Tra gli organismi attualmente esistenti ci sono quelli la cui appartenenza è costantemente dibattuta. Questo accade con creature chiamate cianobatteri. Anche se non hanno nemmeno un nome esatto. Troppi sinonimi:

• alghe blu verdi;
• cianobionti;
• frantoi di ficocromo;
• cianea;
• alghe melmose e altri.

Quindi si scopre che i cianobatteri sono un organismo completamente piccolo, ma allo stesso tempo così complesso e contraddittorio che richiede un attento studio e considerazione della sua struttura al fine di determinarne l'esatta affiliazione tassonomica.

Storia dell'esistenza e della scoperta

A giudicare dai resti fossili, la storia dell'esistenza delle alghe blu-verdi risale a molto tempo fa, diversi (3,5) miliardi di anni fa. Tali conclusioni sono state rese possibili dagli studi dei paleontologi che hanno analizzato le rocce (sezioni delle stesse) di quei tempi lontani.

Sulla superficie dei campioni sono stati trovati cianobatteri, la cui struttura non era diversa da quella delle forme moderne. Questo indica alto grado l'adattabilità di queste creature alle varie condizioni di vita, alla loro estrema resistenza e sopravvivenza. È ovvio che nel corso di milioni di anni si sono verificati molti cambiamenti nella temperatura e nella composizione del gas del pianeta. Tuttavia, nulla ha influito sulla vitalità del ciano.

Nei tempi moderni, un cianobatterio è un organismo unicellulare scoperto contemporaneamente ad altre forme di cellule batteriche. Cioè Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur e altri ricercatori nei secoli XVIII-XIX.

Successivamente furono sottoposti a studi più approfonditi, con lo sviluppo della microscopia elettronica e metodi e metodi di ricerca modernizzati. Sono state identificate le caratteristiche possedute dai cianobatteri. La struttura della cellula include una serie di nuove strutture non trovate in altre creature.

Classificazione

La questione della determinazione della loro affiliazione tassonomica rimane aperta. Finora si sa solo una cosa: i cianobatteri sono procarioti. Ciò è confermato da caratteristiche come:

• assenza di nucleo, mitocondri, cloroplasti;
• presenza di mureina nella parete cellulare;
• molecole di ribosomi S nella cellula.

Tuttavia, i cianobatteri sono procarioti e contano circa 1.500 mila specie. Tutti sono stati classificati e combinati in 5 grandi gruppi morfologici.

1. Croococco. Un gruppo abbastanza ampio che unisce forme solitarie o coloniali. Alte concentrazioni di organismi sono tenute insieme da un muco comune secreto dalla parete cellulare di ciascun individuo. In termini di forma, questo gruppo comprende strutture a forma di bastoncino e sferiche.
2. Pleurocapsaceae. Molto simile alle forme precedenti, tuttavia, appare una caratteristica sotto forma di formazione di beociti (su questo fenomeno parleremo più avanti). I cianobatteri qui inclusi appartengono a tre classi principali: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcina.
3. Ossillatorio. La caratteristica principale di questo gruppo è che tutte le cellule sono unite in una struttura comune di muco chiamata tricoma. La divisione avviene senza andare oltre questo filo, all'interno. Gli oscillatori comprendono esclusivamente cellule vegetative che si dividono a metà asessualmente.
4. Nostocaceae. Interessanti per la loro criofilicità. Sono in grado di vivere in deserti ghiacciati aperti, formando su di essi rivestimenti colorati. Il cosiddetto fenomeno della “fioritura dei deserti di ghiaccio”. Le forme di questi organismi sono anche filamentose sotto forma di tricomi, ma la riproduzione è sessuale, con l'aiuto di cellule specializzate: le eterocisti. I seguenti rappresentanti possono essere inclusi qui: Anabens, Nostoks, Calothrix.
5. Stigonematodi. Molto simile al gruppo precedente. La differenza principale sta nel metodo di riproduzione: sono in grado di dividersi più volte all'interno di una cellula. Il rappresentante più popolare di questa associazione è Fisherella.

Pertanto i cianuri vengono classificati secondo criteri morfologici, poiché sul resto sorgono molte domande e si crea confusione. Botanici e microbiologi non sono ancora riusciti a trovare un denominatore comune nella tassonomia dei cianobatteri.

Habitat

A causa della presenza di adattamenti speciali (eterocisti, beociti, tilacoidi insoliti, vacuoli di gas, capacità di fissare l'azoto molecolare e altri), questi organismi si stabilirono ovunque. Sono in grado di sopravvivere anche nelle condizioni più estreme, in cui nessun organismo vivente può esistere. Ad esempio, sorgenti calde termofile, condizioni anaerobiche con atmosfera di idrogeno solforato, con un pH inferiore a 4.

I cianobatteri sono un organismo che sopravvive tranquillamente sulla sabbia marina e sugli affioramenti rocciosi, sui blocchi di ghiaccio e nei deserti caldi. Puoi riconoscere e determinare la presenza di cianuri dal caratteristico rivestimento colorato che formano le loro colonie. Il colore può variare dal blu-nero al rosa e al viola.

Sono chiamati blu-verdi perché spesso formano una pellicola di muco blu-verde sulla superficie della normale acqua dolce o salata. Questo fenomeno è chiamato “fioritura dell’acqua”. Può essere visto su quasi tutti i laghi che iniziano a diventare ricoperti di vegetazione e paludosi.

Caratteristiche della struttura cellulare

I cianobatteri hanno la struttura abituale degli organismi procarioti, ma presentano alcune peculiarità.

Lo schema generale della struttura cellulare è il seguente:

• parete cellulare costituita da polisaccaridi e mureina;
• struttura bililipidica;
• citoplasma con distribuzione libera materiale genetico sotto forma di una molecola di DNA;
• thillacoidi, che svolgono la funzione della fotosintesi e contengono pigmenti (clorofille, xantofille, carotenoidi).

Tipologie di strutture specializzate

Prima di tutto, queste sono eterocisti. Queste strutture non sono parti, ma le cellule stesse come parte di un tricoma (un filo coloniale comune unito dal muco). Se osservati al microscopio, differiscono nella loro composizione, poiché la loro funzione principale è la produzione di un enzima che consente la fissazione dell'azoto molecolare presente nell'aria. Pertanto, non ci sono praticamente pigmenti nelle eterocisti, ma c'è parecchio azoto.

In secondo luogo, queste sono ormogonie, aree strappate dal tricoma. Servire come siti di riproduzione.

I beociti sono cellule figlie uniche, derivate in massa da una cellula madre. A volte il loro numero raggiunge il migliaio in un periodo di divisione. I Dermocaps e altri Pleurocapsodium sono capaci di questa caratteristica.

Gli acineti sono cellule speciali che sono a riposo e incluse nei tricomi. Si distinguono per una parete cellulare più massiccia e ricca di polisaccaridi. Il loro ruolo è simile alle eterocisti.

Vacuoli gassosi: tutti i cianobatteri li hanno. La struttura della cellula implica inizialmente la loro presenza. Il loro ruolo è prendere parte ai processi di fioritura dell'acqua. Un altro nome per tali strutture è carbossisomi.

Esistono certamente nelle cellule vegetali, animali e batteriche. Tuttavia, nelle alghe blu-verdi queste inclusioni sono leggermente diverse. Questi includono:

• glicogeno;
• granuli di polifosfato;
• La cianoficina è una sostanza speciale composta da aspartato e arginina. Serve per l'accumulo di azoto, poiché queste inclusioni si trovano nelle eterocisti.

Questo è ciò che hanno i cianobatteri. Le parti principali, le cellule e gli organelli specializzati sono ciò che consente ai cianuri di effettuare la fotosintesi, ma allo stesso tempo essere classificati come batteri.

Riproduzione

Questo processo non è particolarmente difficile, poiché è identico a quello dei comuni batteri. I cianobatteri possono dividere vegetativamente parti di tricomi, una cellula normale in due o eseguire il processo sessuale.

Spesso a questi processi partecipano cellule specializzate, eterocisti, acineti e beociti.

Metodi di trasporto

La cellula cianobatterica è ricoperta esternamente e talvolta anche da uno strato di uno speciale polisaccaride che può formare attorno ad essa una capsula di muco. È grazie a questa caratteristica che viene eseguito il movimento del ciano.

Non ci sono flagelli o escrescenze speciali. Il movimento può essere effettuato solo su una superficie dura con l'aiuto del muco, con brevi contrazioni. Alcuni Oscillatori hanno un modo di muoversi molto insolito: ruotano attorno al proprio asse e contemporaneamente provocano la rotazione dell'intero tricoma. Ecco come avviene il movimento sulla superficie.

Capacità di fissazione dell'azoto

Quasi tutti i cianobatteri hanno questa caratteristica. Ciò è possibile grazie alla presenza dell'enzima nitratosi, che è in grado di fissare l'azoto molecolare e convertirlo in una forma di composti digeribile. Ciò accade nelle strutture eterocistiche. Di conseguenza, le specie che ne sono sprovviste non sono in grado di uscire dal nulla.

In generale, questo processo rende i cianobatteri creature molto importanti per la vita vegetale. Stabilendosi nel terreno, i cianuri aiutano i rappresentanti della flora ad assorbire l'azoto legato e a condurre una vita normale.

Specie anaerobiche

Alcune forme di alghe blu-verdi (ad esempio Oscillatoria) sono in grado di vivere in condizioni completamente anaerobiche e in un'atmosfera di idrogeno solforato. In questo caso, il composto viene elaborato all'interno del corpo e, di conseguenza, si forma zolfo molecolare che viene rilasciato nell'ambiente.

