4. Ціанобактерії (синьозелені водорості)

Ціанобактерії - тип бактерій, що отримують необхідну їм енергію через фотосинтез. Їх також іноді називають синьо-зеленими водоростями, посилаючись на зовнішній вигляд та екологічн нішу цих організмів, проте зараз термін «водорості» зазвичай обмежується еукаріотичними представниками групи. Одразу після виникнення, вони стали домінантною групою фотосинтезових організмів,продукуючи кисень, вуглеводи й інші органічні сполуки. Саме завдяки цим організмам змінився якісний склад атмосфери Землі, в якій поступово накопичився кисень і стало менше вуглекислого газу.

Коли неподалік Ісландії внаслідок виверження вулкана утворився новий острів Суртсей то першими на ньому оселилися ціанобактерії. Вони зберігають життєздатність як серед вічної криги Антарктики так і гарячих джерелах Камчатки. Виявляють їх навіть у ванних кімнатах сучасних квартир де повно мийних та дезінфекційних засобів.

Синьо-зелені водорості вважаються стародавнішими організмами на земній кулі. їх відомо до 150 родів і близько 1500 видів. У прісних водах вони більш поширені. Більшість видів знайдено в прісній воді, тоді як інші живіть у морях, у вологому ґрунті, або навіть на тимчасово зволожених скелях в арідних зонах. Ціанобактерії складають значну частку океанічного фітопланктону. Здатні до формування товстих бактеріальних матів. У прісних водах вони більш поширені. Хлоропласти знайдені в еукаріотах (морські водорості і вищі рослини), більш імовірно представляють собою зменшені ендосимбіотичні ціанобактерії. Ця ендосимбіотична теорія підтримується структурною і генетичною схожістю. Первинні хлоропласти знайдені серед зелених рослин, де вони містять хлорофіл b, і серед червоних морських водоростей і глаукофітів, де йони містять фікобіліни (phycobilins). Зараз вважається, що ці хлоропласти ймовірно мали єдине походження. Інші морські водорості ймовірно узяли свої хлоропласти з цих форм за допомогою вторинного ендосімбіозу.

Ціанобактерії  найбільша та найважливіша за впливом на біосферу група живих організмів на Землі - 90% живої маси всієї біосфери.

Ціанобактерії або синьо-зелені водорості поширені в стоячій воді, в ставах і ріках, що повільно течуть. Якщо вода починає «цвісти», вона набирає неприємного запаху і стає непридатною для пиття, а риба потерпає від недостачі повітря. Синьо-зелені водорості ростуть також на поверхні грунту і у верхніх його шарах; вони живляться не тільки автотрофно, але і гетеротрофно, тобто використовують готові органічні речовини.

Синьо-зелені водорості бувають одноклітинні і багатоклітинні. Останні мають форму ниток.

Клітинні оболонки складаються переважно з пектинових речовин і легко ослизнюються. Протоплазма клітини густа, без ядра, без вакуолей.

Зовнішній її шар - кірковий - забарвлений в синьо-зелений колір, а внутрішнє центральне тіло не забарвлене і містить нуклеїнові речовини. Пігментація, що забарвлює зовнішній шар, складається із зеленого пігменту - хлорофілу, оранжевого - каротину, синього - фікоціану, а іноді і червоного фікоеритрину.

Від сполучення цих пігментів залежать відтінки забарвлення синьо-зелених водоростей; то вони з більш синім, то з зеленим, то з жовтуватим або червонуватим відтінком. Не тільки різні види мають різні відтінки синього і зеленого кольору, але й кожний вид водоростей змінює забарвлення залежно від умов середовища і від освітлення. При нагріванні клітини втрачають фікоціан, і мертва водорість стає зеленою.

Продуктами фотосинтезу вуглеводів є глікоген і близький до нього анабенін, які скупчуються в центральному тілі. В пристінному шарі також спостерігаються запасні продукти у вигляді найдрібніших зерняток.

Розмноження одноклітинних синьо-зелених водоростей відбувається шляхом поділу клітин пополам з наступним їх. роз’єднанням. В колоніальних форм клітини, що відділилися, і залишаються з’єднаними між собою слизом. Часто у нитчастої водорості або у водорості, що складається з ланцюжка клітин, з’являються більш великі клітини, без протопласту - гетероцисти, по яких відбувається розрив на гормогонії.

Іноді звичайні клітини синьо-зеленої водорості збільшуються, в них відкладаються запасні речовини, оболонка; потовщується, вони роз’єднуються і перетворюються в  спори, якими розмножуються. Синьо-зелені водорості вважаються стародавнішими організмами на земній кулі. їх відомо до 150 родів і близько 1500 видів. У прісних водах вони більш поширені. Деякі вступають в симбіотичні відносини з лишайниками, рослинами, протистами або губками, і забезпечують свого симбіонта продуктами фотосинтезу. Деякі живуть в хутрі лінивців, забезпечуючи камуфляжний колір. Деякі види токсичні (найбільш вивчений токсин - мікроцистин, що продукується, наприклад, видом Microcystis aeruginosa) або умовно-патогенні (вид Anabaena).

Головні учасники цвітіння води, що викликають масові замори риби й отруєння тварин і людей, наприклад, при цвітінні води у водосховищах України. Цианобактерії є унікальною екологічною групою, яка поєднує здатність до фотосинтетичної продукції кисню та фіксації атмосферного азоту (у 2/3 вивчених видів).

Ціанобактерії, за загальноприйнятою версією, є «творцями» сучасної кисневмісної атмосфери на Землі (згідно з іншою теорією, кисень атмосфери має геологічне походження), що привело до першої глобальної екологічної катастрофи в природній історії і драматичній зміні біосфери. Зараз, будучи значною складовою частиною океанічного планктону, ціанобактерії стоять на початку більшої частини харчових ланцюгів і виробляють більшу частина кисню (більш 90%, але ця цифра визнається не всіма дослідниками). Ціанобактерія Synechocystis стала першим фотосинтезуючим організмом, чий геном був повністю розшифрований (у 1996, Дослідницьким інститутом Казуси, Японія). В наш час  коли ціанобактерії служать найважливішими модельними об'єктами досліджень в біології.

У Південній Америці і Китаї бактерії родів Spirulina і Nostoc через нестачу інших видів продовольства використовують в їжу, висушуючи і готуючи муку. Їм приписують цілющі і оздоровлюючі властивості, які, проте, в наш час коли не знайшли підтвердження. Розглядається можливе застосування ціанобактерій в створенні замкнутих циклів життєзабезпечення або як масової кормової та харчової добавки.

Отже, Найдавніші організми що прокладали шлях життю на Землі, - ціанобактерії які стали справжньою проблемою нині, коли у водойми потрапляє дедалі більше сільськогосподарських та промислових стоків, насичених мінеральними солями й шкідливими речовинами. Природну гармонію екологічної системи якою є водойма з вини людини порушено, тож і спричиняють ціанобактерії загибель риби яка задихається через нестачі або брак кисню.

Запобіжні заходи відомі: не можна утворювати неподалік річок та озер склади мінеральних добрив, мити у водоймах машини, розорювати узбережжя, викошувати очерет. Здоров'я водойми зберігає й латаття, сік якого вбиває синьозелені водорості.