Оксигенные фототрофные бактерии

Цианобактерии уже со средних веков, на основании их характерной сине-зеленой окраски, а также их местообитания в воде или сырых местах, были отнесены к водорослям и вместе с ними к растениям. Особенное внимание привлекали слоевищные формы. Так, слизистые колонии Nostoc commune были известны как «шлейф метеоритов», возможно потому, что они в большом количестве появлялись после сильного дождя. Во вре­мена исследований и описаний растений к исследователям водорослей, в том числе синезеленых водорослей, можно отнести ученых из Швеции, Дании, Франции, Англии, Германии, Австрии, Швейцарии.

Назовем только некоторые имена: Карл Адольф Агард (1785-1859) и его сын Якоб Георг Агард (1813-1901) работали в Лунде в Швеции; Жан Пьер Вошер (1763-1841) - в Женеве; Гансен Христиан Лингбей (1782-1837) - в Дании. Во Франции известны Эдуард Борнет (1828-1911), Марселин де Винчент (1780-1846), Густав Адольф Турет (1817-1857); в Германии - Фридрих Трауготт Кюцинг, Карл Вильгельм фон Негели (1817-1891) и Фердинанд Кон; в Северной Америке - Вильям Фарлоу (1844-1919). В середине XIX века появилась обширная литература о синезеленых водорослях, особенно по описанию родов, видов, формы колоний и слоевищ. Особенно впечатляла полнота прекрасно сделанных рисунков слоевищ, нитей и клеток. То, что цианобактерии, благодаря их обмену веществ, были отнесены тогда к зеленым растениям, так как они также фототрофны и ассимилируют углекислоту, было взято по аналогии. А сопутствующие пигменты были названы Кюцингом (1843) фикоэритрином и фикоцианином Негели (1848) говорил об общей пигментной системе (включая хлорофилл) как о фикохромах. К этому времени уже использовались понятия «пограничные клетки», или гетероцисты.

Решающие шаги к объединению бактерий и синезеленых водорослей сделал Ф. Кон (1875). Наблюдения о различиях между зелеными и синезелеными водорослями и сходстве синезеленых водорослей и бактерий Кон привел в своей обширной работе «Исследования по истории развития микроскопических водорослей и грибов» (1853). Из-за малых размеров клеток и их характерного деления, которое он в 1875 году назвал «бинарным клеточным делением», Кон взял снова введенное Негели выражение «шизомицеты» и объединил обе группы в «Schizophytae».

Кон дал названия Chroococcus, Synechococcus, Aphanocapsa, Aphanoth-ece, Gtoeocapsa, Gloeothece, Merismopedia, Polycystis, Hypheothrix, Osallaria, Chamaesiphon, Spirulma, Anabaena, Nostoc, Calothrix, Scytonema, Mastigo-cladus, Schizosiphon и Rivularia. Кон для разделения родов Schizophytae первичным считал их форму, а вторичным - наличие фикохроматина или отсутствие его Например, он помещал Streptococcus и Anabena вместе и разделял их на следующей ступени как бесцветные и с фикохроматином Таким образом, своими представлениями о том, что «шизофиты являются первой и наиболее простой группой живых существ, в противоположность высшим растениям, от которых они должны быть отграничены», Кон опередил свое время Такое разделение всех растений привело к тому, что бактерии с тех пор уже больше не причисляли - как это еще делал Эренберг - ни к простейшим, ни к червям Далее Кон развил концепцию о том, что цианобактерии и бактерии по существенным признакам отличаются от всех других организмов

Отнесение синезеленых водорослей к истинным бактериям имело решающие последствия. Пока бактерии относили к растениям, необходимым было следование правилам ботанического кодекса, т. е. при описании нового рода, вида или варианта, типовой экземпляр должен быть помещен в гербарий. Живые организмы не сохранялись. Для бактерий же стало правилом, что живые культуры должны содержаться в коллекции культур. Это предполагало чистые культуры. Хотя Эрнст Принсгейм в Халле уже в 1910 году пробовал получить чистые культуры водорослей, а в 1917 году Ричард Гардер (1888-1973) в Вюрцбурге мог изучать развитие Nostoc'a в чистой культуре, планомерное культивирование сине-зеленых водорослей начала Мери Меннес Аллен, которая получила 20 штаммов чистых культур в лаборатории Стениера в Беркли. С помощью Розмари Риппка уже в 1979 году они получили 176 чистых культур, у которых были определены размер генома и содержание ГЦ в ДНК

Только развитие новых методов, таких как электронная микроскопия и фракционирование составных частей клетки, и таким образом получение сведений о микроморфологии клеток, позволило установить сходство в организации клеточных структур бактерий и цианобактерий. Широта охвата структурных свойств бактерий и цианобактерий как прокариот и противопоставление им эукариот, как это изложено в «представлении о бактериях» (Stanier und van Niel, 1962), справедливо являются образцовыми. Большая группа цианобактерий, представленная как группа 11 - «Оксигенные фототрофные бактерии», впервые введена в 9-е издание определителя Берги (Bergey's Manual of Determinative Bacteriology).

Контрольные вопросы.

38. Изучение аноксигенных фототрофных бактерий Т.В. Энгельманом.

39. Исследования по изучению фотосинтеза у пурпурных бактерий.

40. Изучение синезеленых бактерий.