LEZIONE N. 1

ARGOMENTO: Introduzione alla tassonomia. Regno dei batteri.

Regno delle alghe.

BERSAGLIO: Familiarizzare con le basi della tassonomia e della classificazione flora, studiare le caratteristiche della struttura morfologica dei batteri, nonché la posizione sistematica, le caratteristiche strutturali e la riproduzione dei principali rappresentanti dei dipartimenti verde, rosso, diatomee e alghe brune, rappresentanti medicinali.

LAVORO INDIPENDENTE.

DOMANDE PER L'AUTOPREPARAZIONE:

1. La sistematica come scienza biologica. Tipi di sistemi. Taxa.

2. Organismi cellulari impero (Cellulata). Organismi prenucleari (Procariota).Caratteri principali della sistematica

3. Sottoregno Ossifotobatteri. Dipartimento di Cianobatteri. Caratteristiche strutturali, significato nella natura e nella vita umana.

4. Regno Protoctista, principali personaggi sistematici, rappresentanti.

5. Protoctisti - alghe (alghe). caratteristiche generali alga marina

6. Sistematica delle alghe. Significato nella natura e nella vita umana.

7. Dipartimento della Viola (Rhodophyta), caratteristiche strutturali, riproduzione.

8. Dipartimento delle Alghe verdi (Chlorophyta), caratteristiche strutturali, riproduzione.

9. Dipartimento Alghe brune (Phaeophyta), caratteristiche strutturali, riproduzione.

LETTERATURA: 1. Yakovlev G.P. e altri.Botanica. - San Pietroburgo: Casa editrice SPFKhA, 2001. - pp. 232 – 284.

Esercizio 1. Annota e impara i nomi latini dei rappresentanti del dipartimento studiato.

Alghe brune - ________________________________________________________________

Alghe zuccherine - ________________________________________________________________

Alghe giapponesi - _________________________________________________________________

Alghe verdi - ______________________________________________________________

Chlamydomonas - _____________________________________________________________________

Clorella - ___________________________________________________________________________

Ulotrix - ___________________________________________________________________________

Spirogira - __________________________________________________________________________

Alghe blu verdi - ________________________________________________________

Nostok - ______________________________________________________________________________

Anabena - ___________________________________________________________________________________________

Oscillatorio - ________________________________________________________________________________

Spirulina - __________________________________________________________________________

Compito 2. Selezionare le aggiunte necessarie per caratterizzare il reparto dei cianobatteri.

1. I cianobatteri, o alghe blu-verdi, includono:

A - al superregno dei procarioti; B - al superregno degli eucarioti; B - al regno delle piante, G - al regno dei fucili, D - al regno degli ossifotobatteri; E - vere e proprie alghe per il sottoregno.

2. I rappresentanti dei cianobatteri sono:

A - organismi unicellulari che popolano esclusivamente corpi d'acqua dolce; B - forme coloniali unicellulari e multicellulari che vivono in corpi d'acqua dolce, meno spesso nei mari,

B - depositandosi su terreno, pietre, tronchi d'albero, formando licheni; G - organismi autotrofi; D - organismi eterotrofi; E - organismi in grado di fissare l'azoto libero.

3. Le caratteristiche strutturali di una cellula cianobatterica solitamente includono:

A - non è presente alcun nucleo morfologicamente formato; B - uno o più nuclei; B - il guscio è denso, spesso, comprende sostanze pictine, cellulosa, mureina e altri polisaccaridi; G - guscio chitinoso, i pigmenti sono concentrati nello strato della parete del citoplasma; E - i pigmenti sono localizzati nei cromofori; F - pigmenti specifici – carotenoidi; Z - pigmenti specifici - ficociani e ficoeritrina.

Compito 3. Descrivi il dipartimento Clorophyta selezionando le integrazioni necessarie:

1. Le cellule delle alghe verdi sono simili alle cellule delle piante superiori, vale a dire:

A - membrana cellulare di cellulosa-pectina; B - clorofille e carotenoidi sono concentrati nei plastidi; B - cloroplasti solitamente con pirenoidi; G - prodotto della fotosintesi - amido.

2. Tallo - ...

A - sempre unicellulare; B - sempre pluricellulare; B - unicellulare o multicellulare;

G - non cellulare e coloniale.

3. Si riproducono...

A - vegetativamente; B - asessualmente con l'aiuto di zoospore, C - asessualmente con l'aiuto di aplanospore; G - sessualmente.

4. Forme del processo sessuale:

A – oogamia; B – eterogamia; B - isogamia; G - coniugazione.

5. Rappresentanti del dipartimento:

A - nostok; B – clorella; B - ulotrix; G - spirogira; D – fuoco; E – chlamydomonas;

F – Volvox.

Compito 4. Indicare i nomi delle alghe raffigurate (A, B, C, D) dei reparti di appartenenza e scrivere le didascalie per le designazioni digitali.

UN	B	IN	G
1__________________________________ 2__________________________________ 3__________________________________ 4__________________________________ 5__________________________________	6__________________________________ 7__________________________________ 8__________________________________ 9__________________________________

Compito 5. Descrivi il dipartimento Phaeophyta scegliendo quello che ti serve:

1. Le alghe brune sono...

A - al superregno dei procarioti; B - al superregno degli eucarioti; B - il regno del grano schiacciato; G - regno vegetale; D - vere alghe per il sottoregno; E - al regno dello scarlatto.

2. Vivono...

A - in mari freddi, su substrati con fondali rocciosi; B - nei mari caldi e nei corpi d'acqua dolce, nella colonna d'acqua.

3. Livello dell'edificio...

A – unicellulare e multicellulare, B – solo multicellulare; B - di piccole dimensioni, non più di 1 m;

G - grandi dimensioni, fino a 6 m o più.

4. Tallo sporofito...

A - filamentoso, multifilare o diviso in placche “tronco” e fogliari;

B - filamentoso, non sezionato; B - con falsi tessuti; G - con tessuti veri.

5. Nel ciclo di sviluppo delle alghe brune...

A - si osserva un cambiamento nelle fasi nucleari, si esprime l'alternanza di generazioni; B - il cambiamento delle fasi e delle generazioni nucleari non è espresso.

6. Le cellule sono caratterizzate da...

A - un nucleo, molti vacuoli; B - molti nuclei, un vacuolo; B - i gusci diventano viscidi; D - i cloroplasti hanno pirenoidi e contengono il pigmento ficoeritrina; D - cloroplasti senza pirenoidi, pigmento specifico - fucoxantina; E - sostanze di riserva - laminarina, mannitolo e olio grasso; F - sostanza di riserva - amido.

7. I rappresentanti del dipartimento sono:

A - clorella; B - fuco; B - ulotrix; G - alghe; D - vosheria; E - spirogira.

Compito 6. Termini di base sull'argomento (dare la definizione):

Nomenclatura binaria - ______________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

Sistemi artificiali - ___________________________________________________________________________

Classificazione - ______________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Sistematici - __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Taxon - ______________________________________________________________________________

Akinetes - ___________________________________________________________________________

Eterocisti - ________________________________________________________________________

Genoforo - ___________________________________________________________________________

Algologia – ________________________________________________________________________

Benthos – ___________________________________________________________________________________________

Gametofito – __________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Ipotesi - ___________________________________________________________________________

Karpogon – ________________________________________________________________________________

Pellicola – __________________________________________________________________________

Pirenoidi – __________________________________________________________________________

Rizoidi – ___________________________________________________________________________

Sporofito – ________________________________________________________________________________

Undulipodia – ________________________________________________________________________________

Tallo – ______________________________________________________________________________

Fitoplancton – ______________________________________________________________________________

Cromatofori – ______________________________________________________________________________

Epiteca – ___________________________________________________________________________

Compito 7. Scegli una corrispondenza: tipi di riproduzione delle alghe: la loro essenza

Compito 8. Per i gruppi di piante indicati, selezionare il significato e l'applicazione appropriati.

La vegetazione verde in un acquario è un elemento necessario per mantenere la composizione chimica dell'acqua e conferire al suo design un aspetto naturale. Tuttavia, non tutti i “verdi” sono uguali. Un esempio di “acquario negativo” sono le alghe blu-verdi – microrganismi che hanno un altro nome: cianobatteri.

Caratteristiche strutturali delle alghe azzurre

Le alghe verdi-azzurre sono grandi batteri che possono essere trovati singolarmente, in gruppi o in filamenti. La loro particolarità è la capacità di effettuare la vera fotosintesi (rilascio di ossigeno nell'ambiente acquatico alla luce). Loro, a differenza delle alghe euglenoidi e pirofite, non hanno flagelli e una caratteristica mucosa, crescono rapidamente e ricoprono la superficie su cui sono attaccati con uno strato denso. Inoltre, questa cellula è un tipico procariota. Non ha nucleo né organelli interni.

In natura fa parte del fitoplancton naturale, partecipante a molte simbiosi con l'elemento acqua.

A seconda delle condizioni di crescita, possono cambiare colore: dal verde chiaro al viola scuro. Questa colorazione è ottenuta grazie alla prevalenza di uno dei principali partecipanti alla fotosintesi: la clorofilla e la ficocianina. La tonalità dipende dalla loro percentuale.

La fitta colonizzazione dell'acqua dell'acquario da parte di tali microrganismi porta alla perdita di trasparenza, all'acquisizione di uno sgradevole odore di muffa e alla morte delle piante e delle alghe coltivate, nonché della fauna esistente.

