3. Цианобактерии. Общая характеристика, строение и роль в природе.

К цианобактериям относится большая группа организмов, со­четающих прокариотное строение клетки со способностью осу­ществлять фотосинтез, сопровождающийся выделением О₂.

Благодаря своей способности фиксировать молекулярный азот многие формы цианобактерий первыми заселяют места, бедные питательными веществами, например скалы в пустыне или морской песок. Цианобактерии распространены в разнообразных водоемах: озерах, морях и океанах, на заливных лугах и рисовых плантациях.

Цианобактерии - морфологически разнообразная группа грамотрицательных эубактерий, включающая одноклеточные, коло­ниальные и многоклеточные формы. Некоторые цианобактерии подвижны, они перемещаются путем скольжения по поверхности. Связывать молекулярный азот способны все цианобактерии, образующие гетероцисты - это клетки, специализированные на фиксации азота. В гетероцистах синтезируется нитрогеназа и создаются условия для ее функционирования: соединениями углерода их снабжают вегетативные клетки, а связанный азот гетероцисты отдают в виде глутамина. Еще одной дифференцированной структурой являются акинеты, которые представляют собой покоящиеся клетки. Они отличаются от обычной клетки своими размерами, толстой стенкой и сильной пигментацией. Значительная часть цианобактерий способны образовывать трихомы - цепочки из клеток.

Фотосинтетический аппарат цианобактерий представлен тилакоидами. Тилакоидная мембрана содержит хлорофилл и каратиноиды. Отличительной особенностью цианобактерий является наличие фикобилисом (светособирающих пигментов цианобактерий). Это дисковидные образования, прилегающие снаружи к тилакоидам.

Запасным веществом, встречающимся только у цианобактерий, являются гранулы цианофицина, который служит резервным источником азота и накапливается главным образом в гетероцистах.

Известны разные способы размножения цианобактерии. Деле­ние клеток происходит путем бинарного деления; почкования; множественного деления. Размножение нитчатых форм осуществ­ляется с помощью обрывков трихома.

По морфологическим признакам все цианобактерии можно разделить на пять групп:

Хроококковые. Представляют собой одноклеточные кокки и палочки. Клетки существуют по отдельности или в виде колоний, в которых они объединены слизью или капсулами. Размножение происходит бинарным делением или почкованием (представители: Gloeobacter).

Плеврокапсовые. Одноклеточные формы, которые могут размножаться множественным делением (представители Pleurocapsa). При этом внутри делящейся клетки появляется много маленьких репродуктивных клеток баеоцитов.

Нитчатые цианобактерии без гетероцист. Формы, которые образуют трихомы, состоящие только из вегетативных клеток (представители: Oscillatoria, Spirulina).

Нитчатые цианобактерии с гетероцистамии и делением клеток в одной плоскости. В трихомах, происходит дифференциация клеток с образованием гетероцист. У некоторых форм встречаются акинеты (представители: Anabaena, Nostoc).

Нитчатые цианобактерии с гетероцистамии и делением клеток в нескольких плоскостях.