (konidioforok) végén képződnek. Az ivaros szaporodás során a haploid sejtek összeolvadása és a zigóta kialakulása következik be, amiből zsák (ask) keletkezik. Meiózis lép fel benne, és aszkospórák képződnek.

Élesztő - Ezek egysejtű gombák, amelyekre jellemző a micélium hiánya, és egyedi gömbsejtekből állnak. Az élesztősejtek zsírban gazdagok, egy haploid magot tartalmaznak, és van egy vakuólumuk. Az ivartalan szaporodás bimbózás útján történik. Nemi folyamat: a sejtek összeolvadnak, zigóta keletkezik, amelyben meiózis lép fel, és 4 haploid spórát tartalmazó zacskó képződik. A természetben az élesztő a lédús gyümölcsökön található.

ábrán. Az élesztő felosztása bimbózással

Basidiomycetes osztály
Ezek a magasabb gombák. Ennek az osztálynak a jellegzetességét a kalapgomba példáján tekintjük. Ebbe az osztályba tartozik a legtöbb ehető gomba (sampinyon, vargánya, vajas); de vannak mérgező gombák is (halvány vöcsök, légyölő galóca).
A hifák tagolt szerkezetűek. Évelő micélium; termőtestek képződnek rajta. Először a termőtest a föld alatt növekszik, majd gyorsan megnövekszik a felszínre. A termőtestet szorosan egymás mellett elhelyezkedő hifák alkotják, kalapot és lábat különböztetnek meg benne. A sapka felső rétege általában élénk színű. Az alsó rétegben steril hifák, nagy sejtek (védik a spórákat hordozó réteget) és magukat a bazídiumokat izolálják. Az alsó rétegen lemezek képződnek - ezek galócagombák (gomba, rókagomba, gomba) vagy tubulusok - ezek csőszerű gombák (olajos kanna, vargánya, vargánya). A lemezeken vagy a tubulusok falán bazídiumok képződnek, amelyekben a magok összeolvadnak, és diploid magot alkotnak. Meiózissal bazidiospórák fejlődnek ki belőle, amelyek csírázása során haploid micélium képződik. Ennek a micéliumnak a szegmensei összeolvadnak, de a magok összeolvadása nem következik be - így jön létre a dikarionos micélium, amely a termőtestet alkotja.

A gomba jelentése
1) Étel – sok gombát esznek.
2) Növényi betegségeket okoz – aszcomycetes, smuk és rozsdagombák. Ezek a gombák megfertőzik a gabonaféléket. A rozsdagombák (kenyérrozsda) spóráit a szél hordozza, és a köztes gazdáktól (borbolya) hullanak a gabonafélékre. A rücskös gombák spóráit a szél hordozza, a kalászos gabonaszemekre (fertőzött kalászos növényekről) hullik, megtapad és a szemekkel együtt telel át. Amikor tavasszal kicsírázik, a gomba spórája is kicsírázik, és behatol a növény belsejébe. A jövőben ennek a gombának a hifái behatolnak a gabonafélék fülébe, és fekete spórákat képeznek (innen a név). Ezek a gombák súlyos károkat okoznak. mezőgazdaság.
3) Emberi betegségeket okoz (ótvar, aspergillózis).
4) Pusztítsd el a fát (tinder gomba – telepedj meg fákon és faépületeken). Ez kettős jelentés: ha egy elhalt fa elpusztult, akkor pozitív, ha élő vagy faépület, akkor negatív. A tincsgomba a felszínen lévő sebeken keresztül behatol egy élő fába, majd a fában micélium alakul ki, amelyen évelő termőtestek képződnek. Spórákat termelnek, amelyeket a szél szétszór. Ezek a gombák a gyümölcsfák pusztulását okozhatják.
5) A mérgező gombák mérgezést okozhatnak, néha elég súlyos (akár végzet).
6) Élelmiszerromlás (penész).
7) Gyógyszerek fogadása.
Alkoholos erjedést (élesztőt) okoznak, ezért az emberek a sütő- és édesiparban használják őket; a borkészítésben és a sörfőzésben.
9) Lebontók a közösségekben.
10) Alkosson szimbiózist a magasabb rendű növényekkel - mikorrhiza. Ilyenkor a növény gyökerei meg tudják emészteni a gomba hifáit, a gomba pedig gátolhatja a növényt. Ennek ellenére ezek a kapcsolatok kölcsönösen előnyösek. Mikorrhiza jelenlétében sok növény sokkal gyorsabban fejlődik.