A causa della loro struttura, crescono rapidamente su superfici dure, formando strati densi e spessi. Il muco si forma quasi sempre attorno a tali organismi. Questa è la proprietà protettiva dei cianobatteri di resistere a fattori avversi. ambiente. Quindi, in natura, quando un serbatoio si secca, il muco impedisce ai batteri di morire rapidamente. E quando tornano in acqua, ripristinano rapidamente la loro vitalità.

Quali opzioni esistono?

Nel corso dei 3 miliardi di anni della sua esistenza, le alghe blu-verdi hanno formato molte modifiche”. Oggi si conoscono più di 2,5 mila delle loro specie. Tra loro:

• gleotrichia;
• anabena;
• oscillatore.

Per la gleotrichia, l'habitat naturale sono i serbatoi con acqua salata in movimento, in cui possono vivere su parti obsolete della vegetazione.

L'Anabena si trova nelle paludi e negli stagni con fondo argilloso e anche nelle pozzanghere dopo la pioggia.

Gli oscillatori preferiscono l'acqua stagnante, spesso avvolgono le superfici degli oggetti annegati, ma si trovano anche sulla superficie dei serbatoi.

Numerose foto di serbatoi “in fiore” riflettono il risultato della colonizzazione dei cianobatteri. In questo caso, l'equilibrio ecologico viene interrotto. Le piante smettono di crescere e sono scarsamente rafforzate, i pesci praticamente soffocano a causa della presenza di sostanze chimiche dannose nell'acqua - prodotti di scarto dei parassiti.

Caratteristiche biologiche

Tutte le specie si nutrono in modo fototrofico, simile alle alghe. Tuttavia, è dimostrato che il batterio può nutrirsi anche mixotroficamente, cioè misto. Assorbe praticamente sostanze organiche già pronte su tutta la sua superficie, motivo per cui cresce.

Le alghe non sono in grado di riprodursi sessualmente. Sono caratterizzati da un metodo di crescita filamentoso, detto vegetativo. Da diversi elementi iniziali si formano rapidamente interi boschetti, spesso impigliando piante coltivate, come una ragnatela.

Tutti i tipi di cianobatteri hanno in comune la loro elevata vitalità e la capacità di riprendersi rapidamente.

Il parassita è anche resistente ad alcuni metodi di disinfezione. Può resistere alla salatura popolare, all'aggiunta di qualche goccia di verde brillante all'acqua o ad altri effetti simili. Per combatterlo sono necessari antibiotici naturali e mezzi speciali per disinfettare l'acqua e le superfici dell'acquario.

Come puoi sapere se ci sono cianobatteri nel tuo acquario?

Le alghe blu-verdi, appartenenti al regno delle alghe prenucleari (o alghe frantumate), hanno fatto tanta strada percorso storico sviluppo che hanno imparato ad adattarsi alle condizioni più negative dell’esistenza. Molti di loro sono inaccettabili per altre piante. Possono crescere in acqua:

• contaminato da sostanze chimiche;
• riscaldato fino a 93 o C;
• con segni di marciume;
• contaminati da materia organica a livelli superiori agli standard accettabili per la vita.

I batteri sono in grado di sopravvivere nel ghiaccio e di crescere su superfici completamente prive di vita.

Se nell'acquario compaiono alghe blu-verdi , Questo può essere notato inizialmente quando si cambia l'acqua. Dopo aver scaricato qualche litro si avverte un odore sgradevole proveniente dall'interno. Le foglie delle grandi piante diventano leggermente scivolose e morbide, cambiando gradualmente il loro colore in un colore più opaco.

Successivamente si presta attenzione ad uno strano muco che, con il tempo, riduce la sua trasparenza e Composizione chimica ambiente acquatico. Allo stesso tempo, sulle superfici di pietre, grotte, supporti vari ed elementi decorativi appare un rivestimento verde. Tende a trasformarsi in una densa crosta di alghe. Potete verificarne la presenza grattandolo leggermente con l'unghia: dovrebbe staccarsi in grosse scaglie.

Le misure non adottate in tempo garantiscono la completa distruzione della biocenosi esistente. La placca coprirà le pareti e il fondo dell'acquario, si depositerà sulla superficie del terreno e si trasformerà in un rivestimento denso e ermetico.

Cosa contribuisce a questo processo?

Un batterio portato dall’esterno in una casa con acqua sicura richiede:

• luce solare intensa o luce artificiale;
• aumento della temperatura superiore a 24 o C;
• rari cambi d'acqua;
• basso livello di aerazione;
• periodo di illuminazione prolungato;
• la presenza di flora (batterica) di accompagnamento: vari microbi, protozoi o virus.

Un fattore che contribuisce alla crescita è il sedimento regolare del cibo non consumato, soprattutto di natura biologica.

Come cercare di sbarazzarsi di un ospite indesiderato?

Come affrontare un problema del genere? Dopotutto, sentiamo spesso dire che l'acqua ha un potere pulente sufficiente per eliminare i propri contaminanti. In una certa misura questo è vero, ma si applica solo ai grandi corpi idrici naturali. Condizioni artificiali e, soprattutto, una piccola quantità d'acqua non consentirà di sconfiggere un ospite così non invitato.

Dopotutto, non ha bisogno di cibo, è un autotrofo e la riproduzione avviene rapidamente e facilmente.

Puoi provare a sconfiggere solo le alghe blu-verdi che compaiono, compreso l'oscillatore , con l'aiuto degli inservienti di fondo - ancistrus. Queste amate creature appartengono alla specie dei pesci gatto, che puliscono naturalmente le superfici nella loro comune casa acquatica. Non sono solo divertenti, ma anche utili.

Le alghe verdi-azzurre sono batteri , che dovrebbe essere affrontato in più direzioni contemporaneamente:

• creare condizioni contrarie al mondo algale;
• determinare e implementare un metodo di disinfezione dell'acqua;
• sciacquare accuratamente il terreno e pulire tutte le superfici interessate;
• disinfettare le piante e sciacquarle abbondantemente in acqua corrente fredda;
• adottare misure per garantire che il rappresentante blu o verdastro delle alghe unicellulari non ricompaia.

Passo dopo passo, l'essenza di queste azioni dell'acquariofilo si riduce a quanto segue.

1. Rimuovere il maggior numero possibile di abitanti dall'acquario interessato;
2. Se possibile, rimuovere gli oggetti importanti per la crescita dei cianobatteri;
3. Cambiare almeno la metà del volume dell'acqua, sostituendola con acqua fresca arricchita di ossigeno;
4. Le piante ben radicate possono essere lasciate intatte, ma quelle piccole e galleggianti vanno rimosse e igienizzate in modo accessibile;
5. Aggiungere un antibiotico all'acqua, ad esempio l'eritromicina in ragione di 3-5 mg per 1 litro;
6. Ombreggiare completamente l'acquario e lasciarlo senza accesso alla luce per 72 ore;
7. Al termine dell'esposizione cambiare nuovamente un terzo dell'acqua e aprirla alla luce.

Prima di ripopolare i pesci, vale la pena osservare l'efficacia della bonifica. Se sono presenti tracce di cianobatteri è meglio ripetere la procedura in tempo.

Tali azioni possono combattere contemporaneamente non solo le alghe blu-verdi , ma anche altri fenomeni dannosi per l'acquario, ad esempio lo xenococo.

Per i piccoli acquari le raccomandazioni generali non possono essere considerate ottimali. La loro principale differenza è che non sarà sufficiente cambiare parte dell'acqua, la cui quantità è già limitata. In tal caso, si propone di eliminare il parassita della pianta utilizzando il perossido di idrogeno. È necessario determinarne la dose in base al volume dell'acquario: 20-25 ml di perossido si aggiungono proporzionalmente a 100 litri. Molto probabilmente, il trattamento con gli oscillatori non finirà subito, ma dopo 24 ore è consigliabile ripeterlo.

Ulteriori tattiche sono determinate dall'intensità dello sviluppo dei cianobatteri. Se necessario, dopo alcuni giorni, il trattamento viene ripetuto.

La disinfezione con acqua ossigenata è più difficile, poiché in questo caso è completamente esclusa la presenza di pesci e piante. Per loro lo è Sostanza chimica rappresenta un pericolo per la vita.

Come proteggere un acquario da un problema del genere?

Alghe verdi-azzurre - piante , che nella loro struttura appartengono al regno dei batteri, pur non essendo eucarioti. Pertanto potete portarli in acquario con:

• nuovo equipaggiamento;
• terreno contaminato;
• cespugli di piante;
• acqua.

Ci sono prove che anche l'acqua del rubinetto può fungere da vettore di microscopici pezzi di alghe. In questo caso, immediatamente dai primi giorni di allestimento dell'acquario, sulla sua superficie apparirà una pellicola verde scuro, che ha un odore pungente e sgradevole. L'acqua non sarà limpida e sicura e l'introduzione di esseri viventi in essa può portare alla morte.

Se le piante vengono prelevate per il trapianto da un acquario in cui il vetro è ricoperto da un rivestimento verde scuro scivoloso, molto probabilmente sistema ecologicoè disturbato e la probabilità della presenza di cianobatteri è alta. Una pianta del genere cresce male perché non assorbe minerali, sembra malaticcia e appassisce rapidamente.

Il terreno in cui crescono cianobatteri è scarsamente ventilato, ha un basso tasso di ossidazione e rilascia gas tossici nell'acqua, prodotti di scarto delle alghe blu-verdi.

