Сине-зелёные « водоросли » ( цианобактерии , цианеи )

· Относятся к подцарству оксифотобактерии ( объединяет два отдела : цианобактерии и хлороксибактерии )

· Существует около 2 тыс. видов цианобактерий ( водные или реже почвенные автотрофные организмы ) ; основная масса видов населяет пресноводные бассейны , немногие виды живут в морях и на суше ( входят в состав планктона и бентоса , встречаются в качестве симбионтов во многих лишайниках ; на суше цианобактерии живут в почве , образуя налёты на камнях и коре деревьев ))

· Возникли свыше 3 млрд. лет назад ( предполагается , что изменения в составе атмосферы архея связаны с фотосинтетической активностью цианобактерий )

· Имеют одиночные клетки , могут объединяться в колонии или образовывать многоклеточные нити

( у некоторых форм нити ветвятся и образуют многорядные слоевища )

· Клетки имеют толстые многослойные клеточные облочки ( состоят из полисахаридов , пектиновых веществ , муреина и целлюлозы ) ; часто одеты слизистым чехлом

· Никогда не имеют жгутиков

· Сходны по строению с бактериями ( некоторые формы имеют вакуоли , часто встречаются особые газовые вакуоли , наполненные азотом – приспособление для парения в толще воды )

· Нитчатые формы цианобактерий помимо обычных клеток имеют более крупные клетки с утолщёнными стенками – гетероцисты , способные фиксировать азот и снабжать азотистыми веществами прочие клетки нити

· Состав пигментов цианей резко отличается от состава пигментов других автотрофов ( у них найден хлорофилл а , несколько каротинов и ксантофилов , фикобилины – особая группа пигментов , известная только у багрянок ) ; клетки имеют очень разнообразную окраску – от сине-зелёной до фиолетовой , красноватой или почти чёрной )

· Способны к аэробному фотосинтезу с выделением кислорода ( фотосинтез осуществляется на свободнолежащих в цитоплазме мембранах , содержащих хлорофилл и дополнительные пигменты )

· Продукты фотосинтеза накапливаются в небольших количествах в виде гликопротеида , похожему по химическому составу на гликоген

· Способны к фиксации атмосферного азота ( специальные клетки - гетероцисты )

· Являются автотрофами по способу питания , однако способны и к смешанному миксотрофному типу питания

· Размножаются цианобактерии путём простого деления ( амитоз ) ; колониальные и нитчатые – распадом колоний или нитей ; полового процесса нет

· При неблагоприятных условиях могут образовывать споры

Значение цианобактерий

q Первыми осваивают безжизненные места обитания – вулканические острова , лавовые потоки ( первичное почвообразование )

q Способны очищать воду , минерализуя продукты гниения ( некоторые виды живут в местах загрязнения органическими веществами , питаясь миксотрофно )

q Азотофиксация

q Встречаются в качестве симбионтов во многих лишайниках

q Входят в состав планктона и бентоса ( начальное звено в цепях питания ; первичные продуценты в биогеоценозах )

q « Цветение » воды в водоёмах , что отрицательно сказывается на жизни их обитателей

q Искусственно разводятся человеком цинобактерии рода анабена на рисовых полях в тропиках с целью обогащения почвы соединениями азота

· Биоиндикация чистоты водоёмов

Архебактерии

· Согласно современным представлениям архебактерии образуют третье надцарство органического мира ( наряду с прокариотами и эукариотами ) ; по другой классификации они формируют отдельное царство прокариот и было открыто в1977 году группой американских учёных

· Архебактерии включают несколько групп организмов , живущих в экстремальных условиях :

q Метаногенные бактерии ( метаногены )

- живут в пресных и солёных водах , в болотах , стволах деревьв , желудочно-кишечном тракте жвачных животных , а также людей и насекомых , в тундровых торфах , термальных источниках , в силосных ямах , даже внутри гигантской амёбы , являясь эндосимбионтом последней

- Строгие , облигатные анаэробы ( занимают бескислородные ниши и образуют метан как главный продукт анаэробного метаболизма ) ; весь метан современной атмосферы образуется только метаногенными архебактериями

- Имеют очень маленький геном ( до сих пор у них не получено ни одного мутанта )

- В природе метаногены завершают анаэробное разложение мёртвых растений и животных и находятся в зависимости от других бактерий , расщепляющих полимерные молекулы , СО₂ и Н₂

q Галобактерии ( экстремальные галофилы )

- Встречаются в самых солёных водоёмах на Земле , пустынных щелочных озёрах ( насыщенных рас - . творах поваренной соли и щёлочи ; на кусочках соли они годами сохраняются живыми ) , кожанных . изделиях , вызывая их порчу , на сухой солёной рыбе

- Благодаря каротиноидному пигменту окрашены в розовый , красный и оранжевый цвет

- Аэробы , способны и к фотосинтезу (фототрофы ) , происходящему при участии особого белка пигмента - бактериородопсина ( возможен гетеротрофные тип питания )

q Аэробные и анаэробные серозависимые архебактерии и термоацидофильные термоплазмы

- Обитают в горячих кислых водоёмах и почвах , в вулканических расщелинах , нефтях ( могут жить при температуре кипящей воды – 108 ^оС и очень высоких давлениях - экстремальные термоацидофилы )

- Осуществляют аэробный хемолитотрофный метаболизм ( ассимиляция СО₂ за счёт окисления Н₂ с образованием Н₂S )

· Архебактерии имеют признаки , сближающие их с одной стороны с прокариотами ( отсутствие оформленного ядра , кольцевая ДНК , плазмиды ) , с другой – с эукариотами ( наличие родопсина , особенности строения генетического аппарата , например , их ДНК имеет гистоноподобные белки , интроны и процессинг м-РНК ) , кроме этого они имеют ряд особенностей присущих только им :

q В их клеточных стенках отсутствует пептидогликан муреин и они крайне устойчивы к экстремальным условиям ( термоплазмы вообще не имеют клеточной стенки )

q Имеют уникальные мембранные липиды , образующие уникальные однослойные клеточные мембраны

q В т-РНК не имеют урацила , хотя генетический код такой же , как в других царствах

Значение архебактерий

· Изучение структурно-функциональной организации архебактерий позволяет глубже познать происхождение и эволюцию живых существ ( жизнь архебактерий протекает в условиях , которые превалировали на на ранней стадии истории жизни на Земле , по-видимому они были первыми прокариотными организмами )

· Глобальный биологический метаногенез значительно превосходит геологическую продукцию метана , что возвращает на Землю около 80% энергии окисленого органического субстрата ( остаток после метаногенеза служит хорошим азотным и фосфорным удобрением – в Китае сейчас работает 7млн. биогазовых установок , а в Индии 75 тыс. заводов , перерабатывающих навоз в биогаз и удобрения )

· Коферменты биомассы метаногенных бактерий используются в медицине

· Препарат метаногенов КВМ-12 содержит витамин В₁₂ и используется в качестве витаминной добавки к кормам с\х животных

· Биологическая очистка сточных вод , промышленных и бытовых отходов , навозных стоков и т. д.

· Получение биогаза и автомобильного топлива из бытовых и с\х отходов ( газовый генератор превращает метан в электричество – свет и тепло для миллионов жителей городов )

· Пурпурные мембраны галобактерий , ориентированные на носителе могут давать электричество , АТФ , обессоливать морскую воду