СЕРЕДОВИЩЕ ІСНУВАННЯ БЛАКИТНИХ ПАЛИЧОК

Що таке строматоліти?

Ціанобактерії – організми, широко поширені на Землі. Їх можна зустріти в озерах, ставках, калюжах, басейнах для купання, вологому ґрунті, а також на сухих, освітлених сонцем скелях. Деякі живуть в океані, а кілька видів – в гарячих джерелах. Блакитні палички відносяться до надзвичайно стійких видів – ​​для життя їм необхідно трохи води, мінеральних солей та світла. З цієї причини їх відносять до піонерських організмів, які заселяють нові, часто дуже негостинні місця, наприклад, які утворилися після виверження вулкана або зникнення льодовика. Водні види не мають великого значення в якості їжі для тварин, оскільки погано засвоюються організмом.

В Австралії в басейні річки Гіблін знайшли живих строматолітів (найдавнішу форму життя).

Строматоліти – пласти, що виникли в результаті життєдіяльності нижчих організмів: ціанобактерій та бактерій. Досягають довжини кількох метрів, висота 1-2 м. Відомі з глибокого докембрію. Вік строматолітів, знайдених на заході Австралії – приблизно 3 млрд років. У ХХ ст. були знайдені cучасні аналоги строматолітів, що допомогло з'ясувати їх походження. Колонії блакитних паличок килимом покривають осад у дрібних прибережних водах. Мікроорганізми виділяють липкий гель, який оберігає їх від опромінення та забруднення. До цього гелю приклеюється осад; коли його пласт стає товстим, доступ світла припиняється і бактерії гинуть, а на їх поверхні розвивається новий пласт. Цей процес призводить до виникнення тонких смуг, які утворюють строматоліти.

Читати початок                                                                                  Читати продовження

БЛАКИТНІ ПАЛИЧКИ ЯК ДЖЕРЕЛО АЗОТУ

Як ціанобактерії "годують" рослин

Багато видів ціанобактерій здатні зв'язувати атмосферний азот і включати його в органічні сполуки, які використовуються рослинами. Азот – необхідний для життя елемент, входить до складу молекул білків та нуклеїнових кислот. На перший погляд здається, що жодному організму не може бракувати азоту, оскільки земна атмосфера на 79% складається з цього елемента. Однак атмосферний азот має форму двоатомної молекули N₂, яка відрізняється великою стабільністю і не підходить більшості організмів, в тому числі рослинам чи водоростям. Для них джерелом азоту можуть бути тільки розчинені у воді мінеральні азотні солі. Вони утворюються тоді, коли молекула азоту розпадається.

 У папороті виду Azolla filiculoides є міжклітинний простір, в якому живуть корисні сусіди.

Біологічне зв'язування азоту (перетворення атмосферного азоту в іони атома) відбувається в клітинах азотних бактерій та ціанобактерій. Обидві групи організмів для розщеплення молекули вільного азоту використовують один і той же фермент – нітрогеназу. Більшість із них мають спеціальні товстостінні клітини, так звані гетероцисти, в яких нітрогеназа міститься у плівкових структурах, непроникних для кисню. У деяких видів водних папоротей є спеціальний міжклітинний простір, де мешкають блакитні палички, що зв'язують азот˜– аналогічно азотним бактеріям Rhizobium, які заселяють бульби кореневищ Метеликових рослин.

Читати початок                                                                       Читати продовження

РОЗМНОЖЕННЯ БЛАКИТНИХ ПАЛИЧОК

Ціанобактерії розмножуються виключно вегетативно. У них відсутнє статеве розмноження, при якому гамети зливаються парами, але можна спостерігати (як і у інших бактерій) явище генетичної рекомбінації, яке полягає в обміні генетичним матеріалом між клітинами. Часто розмноження відбувається шляхом розриву нитки на окремі ділянки. Клітини в середині нитки втрачають тургор (напружений стан клітинної оболонки), їх стінки послаблюються, западають і нитка розривається.

Клітини ціанобактерій виду хамесіфонових відрізняються характерною будовою тіла. Коли вони починають розмножатися, стінки клітин лопаються, звільняючи спори, які виникли в результаті поділу материнської клітини.

Верхня клітина нитки грає роль початкової, вона виробляє нові клітини поперечним поділом. У рідкісних випадках вона ділиться в усіх площинах. Тоді виникають масивні таломи, які представляють найвищий рівень організації, якої можуть досягнути блакитні палички.

Багато блакитних паличок утворюють спеціальні форми, які слугують для розмноження. Часто їх метою є утворення цист (захисних оболонок), після формування яких клітина входить у фазу спокою, яка збігається з настанням несприятливих для ціанобактерій умов зовнішнього середовища. Після їх зникнення циста дає початок новим поколінням.