È molto importante che l'acqua non contenga residui di sostanze organiche come aminoacidi e carboidrati formatisi durante la decomposizione dei residui alimentari. Pertanto, è necessario osservare rigorosamente il regime alimentare e la quantità di questo cibo. I contaminanti meccanici sospesi nell'acqua vengono facilmente rimossi utilizzando dispositivi speciali: filtri.

Un terzo dell'acqua nell'acquario dovrebbe essere cambiato regolarmente (almeno una volta ogni 10 giorni). Il coefficiente di saturazione dell'ossigeno è importante, ad es. aerazione. La potenza della pompa dell'aria deve corrispondere al volume di liquido disponibile.

Ancora uno fattore importante il rischio va oltre la copertura normativa. Secondo molti biologi i pesci non necessitano di lunga durata ore diurne. L'illuminazione è piuttosto una caratteristica necessaria per la crescita delle piante e per la risoluzione delle idee progettuali. Ma insieme alle piante sottomarine coltivate, crescono le alghe blu-verdi, soprattutto se la temperatura dell'acqua è irragionevolmente alta. Pertanto, il numero di ore in cui la luce diretta viene diretta nell'acquario deve essere bilanciato.

I compiti di un acquariofilo includono aspetti spiacevoli come la lotta contro le alghe blu-verdi. E su questo percorso puoi ottenere buoni risultati, se si seguono le regole generalmente accettate di cura igienica per i pesci e il loro habitat.

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Alghe blu verdi(Cyanophyta), fucili da caccia, più precisamente, fucili in ficocromo(Schizophyceae), alghe melmose (Myxophyceae) - quanti nomi diversi questo gruppo di antiche piante autotrofe ha ricevuto dai ricercatori! Le passioni non si sono placate fino ad oggi. Ci sono molti scienziati pronti a escludere le alghe blu-verdi dal numero delle alghe e alcune dal regno vegetale del tutto. E non “alla leggera”, ma con la piena fiducia che lo stanno facendo su una base scientifica seria. Le stesse alghe blu-verdi sono “responsabili” di questo destino. La struttura estremamente unica di cellule, colonie e filamenti, biologia interessante, grande età filogenetica: tutte queste caratteristiche, separatamente e prese insieme, forniscono la base per molte interpretazioni della sistematica di questo gruppo di organismi.

Non c'è dubbio che le alghe azzurre siano il gruppo più antico tra gli organismi autotrofi e tra gli organismi in generale. Resti di organismi a loro simili sono stati rinvenuti tra le stromatoliti (formazioni calcaree con superficie tubercolata e struttura interna a strati concentrici provenienti da sedimenti precambriani), che avevano circa tre miliardi di anni. Analisi chimica scoprirono prodotti di decomposizione della clorofilla in questi residui. La seconda prova seria dell'antichità delle alghe blu-verdi è la struttura delle loro cellule. Insieme ai batteri, sono combinati in un gruppo chiamato organismi prenucleari(Procariota). Diversi tassonomi valutano diversamente il rango di questo gruppo: da una classe a un regno indipendente di organismi, a seconda dell'importanza che attribuiscono alle caratteristiche individuali o al livello della struttura cellulare. C’è ancora molta incertezza nella tassonomia delle alghe blu-verdi; sorgono grandi disaccordi a ogni livello della ricerca.

Le alghe blu-verdi si trovano in tutti i tipi di habitat, quasi impossibili da esistere, in tutti i continenti e i corpi idrici della Terra.

Struttura cellulare. In base alla forma delle cellule vegetative, le alghe blu-verdi possono essere suddivise in due gruppi principali:

1) specie con cellule più o meno sferiche (sferiche, largamente ellissoidali, a pera e ovoidali);

2) specie con cellule fortemente allungate (o compresse) in una direzione (ellissoidale allungata, fusiforme, cilindrica - da corto-cilindrica e a forma di botte a cilindrica allungata). Le cellule vivono separatamente, e talvolta si uniscono in colonie o formano filamenti (questi ultimi possono anche vivere separatamente o formare ciuffi o colonie gelatinose).

Le celle hanno pareti abbastanza spesse. In sostanza, il protoplasto è circondato qui da quattro strati di membrana: una membrana cellulare a due strati è ricoperta superiormente da una membrana ondulata esterna, e tra il protoplasto e la membrana c'è anche una membrana cellulare interna. Solo lo strato interno del guscio e la membrana interna partecipano alla formazione del setto trasversale tra le cellule dei filamenti; la membrana esterna e lo strato esterno del guscio non vanno lì.

La struttura della parete cellulare e altre microstrutture delle cellule delle alghe blu-verdi sono state studiate utilizzando un microscopio elettronico (Fig. 49).

Sebbene la membrana cellulare contenga cellulosa, il ruolo principale è svolto dalle sostanze pectiniche e dai polisaccaridi del muco. In alcune specie le membrane cellulari sono ben mucose e contengono anche pigmenti; in altri, attorno alle cellule si forma una speciale guaina mucosa, a volte indipendente attorno a ciascuna cellula, ma più spesso che si fonde in una guaina comune, che circonda il gruppo o l'intera fila di cellule, chiamate in forme filamentose con un termine speciale - tricomi. In molte alghe blu-verdi, i tricomi sono circondati da vere e proprie guaine: le guaine. Sia le custodie cellulari che quelle vere sono composte da sottili fibre intrecciate. Possono essere omogenei o stratificati: la stratificazione dei fili con basi ed apice separati può essere parallela o obliqua, talvolta anche ad imbuto. I casi veri crescono sovrapponendo nuovi strati di muco uno sopra l'altro o inserendo nuovi strati tra quelli vecchi. Alcuni Nostociano(Nostoc, Anabaena) le guaine cellulari sono formate dalla secrezione di muco attraverso i pori delle membrane.

Il protoplasto delle alghe blu-verdi è privo di nucleo formato ed era precedentemente considerato diffuso, diviso solo in una parte periferica colorata - cromatoplasma - e una parte centrale incolore - ceptroplasma. Tuttavia vari metodi microscopia e citochimica, nonché ultracentrifugazione, è stato dimostrato che tale divisione può essere solo condizionata. Le cellule delle alghe azzurre contengono elementi strutturali ben definiti e la loro diversa disposizione determina le differenze tra centroplasma e cromatoplasma. Alcuni autori ora distinguono tre componenti nel protoplasto delle alghe blu-verdi:

1) nucleoplasma;

2) placche fotosintetiche (lamelle);

3) ribosomi e altri granuli citoplasmatici.

Ma poiché il nucleoplasma occupa la regione del centroplasma, e le lamelle e altri componenti si trovano nella regione del cromatoplasma contenente pigmenti, la vecchia distinzione classica (i ribosomi si trovano in entrambe le parti del protoplasto) non può essere considerata un errore.

I pigmenti concentrati nella parte periferica del protoplasto sono localizzati in formazioni piastriformi - lamelle, che si trovano nel cromatoplasma in diversi modi: caoticamente, impacchettate in granuli o orientate radialmente. Tali sistemi di lamelle sono ora spesso chiamati paracromatofori.

Nel cromatoplasma, oltre alle lamelle e ai ribosomi, sono presenti anche gli ectoplasti (granelli di cianoficina costituiti da lipoproteine) e vari tipi di cristalli. A seconda dello stato fisiologico e dell'età delle cellule, tutti questi elementi strutturali possono cambiare notevolmente fino a scomparire completamente.

Il centroplasma delle cellule delle alghe blu-verdi è costituito da ialoplasma e vari bastoncini, fibrille e granuli. Questi ultimi sono elementi della cromatina colorati con coloranti nucleari. Gli elementi ialoplasma e cromatina possono generalmente essere considerati un analogo del nucleo, poiché questi elementi contengono DNA; Durante la divisione cellulare, si dividono longitudinalmente e le metà sono equamente distribuite tra le cellule figlie. Ma, a differenza di un nucleo tipico, nelle cellule delle alghe blu-verdi non è mai possibile rilevare una membrana nucleare e nucleoli attorno agli elementi della cromatina. Questa è una formazione simile a un nucleo in una cellula ed è chiamata nucleoide. Contiene anche ribosomi contenenti RNA, vacuoli e granuli di polifosfato.

È stato stabilito che le forme filamentose presentano plasmodesmi tra le cellule. A volte anche i sistemi di lamelle delle cellule vicine sono interconnessi. I setti trasversali del tricoma non devono in nessun caso essere considerati pezzi di materia morta. Questo è dal vivo componente una cellula che partecipa costantemente ai suoi processi vitali come il periplasto degli organismi flagellati.

Il protoplasma delle alghe blu-verdi è più denso di quello di altri gruppi vegetali; è immobile e molto raramente contiene vacuoli pieni di linfa cellulare. I vacuoli compaiono solo nelle cellule vecchie e la loro presenza porta sempre alla morte cellulare. Ma nelle cellule delle alghe blu-verdi si trovano spesso vacuoli gassosi (pseudovacuoli). Si tratta di cavità nel protoplasma, riempite di azoto e che conferiscono alla cellula un colore bruno-nero o quasi nero alla luce trasmessa di un microscopio. Si trovano quasi costantemente in alcune specie, ma ci sono anche specie in cui non si trovano. La loro presenza o assenza è spesso considerata un carattere tassonomicamente importante, ma, ovviamente, non sappiamo ancora tutto sui vacuoli gassosi. Molto spesso si trovano in cellule di specie che conducono uno stile di vita planctonico (rappresentanti dei generi Anabaena, Aphanizomenon, Rivularia, Microcystis, ecc., Fig. 50, 58.1).

