Отдел Cyanophyta (Cyanobacteria) – Синезеленые водоросли Строение клетки цианобактерий 1 - плазмалемма, 2 - клеточная стенка со слоями L1-L4, 3 - поперечная перегородка (септа), 4 -цитоплазма, 5 тилакоиды, 6 - нуклеоид (ДНК), 7 - слизистый чехол, 8 - фибриллы чехла, 9 – поры, 10 – газовые вакуоли, 11 – рибосомы, 12 – цианофициевый крахмал, 13 – фикобилисомы, 14 – гранулы цианофицина, 15 - волютин Строение клетки цианобактерий Газовые вакуоли (псевдовакуоли) представляют собой заполненные газом полости, которые состоят из отдельных, но плотно упакованных наподобие сот полых белковых пузырьков – газовых везикул. Клетки Anabaena с газовыми вакуолями Клетка Microcystis с газовыми везикулами Цикл работы газовых вакуолей Талломы нитчатых цианобактерий Гомоцитный трихом Гетероцитный трихом Гетероцисты цианобактерий Гетероцисты – это специализированные клетки гетероцитного трихома одетые многослойной оболочкой и имеющие гомогенное содержимое 1, 14 - вегетативные клетки, 2 - плазмалемма, 3 – рибосомы, 4 – стенка гетероцисты, 5 – мембраны гетероцисты, 6 – нити ДНК, 7 – пластинчатый слой стенки гетероцисты, 8 – фибриллярный слой стенки, 9 – гомогенный слой, 10, 11 – пробка замыкающая поровый канал, 12 – микроплазмодесмы, 13 – септа Биохимические процессы протекающие в гетероцисте Основная функция гетероцист – фиксация азота. Осуществляющий её фермент – нитрогеназа, чувствителен к О2 и подавляется им. Поэтому фиксация азота – анаэробный процесс. Внутри гетероцист создаются соответствующие условия с малым содержанием О2. Этому способствуют толстые стенки гетероцисты, а также редукция фотосистемы II, в результате чего не происходит фотоокисления воды и выделения О2. Азот, кислород и необходимые вещества попадают в гетероцисты из соседних клеток через микроплазмодесмы. Споры (акинеты) цианобактерий Акинеты (споры) – это крупные толстостенные клетки с зернистым содержимым, одетые сплошным споровым покровом (поры отсутствуют) 1 – нуклеоплазма с нитями ДНК, 2 – гранулы цианофицина, 3 – плазмалемма, 4 – обвертка споры, 5 – тилакоиды, 6 – фикобилисомы, 7 – волютин, 8 – цитоплазма, 9 – рибосомы, 10 цианофициевый крахмал, L1–L4 – слои клеточной стенки акинеты КЛАСС CYANOPHYCEAE 1. Порядок Chroococcales - Хроококковые Род Microcystis – включает пресноводные, морские или почвенные цианобактерии, образующие объемные шаровидные, эллипсоидные или неправильной формы, нередко продырявленные колонии. Род Gloeocapsa характеризуется шаровидными клетками с сильно ослизненными оболочками, которые образуют сложную систему вставленных друг в друга пузырей, заключающих клетки. Род Merismopedia характеризуется образованием плоских таблитчатых колоний Род Chamaesiphon представлен эллиптическими, грушевидными или пальцеобразными клетками, прикрепленные к субстрату основанием. На вершине клетки отшнуровывают мелкие сферические экзоспоры. КЛАСС CYANOPHYCEAE 2. Порядок Oscillatoriales - Осциллаториевые Род Oscillatoria имеет неразветвленные нити сложенные из одинаковых (кроме верхушечных) клеток. Нити обнаруживают своеобразное колебательное (осциллаторное) движение, сопровождающееся вращением нити вокруг оси и движением вперед. Род Spirulina имеет нити скрученные в спираль. Род Lyngbya характеризуется прямыми или изогнутыми трихомами c крепкими, бесцветными или окрашенными, иногда слоистыми влагалищами. КЛАСС CYANOPHYCEAE 3. Порядок Nostocales - Ностоковые Nostoc pruniforme – самый крупный сферический носток, колонии которого могут достигать величины куриного яйца. Nostoc commune Род Anabaena имеет прямые или разнообразно изогнутые трихомы, одиночные или соединенные в мягкие слизистые дерновинки. КЛАСС CYANOPHYCEAE 4. Порядок Stigonematales - Стигонемовые Род Stigonema обладает гетероцитными, многорядными трихомами с истинным ветвлением. Трихомы заключены в широкие, нередко окрашенные влагалища. Строматолиты на литорали залива Шарк (Западная Австралия) Синезеленые живущие в шерсти наземных животных Шерсть ленивцев имеет зеленоватый оттенок, хорошо маскирующий их среди листвы тропического леса. Такую окраску меху придают водоросли Trichophilus и Cyanoderma, поселяющиеся в бороздках волос ленивцев. Белые медведи иногда могут становиться зелеными, и эта окраска обусловлена колониями синезеленых водорослей, развивающимися в полостях волос их мехового покрова Эндосимбиоз цианобактерий с простейшими Paulinella chromatophora – раковинная амеба, которая облигатно содержит в цитоплазме 2 крупные Prochlorococcus- или Synechococcus-подобные цианобактерии (цианеллы). Изначально эта амеба была описана как одноклеточная водоросль Cyanospira Эндосимбиоз с диатомовыми водорослями Rhichelia intracellularis – внутриклеточные азотфиксирующие цианобионты диатомовых водорослей. Они не видны при световой микроскопии и обнаруживаются только с помощью эпифлюоресцентного микроскопа Диатомея Rhizosolenia sp. и ее эндосимбиотическая цианобактерия Диатомея Hemiaulus sp. c эндосимбиотической цианобактерией Rhichelia Внеклеточный симбиоз водного папоротника Azolla с водорослью Anabaena azollae Папоротник азолла уже несколько столетий используется в качестве удобрения на рисовых полях. В его листьях имеются полости, содержащие цианобактерию Anabaena azollae. Она фиксирует азот, который используется папоротником. За 1 день цианобактерии в папоротниках фиксируют около 3 кг атмосферного азота на гектар. Внутриклеточный симбиоз с голосеменными Боковые корни саговниковых развивают на себе растущие вверх и дихотомически ветвящиеся коралловидные корни – кораллоиды. Они окружают ствол у основания. В первичной коре кораллоидов обнаружено несколько симбиотических организмов: синезеленые водоросли Nostoc punctiforme, Anabaena cycadae, 2 вида азотфиксирующих бактерий и гифы гриба, образующего эндотрофную микоризу. Водоросли локализуются в клетках центральной части коры, образуя цианобактериальную зону. «Цветение» воды – массовое развитие планктонных организмов , обуславливающее изменение ее окраски.