Читати початок                                                                               Читати продовження

БУДОВА БЛАКИТНИХ ПАЛИЧОК

Чому ціанобактерії такого кольору?

Тривалий час ціанобактерії (через наявність хлорофілу та утворення водоростеподібних колоній) зараховували до водоростей. Тепер відомо, що це грамнегативні бактерії, які належать до прокаріотів (у них немає справжнього структурно сформованого ядра). Їх генетичний матеріал не має окремої оболонки.

Забарвлення блакитних паличок пов'язане з наявністю пігментів: блакитного – фікоціану, червоного – фікоеритрину, а також каротиноїдів. Протопласт (вміст) ціанобактерій складається з зовнішнього забарвленого шару (хроматоплазми) та безбарвної внутрішньої частини (центроплазми). В хроматоплазмі знаходяться ламелли (пластинки), які здійснюють фотосинтез; вони розташовані концентричними шарами вздовж оболонки.

Прокаріотичні клітини оточені мембраною, яка відділяє їх від зовнішнього середовища. У них немає вираженої системи мембран у вигляді органел, таких як, наприклад, хлоропласти, мітохондрії, ядра або комплекс Ґольджі, які характерні для еукаріотів. Внутрішній шар клітинної оболонки складається з пептидоглікана (муреїна). Навколо зовнішньої оболонки часто утворюється слизова плівка. Вона оберігає від висихання види, які мешкають поза водним середовищем та сприяє утворенню колоній. Більшість ціанобактерій – фотосинтезуючі автотрофи. Вони містять хлорофіл, як у рослин та водоростей. 

Читати початок                                                                              Читати продовження

ЕВОЛЮЦІЯ БЛАКИТНИХ ПАЛИЧОК

Як виникла людина?

Діяльність перших автотрофів не викликала змін у складі атмосфери. Тільки в результаті ряду мутацій ціанобактерії почали синтезувати ферменти, які перехоплюють вивільнений кисень і транспортують його з клітини. Тоді з'явилася можливість використовувати величезні запаси водню, що знаходяться у воді. Замість бактеріохлорофіла вони містили хлорофіл, завдяки якому здатність до фотосинтезу була вищою. Так ціанобактерії отримали кількісну перевагу над іншими організмами. Побічним продуктом їх швидкого поширення був кисень. Спочатку він накопичувався повільно, але близько 2 млрд років тому ціанобактерії виробили таку його кількість, що в атмосфері почалися суттєві зміни. Утворився захисний озоновий шар, організми почали свій довгий шлях еволюції, з'явилися істоти, які дихають киснем. Так виникла людина.

На сьогодні налічується близько 2 тис. видів ціанобактерій, які ділять на 5 класів, що відрізняються будовою таллома (слані). Два перших – хроококкові (Chroococcales) та хамесіфонові (Chamaesiphonales) – це одноклітинні організми, які часто утворюють прості колонії. Три інших класи: плеврокапсові (Pleurocapsales), ностокові (Nostokales) та стігонемові (Stigonematales) – багатоклітинні нитчасті організми. Деякі з них розгалужені й утворюють щільні масивні талломи.

        Читати початок                                                                           Читати продовження

СВІТ БЛАКИТНИХ ПАЛИЧОК

Вони є найпростішими та найдревнішими організмами. Вони такі непримітні, що ми звертаємо на них увагу лише тоді, коли через них закриваються пляжі. Проте без них життя на Землі ніколи б не стало таким, як зараз.

Близько 3 млрд років тому на Землі з'явилася група організмів – Ціанобактерії (Сyanobacteria, Cyanoprocaryota). В той час атмосфера Землі значно відрізнялася від нинішньої. До її складу входили токсична суміш водню, двоокис вуглецю і метану. Не було кисню, оскільки нікому було його виробляти. Припускають, що перші організми, які з'явилися на землі, були гетеротрофами, тобто вони харчувалися готовими органічними речовинами (цукрами, амінокислотами, нуклеоїдами). Перш ніж ці запаси вичерпалися, частина організмів еволюціонувала, у них з'явилась здатність до фотосинтезу (автотрофність). Вони пристосувалися до використання нових джерел живлення – хімічних сполук та сонячної енергії. Але для фотосинтезу також необхідне джерело водню. Перші організми – фотосинтетики – отримували водень не з води, а з безпечніших для них сполук – таких як сірководень. Якби вони отримували водень з Н₂О, то вивільнений кисень спалив би їх клітини.

Термін "ціанобактерії" можна перекласти з грецької як "блакитні палички". Раніше їх також називали "синьо-зелені водорості".

"Як спілкуються блакитні палички? Коли бактерії впадають у сплячку? Чому людство завдячує ціанобактеріям своїм існуванням? Як вони покращують настрій?" та ще багато цікавого можна дізнатися з циклу розповідей про блакитні палички! 

                                                                                                         Читати продовження