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Non c’è dubbio che i vacuoli di gas presenti in queste alghe servano come una sorta di adattamento per ridurre il loro peso specifico, cioè per migliorare il “galleggiamento” nella colonna d’acqua. Eppure la loro presenza non è affatto necessaria, e anche in tipici plankers come Microcystis aeruginosa e M. flosaquae si può osservare (soprattutto in autunno) la quasi completa scomparsa dei vacuoli gassosi. In alcune specie compaiono e scompaiono all'improvviso, spesso per ragioni sconosciute. U nostoc prugna(Nostoc pruniforme, tabella 3, 9), le cui grandi colonie vivono sempre sul fondo dei bacini; compaiono in condizioni naturali in primavera, subito dopo lo scioglimento del ghiaccio. Tipicamente, le colonie bruno-verdastre acquisiscono poi una tinta grigiastra, a volte anche lattiginosa, e scompaiono completamente nel giro di pochi giorni. La microscopia delle alghe in questa fase mostra che tutte le cellule nostoc sono piene di vacuoli gassosi (Fig. 50) e sono diventate bruno-nerastre, simili alle cellule degli anabeni planctonici. A seconda delle condizioni, i vacuoli gassosi persistono fino a dieci giorni ma alla fine scompaiono; inizia la formazione di una guaina mucosa attorno alle cellule e la loro divisione intensiva. Ogni filo o anche solo pezzo di filo dà origine ad un nuovo organismo (colonia). Un quadro simile può essere osservato durante la germinazione delle spore di specie epifite o planctoniche di gleotrichia. A volte i vacuoli di gas compaiono solo in alcune cellule del tricoma, ad esempio nella zona del meristemalp, dove avviene un'intensa divisione cellulare e possono verificarsi ormogonie, il cui rilascio in qualche modo aiuta i vacuoli di gas.

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I vacuoli gassosi si formano al confine tra cromatoplasma e centroplasma e hanno contorni completamente irregolari. In alcune specie che vivono negli strati superiori del limo inferiore (nel sapropel), in particolare nelle specie oscillatori, grandi vacuoli di gas si trovano nelle cellule ai lati delle partizioni trasversali. È stato stabilito sperimentalmente che la comparsa di tali vacuoli è causata da una diminuzione della quantità di ossigeno disciolto nel mezzo, con l'aggiunta di prodotti di fermentazione di idrogeno solforato al mezzo. Si può presumere che tali vacuoli sorgano come strutture di stoccaggio o siti per la deposizione di gas che vengono rilasciati durante i processi enzimatici che si verificano nella cellula.

La composizione dell'apparato pigmentario delle alghe azzurre è molto variegata; in esse sono stati rinvenuti circa 30 pigmenti intracellulari diversi. Appartengono a quattro gruppi: clorofille, caroteni, xantofille e biliproteine. Tra le clorofille finora è stata dimostrata in modo attendibile la presenza della clorofilla a; dai carotenoidi - α, β e ε-carotene; dalle xantofille - echineon, zeaxantina, criptoxaitina, mixoxantofilla, ecc., e dalle biliproteine ​​- c-ficocianina, c-ficoeritrina e alloficocianina. È tipico che le alghe blu-verdi abbiano quest'ultimo gruppo di pigmenti (presenti anche nelle alghe viola e in alcune criptomonadi) e l'assenza di clorofilla b. Quest'ultimo indica ancora una volta che le alghe blu-verdi sono un antico gruppo che si è separato e ha seguito un percorso di sviluppo indipendente anche prima dell'emergere della clorofilla b durante l'evoluzione, la cui partecipazione alle reazioni fotochimiche della fotosintesi conferisce la massima efficienza.

La diversità e la composizione unica dei sistemi di pigmenti fotoassimilanti spiega la resistenza delle alghe blu-verdi agli effetti dell'oscuramento prolungato e dell'anaerobiosi. Ciò spiega anche in parte la loro esistenza in condizioni di vita estreme: nelle caverne, negli strati di limo inferiore ricchi di idrogeno solforato e nelle sorgenti minerali.

Il prodotto della fotosintesi nelle cellule delle alghe verdi è una glicoproteina che nasce nel cromatoplasma e lì si deposita. La glicoproteina è simile al glicogeno: da una soluzione di iodio in ioduro di potassio diventa marrone. Granuli di polisaccaridi sono stati trovati tra le lamelle fotosintetiche. I grani di cianoficina nello strato esterno del cromatoplasma sono costituiti da lipoproteine. I grani di volutina nel centroplasma sono sostanze di deposito di origine proteica. I grani di zolfo compaiono nel plasma degli abitanti dei bacini di zolfo.

La diversità della composizione dei pigmenti può anche spiegare la varietà dei colori delle cellule e dei tricomi delle alghe blu-verdi. Il loro colore varia dal verde-blu puro al viola o rossastro, talvolta al viola o rosso-brunastro, dal giallo all'azzurro o quasi nero. Il colore del protoplasto dipende dalla posizione sistematica della specie, dall'età delle cellule e dalle condizioni di vita. Molto spesso è mascherato dal colore del muco vaginale o del muco coloniale. I pigmenti si trovano anche nel muco e conferiscono ai fili o alle colonie una tinta gialla, marrone, rossastra, viola o blu. Il colore del muco, a sua volta, dipende dalle condizioni ambientali: dalla luce, dalla chimica e dal pH dell'ambiente, dalla quantità di umidità nell'aria (per gli aerofiti).

La struttura dei fili. Poche alghe blu-verdi crescono come singole cellule; la maggior parte cresce in colonie o filamenti multicellulari. A loro volta, i fili possono formare colonie pseudoparenchimali, in cui sono strettamente chiusi, e le cellule mantengono l'indipendenza fisiologica, oppure avere una struttura ormogoniale, in cui le cellule sono collegate in fila, formando i cosiddetti tricomi. In un tricoma, i protoplasti delle cellule vicine sono collegati da plasmodesmi. I tricomi, circondati da una membrana mucosa, sono chiamati filamenti.

Le forme filamentose possono essere semplici o ramificate. La ramificazione nelle alghe blu-verdi è duplice: reale e falsa (Fig. 51). Questa ramificazione è detta quando nasce un ramo laterale a seguito della divisione di una cellula perpendicolare al filo principale (ordine Stigonematales). La falsa ramificazione è la formazione di un ramo laterale rompendo il tricoma e rompendolo lateralmente attraverso la vagina su una o entrambe le estremità. Nel primo caso si parla di falsa ramificazione singola, nel secondo di doppia (o accoppiata). La falsa ramificazione può essere considerata sia la ramificazione a forma di anello caratteristica della famiglia delle Scytonemataceae sia la rara ramificazione a forma di V - il risultato di ripetute divisioni e crescita di due cellule di tricomi adiacenti in due direzioni reciprocamente opposte rispetto all'asse lungo del filamento.

Molte alghe filamentose blu-verdi hanno cellule particolari chiamate eterocisti. Hanno un guscio a due strati ben definito e il contenuto è sempre privo di pigmenti di assimilazione (è incolore, bluastro o giallastro), vacuoli di gas e granelli di sostanze di riserva. Sono formati da cellule vegetative in diversi punti del tricoma, a seconda della posizione sistematica dell'alga: su una (Rivularia, Calothrix, Gloeotrichia) ed entrambe (Anabaenopsis, Cylindrospermum) estremità del tricoma - basale e terminale; nel tricoma tra le cellule vegetative, cioè intercalari (Nostoc, Anabaena, Nodularia) o sul lato del tricoma - lateralmente (in alcuni Stigonematales). Le eterocisti si trovano singolarmente o più (2-10) di seguito. A seconda della posizione, in ciascuna eterocisti compaiono uno (nelle eterocisti terminali e laterali) o due, a volte anche tre (nelle intercalari) tappi che ostruiscono dall'interno i pori tra l'eterocisti e le cellule vegetative vicine (Fig. 5, 2). .

Le eterocisti sono chiamate un mistero botanico. Al microscopio ottico sembrano vuoti, ma a volte, con grande sorpresa dei ricercatori, germinano improvvisamente dando origine a nuovi tricomi. Durante la falsa ramificazione e durante la separazione dei filamenti, i tricomi molto spesso si rompono vicino alle eterocisti, come se la crescita dei tricomi fosse limitata da queste. Per questo motivo in precedenza venivano chiamate celle di confine. I fili con eterocisti basali e terminali sono attaccati al substrato mediante eterocisti. In alcune specie, le eterocisti sono associate alla formazione di cellule riposanti - spore: si trovano accanto all'eterocisti, una alla volta (in Culindrospermum, Gloeotrichia, Anabaenopsis raciborskii) o su entrambi i lati (in alcune Anabaena). È possibile che le eterocisti siano depositarie di alcune sostanze o enzimi di riserva. È interessante notare che tutti i tipi di alghe blu-verdi in grado di fissare l'azoto atmosferico hanno eterocisti.

Riproduzione. Il tipo di riproduzione più comune nelle alghe blu-verdi è la divisione cellulare in due. Per le forme unicellulari questo è l'unico metodo; nelle colonie e nei filamenti porta alla crescita del filamento o della colonia.

I tricomi si formano quando le cellule che si dividono nella stessa direzione non si allontanano l'una dall'altra. Se la disposizione lineare viene violata, appare una colonia con cellule disposte in modo casuale. Quando si divide in due direzioni perpendicolari su un piano, si forma una colonia lamellare con una disposizione regolare di cellule sotto forma di tetradi (Merismopedia). I cluster volumetrici sotto forma di pacchetti si verificano quando le cellule si dividono su tre piani (Eucapsis).

I rappresentanti di alcuni generi (Gloeocapsa, Microcystis) sono anche caratterizzati da una rapida divisione con la formazione di molte piccole cellule - nanociti - nella cellula madre.

Le alghe blu-verdi si riproducono anche in altri modi: formando spore (cellule a riposo), eso- ed endospore, hormogoni, hormospore, gonidi, cocchi e planococchi. Uno dei tipi più comuni di riproduzione delle forme filamentose è la formazione di ormogonie. Questo metodo di riproduzione è così caratteristico di alcune alghe blu-verdi che è servito da nome per l'intera classe ormone(Ormogonioficee). Le ormogonie sono solitamente chiamate frammenti di tricomi in cui questi ultimi si frantumano. La formazione degli hormogoni non è semplicemente la separazione meccanica di un gruppo di due, tre o Di più cellule. Gli ormogoni si separano per la morte di alcune cellule necroidi, poi, con l'aiuto della secrezione di muco, scivolano fuori dalla vagina (se presente) e, eseguendo movimenti oscillatori, muoversi in acqua o lungo il substrato. Ogni ormogonia può dare origine ad un nuovo individuo. Se un gruppo di cellule, simile all'ormogonio, è coperto da una spessa membrana, viene chiamato ormospore (ormocisti), che svolge contemporaneamente le funzioni di riproduzione e tollera condizioni sfavorevoli.

In alcune specie, i frammenti unicellulari sono separati dal tallo, chiamati gonidi, cocchi o planococchi. I gonidi trattengono la mucosa; i cocchi mancano di membrane chiaramente definite; Anche i planococchi sono nudi, ma, come gli hormogoni, hanno la capacità di muoversi attivamente.

Le ragioni dello spostamento degli ormogoni, dei planococchi e degli interi tricomi (nelle Oscillatoriaceae) sono ancora lungi dall'essere chiarite. Scorrono lungo l'asse longitudinale, oscillando da un lato all'altro, oppure ruotano attorno ad esso. La forza trainante è considerata la secrezione di muco, la contrazione dei tricomi lungo l'asse longitudinale, la contrazione della membrana ondulata esterna, nonché i fenomeni elettrocinetici.

Gli organi riproduttivi abbastanza comuni sono le spore, soprattutto nelle alghe dell'ordine Nostocales. Sono unicellulari, solitamente più grandi delle cellule vegetative e derivano da esse, solitamente da una. Tuttavia, nei rappresentanti di alcuni generi (Gloeotrichia, Anabaena), si formano come risultato della fusione di diverse cellule vegetative e la lunghezza di tali spore può raggiungere 0,5 mm. È possibile che durante una tale fusione avvenga anche una ricombinazione, ma finora non ci sono dati precisi al riguardo.

Le spore sono ricoperte da una spessa membrana a due strati, lo strato interno è chiamato endosporium e lo strato esterno è chiamato exosporium. Le conchiglie sono lisce o punteggiate di papille, incolori, gialle o brunastre. Grazie ai gusci spessi e ai cambiamenti fisiologici nel protoplasto (accumulo di sostanze di riserva, scomparsa dei pigmenti di assimilazione, talvolta aumento del numero di grani di cianoficina), le spore possono rimanere vitali per lungo tempo in condizioni sfavorevoli e in una varietà di condizioni. forti influenze(a basse e alte temperature, durante l'essiccazione e forte irradiazione). In condizioni favorevoli, la spora germina, il suo contenuto è diviso in cellule: si forma lo sporogormogonio, il guscio muco, si rompe o si apre con un coperchio e l'ormone esce.

Endo ed esospore si trovano principalmente nei rappresentanti classe del camesifonte(Chamaesiphonophyceae). Le endospore si formano nelle cellule madri ingrossate grandi quantità(oltre un centinaio). La loro formazione avviene in successione (come risultato di una serie di divisioni successive del protoplasto della cellula madre) o simultaneamente (attraverso la simultanea disintegrazione della cellula madre in tante piccole cellule). Le esospore, man mano che si formano, si separano dal protoplasto della cellula madre e fuoriescono. A volte non si separano dalla cellula madre, ma formano catene su di essa (ad esempio, in alcune specie di Chamaesiphon).

La riproduzione sessuale è completamente assente nelle alghe blu-verdi.

Metodi alimentari ed ecologia.È noto che la maggior parte delle alghe blu-verdi sono in grado di sintetizzare tutte le sostanze delle proprie cellule utilizzando l'energia luminosa. I processi fotosintetici che si verificano nelle cellule delle alghe blu-verdi sono simili nel loro principio ai processi che si verificano in altri organismi contenenti clorofilla.

Il tipo di alimentazione fotoautotrofa è per loro la principale, ma non l'unica. Oltre alla vera fotosintesi, le alghe blu-verdi sono capaci di fotoriduzione, fotoeterotrofia, autoeterotrofia, eteroautotrofia e persino eterotrofia completa. Se nell'ambiente sono presenti sostanze organiche, le utilizzano come ulteriore fonte di energia. A causa della capacità di nutrizione mista (mixotrofica), possono essere attivi anche in condizioni estreme per la vita fotoautotrofa. In tali habitat non c'è quasi concorrenza e le alghe blu-verdi occupano una posizione dominante.

In condizioni di scarsa illuminazione (nelle grotte, negli orizzonti profondi dei bacini artificiali), la composizione del pigmento nelle cellule delle alghe blu-verdi cambia. Questo fenomeno, chiamato adattamento cromatico, è un cambiamento adattativo del colore delle alghe sotto l'influenza di cambiamenti nella composizione spettrale della luce dovuto ad un aumento del numero di pigmenti che hanno un colore complementare al colore dei raggi incidenti. Cambiamenti nel colore delle cellule (clorosi) si verificano anche in caso di carenza di alcuni componenti nell'ambiente, in presenza di sostanze tossiche, nonché durante la transizione verso un'alimentazione di tipo eterotrofo.

Tra le alghe verdi-azzurre si trova anche un gruppo di specie che in genere sono rare tra gli altri organismi. Queste alghe sono in grado di fissare l'azoto atmosferico e questa proprietà è combinata con la fotosintesi. Oggi si conoscono circa un centinaio di specie simili. Come già accennato, questa capacità è caratteristica solo delle alghe che hanno eterocisti, e non di tutte.

La maggior parte delle alghe blu-verdi che fissano l'azoto sono confinate negli habitat terrestri. È possibile che sia la loro relativa indipendenza alimentare in quanto fissatori dell'azoto atmosferico che permette loro di colonizzare rocce disabitate senza la minima traccia di suolo, come fu osservato sull'isola di Krakatoa nel 1883: tre anni dopo l'eruzione vulcanica, furono ritrovati accumuli di muco sulla cenere e sui tufi, costituiti da rappresentanti dei generi Anabaena, Gloeocapsa, Nostoc, Calothrix, Phormidium, ecc. I primi coloni dell'isola di Surtsey, sorta a seguito dell'eruzione di un vulcano sottomarino nel 1963 vicino alla costa meridionale coste dell'Islanda, erano anche fissatori di azoto. Tra queste si segnalano alcune diffuse specie planctoniche che provocano fioriture acquatiche (Anabaena circinalis, A. cylindrica, A. flos-aquae, A. lemmermannii, A. scheremievii, A. spiroides, Anabaenopsis circolaris, Gloeotrichia echinulata).

La temperatura massima per l'esistenza di una cellula vivente e assimilatrice è considerata pari a +65°C, ma questo non è il limite per le alghe blu-verdi (vedi saggio sulle alghe delle sorgenti termali). Le alghe blu-verdi termofile tollerano temperature così elevate a causa del peculiare stato colloidale del protoplasma, che quando alta temperatura coagula molto lentamente. I termofili più comuni sono i cosmopoliti Mastigocladus laminosus e Phormidium laminosum. Le alghe blu-verdi possono resistere alle basse temperature. Alcune specie sono state conservate per una settimana alla temperatura dell'aria liquida (-190°C) senza danni. In natura non esiste una temperatura simile, ma in Antartide, a una temperatura di -83°C, sono state trovate alghe blu-verdi (nostocs) in grandi quantità.

In Antartide e sugli altopiani, oltre alle basse temperature, anche l’elevata radiazione solare colpisce le alghe. Per ridurre gli effetti dannosi delle radiazioni a onde corte, le alghe blu-verdi hanno acquisito una serie di adattamenti durante l'evoluzione. Il più importante di questi è la secrezione di muco attorno alle cellule. Il muco delle colonie e le mucose delle vagine filamentose sono un buon involucro protettivo che protegge le cellule dall'essiccamento e allo stesso tempo funge da filtro che elimina gli effetti dannosi delle radiazioni. A seconda dell'intensità della luce, nel muco si deposita più o meno pigmento, che si colora in tutto il suo spessore o nei suoi strati.

La capacità del muco di assorbire rapidamente e trattenere l'acqua per lungo tempo consente alle alghe blu-verdi di crescere normalmente nelle aree desertiche. La melma assorbe importo massimo umidità notturna o mattutina, le colonie si gonfiano e l'assimilazione inizia nelle cellule. Entro mezzogiorno, le colonie gelatinose o i grappoli di cellule si seccano e si trasformano in croccanti croste nere. Rimangono in questo stato fino alla notte successiva, quando ricomincia l'assorbimento dell'umidità.

Per una vita attiva, hanno abbastanza acqua calda.

Le alghe blu-verdi sono molto comuni nel suolo e nelle comunità terrestri, si trovano anche negli ambienti umidi, sulla corteccia degli alberi, sulle pietre, ecc. Tutti questi ambienti spesso non sono costantemente provvisti di umidità e sono illuminati in modo non uniforme (per maggiori dettagli si vedano i saggi sulle alghe terrestri e del suolo).

Le alghe blu-verdi si trovano anche nelle comunità criofile, sul ghiaccio e sulla neve. La fotosintesi è possibile, ovviamente, solo quando le cellule sono circondate da uno strato acqua liquida, che è ciò che accade qui in pieno sole su neve e ghiaccio.

La radiazione solare sui ghiacciai e sui nevai è molto intensa, e gran parte di essa lo è radiazione ad onde corte, che innesca adattamenti protettivi nelle alghe. Il gruppo dei criobionti comprende una serie di specie di alghe blu-verdi, ma in generale i rappresentanti di questo dipartimento preferiscono habitat con temperature elevate (per maggiori dettagli vedere il saggio sulle alghe di neve e ghiaccio).

Le alghe blu-verdi predominano nel plancton dei corpi idrici eutrofici (ricchi di sostanze nutritive), dove il loro massiccio sviluppo spesso provoca fioriture d'acqua. Lo stile di vita planctonico di queste alghe è facilitato dai vacuoli gassosi presenti nelle cellule, sebbene non tutti i patogeni della fioritura li abbiano (Tabella 4). Le secrezioni intravitali e i prodotti della decomposizione post mortem di alcune di queste alghe blu-verdi sono velenosi. Lo sviluppo di massa della maggior parte delle alghe blu-verdi planctoniche inizia a temperature elevate, cioè nella seconda metà della primavera, estate e inizio autunno. È stato stabilito che per la maggior parte delle alghe blu-verdi d'acqua dolce la temperatura ottimale è intorno a +30°C. Ci sono delle eccezioni. Alcuni tipi di oscillatorio provocano una “fioritura” dell'acqua sotto il ghiaccio, cioè ad una temperatura di circa 0°C. Le specie incolori e amanti dell'idrogeno solforato si sviluppano in grandi quantità negli strati profondi dei laghi. Alcuni agenti patogeni della fioritura si stanno chiaramente espandendo oltre il loro raggio d’azione a causa dell’attività umana. Pertanto, le specie del genere Anabaenopsis al di fuori delle regioni tropicali e subtropicali per molto tempo non sono stati trovati affatto, ma sono stati successivamente ritrovati nelle regioni meridionali della zona temperata e diversi anni fa si sono sviluppati nella baia di Helsinki. Temperature adeguate e una maggiore eutrofizzazione (inquinamento organico) hanno permesso a questo organismo di svilupparsi in gran numero a nord del 60° parallelo.

Viene considerata la “fioritura” dell'acqua in generale, causata in particolar modo dalle alghe azzurre disastro naturale, poiché l'acqua diventa quasi non più adatta a nulla. Allo stesso tempo, l'inquinamento secondario e l'insabbiamento del bacino aumentano in modo significativo, poiché la biomassa delle alghe in un bacino “in fioritura” raggiunge valori significativi (biomassa media - fino a 200 g/m3, massima - fino a 450-500 g /m3), e tra le alghe blu-verdi ci sono pochissime specie che verrebbero consumate da altri organismi come cibo.

Le relazioni tra le alghe blu-verdi e altri organismi sono molteplici. Sono ficobionti dei licheni le specie dei generi Gloeocapsa, Nostoc, Scytonema, Stigonema, Rivularia e Calothrix. Alcune alghe blu-verdi vivono in altri organismi come assimilatori. Le specie Anabaena e Nostoc vivono nelle camere d'aria dei muschi Anthoceros e Blasia. Anabaena azollae vive nelle foglie della felce acquatica Azolla americana, e negli spazi intercellulari di Cycas e Zamia-Nostoc punctiforme (per maggiori dettagli si veda il saggio sulla simbiosi delle alghe con altri organismi).

Pertanto, le alghe blu-verdi si trovano in tutti i continenti e in tutti i tipi di habitat: nell'acqua e sulla terra, nell'acqua dolce e salata, ovunque e ovunque.

Molti autori ritengono che tutte le alghe blu-verdi siano ubiquiste e cosmopolite, ma questo è tutt'altro che vero. La distribuzione geografica del genere Anabaenopsis è già stata discussa in precedenza. Ricerca dettagliataè dimostrato che anche una specie così diffusa come Nostoc pruniforme non è cosmopolita. Alcuni generi (ad esempio Nostochopsis, Camptylonemopsis, Raphidiopsis) sono interamente confinati in zone con climi caldi o caldi, Nostoc flagelliforme - in regioni aride, molte specie del genere Chamaesiphon - in fiumi e torrenti freddi e limpidi di paesi montuosi.

Il dipartimento delle alghe blu-verdi è considerato il più antico gruppo di piante autotrofe sulla Terra. La struttura primitiva della cellula, l'assenza di riproduzione sessuale e gli stadi flagellari sono tutte prove serie della loro antichità. Dal punto di vista citologico, le alghe blu-verdi sono simili ai batteri e alcuni dei loro pigmenti (biliproteine) si trovano anche nelle alghe rosse. Tuttavia, tenendo conto dell'intero complesso di caratteristiche caratteristiche del dipartimento, si può presumere che le alghe blu-verdi siano un ramo indipendente dell'evoluzione. Oltre tre miliardi di anni fa, si allontanarono dal tronco principale dell'evoluzione delle piante e formarono un ramo senza uscita.

Parlando dell'importanza economica dei verdi-blu, il primo posto va dato al loro ruolo come agenti causali della “fioritura” dell'acqua. Questo, purtroppo, è un ruolo negativo. Il loro valore positivo risiede principalmente nella capacità di assorbire l'azoto libero. IN paesi orientali le alghe blu-verdi vengono utilizzate anche come cibo, e in l'anno scorso alcuni di loro hanno trovato la loro strada nelle piscine delle culture di massa produzione industriale materia organica.

La tassonomia delle alghe blu-verdi è ancora lontana dall’essere perfetta. La relativa semplicità della morfologia, il numero relativamente piccolo di caratteri apprezzabili dal punto di vista sistematico e l'ampia variabilità di alcuni di essi, nonché le diverse interpretazioni degli stessi caratteri, hanno portato al fatto che quasi tutti i caratteri esistenti i sistemi sono in un modo o nell'altro soggettivi e lontani dall'essere naturali. Non esiste una distinzione buona e giustificata tra la specie nel suo insieme e la portata della specie è intesa in modo diverso nei diversi sistemi. Il numero totale di specie nel dipartimento è stimato a 1500-2000. Secondo il sistema da noi adottato, il reparto delle alghe azzurre è suddiviso in 3 classi, diversi ordini e numerose famiglie.

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Il rapporto tra fasi diploidi e aploidi nel ciclo vitale delle alghe è diverso. La divisione di riduzione può avvenire immediatamente dopo la fusione dei gameti ( riduzione zigotica), facendo sì che tutte le cellule della pianta in via di sviluppo siano aploidi. Ad esempio, in molte alghe verdi, lo zigote è l’unico stadio diploide nel ciclo di sviluppo e l’intera fase vegetativa avviene in uno stato aploide. .

In altre alghe, invece, la fase vegetativa che si sviluppa dallo zigote è diploide, e la divisione in riduzione avviene solo immediatamente prima della formazione dei gameti ( riduzione gametica). Si tratta, ad esempio, di tutte le diatomee e di alcune alghe brune (rappresentanti dell'ordine Fucus).

Infine, in un certo numero di alghe, la riduzione della divisione del nucleo, che avviene dopo un certo periodo di esistenza del tallo diploide, porta alla formazione di spore anziché di gameti ( riduzione sporica). La differenza è che le spore non si fondono a coppie: ognuna di esse dà origine a una nuova pianta, le cui cellule risultano aploidi. Successivamente, su tale pianta - senza divisione di riduzione - si formano i gameti, la cui fusione porta nuovamente alla formazione di un organismo diploide. In questo caso si parla di alternanza di generazioni: spore diploidi che formano – sporofito e aploide - gametofito. Sporofito e gametofito possono essere quasi identici aspetto (cambiamento isomorfo delle generazioni, caratteristico di un certo numero di specie di alghe verdi - Ulva, Cladophora, alcuni ordini di alghe brune e la maggior parte delle alghe rosse) o differiscono nettamente ( cambiamento eteromorfo di generazioni, diffuso tra le alghe brune, ma presente anche nelle alghe verdi e rosse).

Sistematica delle alghe

Sistematicamente, le alghe sono un insieme di diversi gruppi separati di piante, probabilmente indipendenti nella loro origine ed evoluzione. La divisione delle alghe in gruppi coincide principalmente con la natura del loro colore, che a sua volta è associato a un insieme di pigmenti e si basa anche su caratteristiche strutturali generali. Con questo approccio si distinguono 10 gruppi di alghe: blu-verdi ( Cianofita), pirofite ( Pirrofita), d'oro ( Crisofita), diatomee ( Bacillariophyta), giallo verde ( Xantofita), marrone ( Feofita), rosso ( Rodofita), euglenaceae ( Euglenofita), verde ( Chlorophyta) e Characeae ( Charofita).

Nel nostro paese, la maggior parte dei tassonomi aderisce al punto di vista della divisione di tutti gli organismi in quattro regni: batteri, funghi, piante e animali. In questo caso le alghe vere e proprie comprendono tutti i gruppi sopra indicati (divisioni del regno vegetale), ad eccezione di quelle blu-verdi. Questi ultimi, essendo organismi procarioti, rientrano nel regno dei batteri.

Ci sono altre classificazioni. Ad esempio, alcuni tassonomi stranieri dividono tutti gli organismi viventi in cinque regni: Monera(prenucleare), Protista(eucarioti unicellulari o costituiti da molte cellule non differenziate in tessuti), Animalia(animali), Fungo(funghi), Plantae(impianti). In questo caso anche le alghe blu-verdi vengono classificate come regno Monera, mentre le rimanenti divisioni delle alghe ricadono nel regno Protista, poiché, senza tessuti ed organi differenziati, non possono essere considerate piante. Esiste anche un punto di vista secondo il quale diversi gruppi di alghe ricevono il rango di regni separati.

Alghe blu-verdi (cianobatteri)

Come già accennato, le alghe blu-verdi sono organismi procarioti, cioè non hanno tipici nuclei cellulari legati alla membrana, cromatofori, mitocondri, elementi del reticolo endoplasmatico e vacuoli con linfa cellulare. Pertanto, di solito non sono classificati come piante, ma come parte del regno dei batteri. La loro somiglianza con le alghe eucariotiche si esprime nelle peculiarità della biochimica dei pigmenti e della fotosintesi. Allo stesso tempo, l'insieme di pigmenti e quelli di ricambio più simili al blu-verde nutrienti hanno le alghe rosse. Entrambi questi gruppi sono inoltre caratterizzati dall'assenza di stadi flagellari mobili.

Perforazione ( 1 , 2 ) e formazione del tufo ( 3 , 4 ) alghe blu verdi

Le alghe blu-verdi possono essere unicellulari o coloniali oppure formare corpi filamentosi. Le cellule di questi organismi possono essere colorate in modo diverso a seconda del rapporto pigmenti: clorofilla UN(verde), carotenoidi (giallo, arancione), ficocianina (blu), ficoeritrina (rosso). Il loro citoplasma contiene inclusioni di nutrienti di riserva (glicogeno, volutina, granuli di cianoficina), nonché vacuoli di gas, o pseudovacuoli, cavità piene di gas. Nel citoplasma periferico sono presenti i tilacoidi, nelle cui membrane sono “incorporate” molecole di clorofilla e carotenoidi. All'esterno della membrana citoplasmatica c'è una parete cellulare, che comprende la mureina (un polimero costituito da aminozuccheri e amminoacidi) - una sostanza che è il componente principale della parete cellulare dei batteri e non si trova nelle alghe e nei funghi eucariotici. Molte alghe blu-verdi hanno anche strati mucosi sopra le loro pareti cellulari, con un'unica membrana mucosa che spesso copre diverse cellule.

Le alghe blu-verdi sono i primi organismi fotosintetici autotrofi ad apparire sulla Terra. Nella loro struttura, gli organismi viventi più antichi finora conosciuti sono molto simili a loro: corpi microscopici sferici con un diametro da 5 a 30 micron, trovati in Sud Africa e avere un'età di oltre 3 miliardi di anni.

Varie strutture di alghe blu-verdi

I cianobatteri, che si svilupparono in gran numero nei mari precambriani, cambiarono l’atmosfera terra antica, arricchendolo di ossigeno libero, e furono anche i primi creatori di materia organica, che divenne cibo per batteri e animali eterotrofi.

Alghe rosse

Dipartimento delle alghe rosse, o alghe viola, ( Rodofita) comprende più di 600 generi e circa 4000 specie. Le alghe rosse più antiche, rinvenute nei sedimenti del Cambriano, hanno circa 550 milioni di anni.

Alcuni tassonomi distinguono questo gruppo in un sottoregno separato nel regno vegetale, poiché le piante scarlatte hanno una serie di caratteristiche che le distinguono in modo significativo dalle altre alghe eucariotiche. Nei loro cromatofori, oltre alle clorofille UN E D e i carotenoidi contengono anche una serie di pigmenti idrosolubili: le ficobiline: ficoeritrine (rosso), ficocianine e alloficocianina (blu). Di conseguenza, il colore del tallo varia dal rosso cremisi (se predomina la ficoeritrina) al blu acciaio (con un eccesso di ficocianina). Il polisaccaride di riserva delle alghe rosse è l'“amido viola”, i cui granuli si depositano nel citoplasma all'esterno dei cloroplasti. Nella sua struttura, questo polisaccaride è più vicino all'amilopectina e al glicogeno che all'amido.

Bagrianka: 1 – callitamnio; 2 – delesseria

Le spore e i gameti delle alghe viola sono privi di flagelli e il loro ciclo di sviluppo comprende non due, come le altre alghe, ma tre fasi. Dopo la fusione dei gameti, dallo zigote (in una o nell'altra forma, a volte ridotta) si sviluppa un organismo diploide - uno sporofito che produce spore diploidi. Da queste spore si sviluppa la seconda generazione diploide: lo sporofito, nelle cui cellule la meiosi avviene in un certo momento e si formano spore aploidi. Da tale spora si sviluppa la terza generazione: un gametofito aploide che produce gameti.

La composizione della parete cellulare delle cicatrici comprende pectine ed emicellulose, che possono gonfiarsi notevolmente e fondersi in una massa mucosa comune contenente protoplasti. Spesso le sostanze mucose incollano i fili del tallo, rendendoli scivolosi al tatto. Le pareti cellulari e gli spazi intercellulari di molte piante scarlatte contengono ficocolloidi, polisaccaridi contenenti zolfo ampiamente utilizzati dagli esseri umani nelle attività economiche. I più famosi sono l'agar, la carragenina e gli agaroidi. Molte falene viola depositano carbonato di calcio nelle loro pareti cellulari, che conferisce loro rigidità.

Nella maggior parte delle alghe rosse, i talli sono formati dall'intreccio di filamenti multicellulari attaccati al substrato con l'aiuto di rizoidi; meno spesso in questo gruppo si possono trovare forme unicellulari (porfiridio) e lamellari (porfira). La dimensione dei talli dei funghi scarlatti varia da diversi centimetri a un metro.

La maggior parte delle alghe rosse abitano i mari, dove sono sempre attaccate a sassi, conchiglie e altri oggetti del fondo. A volte i pesci scarlatti penetrano a profondità molto grandi. Una delle specie di queste alghe è stata scoperta vicino alle Bahamas a una profondità di 260 m (l'illuminazione a tale profondità è diverse migliaia di volte inferiore a quella della superficie del mare). Allo stesso tempo, le alghe della stessa specie che crescono più in profondità hanno solitamente un colore più brillante, ad esempio cremisi brillante in profondità e giallastro in acque poco profonde.

Uno dei tipici rappresentanti dei viola - callitamnio corimboso (Callithamnion corymbosum) - forma graziosi cespugli di colore rosa brillante alti fino a 10 cm, costituiti da fili molto ramificati. Cresce sulle rocce nei mari nemalione (Nemalione), cordoni mucosi rosa pallido che raggiungono i 25 cm di lunghezza e i 5 mm di spessore. Nelle specie del genere delesseria (Delesseria) i talli sembrano foglie rosso vivo: si sono formati dalla fusione dei rami laterali asse principale. Nelle specie del genere comuni nei mari caldi corallino (Corallina) i talli sono costituiti da segmenti fortemente impregnati di calce, collegati tra loro da giunti con un piccolo contenuto di calce, che conferisce all'intera pianta flessibilità, che aiuta a resistere all'azione delle onde e a crescere in luoghi di forti onde.

Le alghe rosse sono ampiamente utilizzate in attività economica persona. È noto che sono un prodotto alimentare prezioso contenente molte proteine, vitamine e microelementi. Nei paesi dell'Asia orientale, nelle Hawaii e in altre isole, vengono preparati una varietà di piatti, spesso consumati essiccati o canditi. I funghi scarlatti commestibili più famosi sono: parto (Rodimenia) E viola (Porfira), comune in molti mari. Il tallo viola a forma di foglia delle specie di porfido è attaccato alla base al substrato e raggiunge una lunghezza di circa 50 cm.La coltivazione industriale di queste alghe è sviluppata anche in Giappone. Per fare questo, pietre, mazzi di rami vengono deposti in acque poco profonde nella zona costiera, oppure vengono tese speciali reti di corde spesse, fissate a pali di bambù in modo che siano trattenute sulla superficie dell'acqua. Dopo qualche tempo, questi oggetti sono completamente ricoperti di porfido.

L'agar-agar, le cui proprietà e il cui utilizzo sono stati descritti all'inizio dell'articolo, è conosciuto in Giappone dal 1760. Quasi fino alla metà del XX secolo. era ottenuto esclusivamente da alghe rosse elidio, ma attualmente vengono utilizzate a questo scopo circa 30 specie di erba scarlatta. In Russia, la materia prima per l'agar è ahnfelcia, distribuito nelle parti settentrionali degli oceani Atlantico e Pacifico. Viene estratto nel Mar Bianco e al largo della costa di Sakhalin. I nostri agaroidi sono ottenuti dalle alghe del Mar Nero. filofori.

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