Printre organismele existente în prezent, se numără cele a căror apartenență la oricare este dezbătută constant. Acest lucru se întâmplă cu creaturi numite cianobacterii. Deși nici măcar nu au un nume exact. Prea multe sinonime:

• Algă verde-albăstruie;
• cianobionti;
• concasoare de ficocrom;
• cianea;
• alge slime și altele.

Așadar, se dovedește că cianobacteriile este un organism complet mic, dar în același timp atât de complex și contradictoriu, care necesită un studiu atent și o luare în considerare a structurii sale pentru a-i determina exact apartenența taxonomică.

Istoria existenței și a descoperirii

Judecând după rămășițele fosile, istoria existenței algelor albastre-verzi se întoarce cu mult în trecut, cu câteva (3,5) miliarde de ani în urmă. Astfel de concluzii au fost posibile prin studiile paleontologilor care au analizat roci (secțiuni ale acestora) din acele vremuri îndepărtate.

Pe suprafața probelor au fost găsite cianobacterii, a căror structură nu era diferită de cea a formelor moderne. Acest lucru indică grad înalt adaptabilitatea acestor creaturi la diverse condiții de viață, la rezistența și supraviețuirea lor extremă. Este evident că de-a lungul a milioane de ani au avut loc multe schimbări în temperatura și compoziția gazelor planetei. Cu toate acestea, nimic nu a afectat viabilitatea cianului.

În vremurile moderne, o cianobacterie este un organism unicelular care a fost descoperit simultan cu alte forme de celule bacteriene. Adică Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur și alți cercetători în secolele XVIII-XIX.

Au fost supuși unui studiu mai amănunțit mai târziu, odată cu dezvoltarea microscopiei electronice și metodele și metodele de cercetare modernizate. Au fost identificate caracteristicile posedate de cianobacteriile. Structura celulei include o serie de structuri noi care nu se găsesc la alte creaturi.

Clasificare

Problema stabilirii afilierii lor taxonomice rămâne deschisă. Până acum, se știe un singur lucru: cianobacteriile sunt procariote. Acest lucru este confirmat de caracteristici precum:

• absența nucleului, mitocondriilor, cloroplastelor;
• prezența mureinei în peretele celular;
• moleculele S-ribozomilor din celulă.

Cu toate acestea, cianobacteriile sunt procariote, numărând aproximativ 1.500 de mii de specii. Toate au fost clasificate și combinate în 5 mari grupe morfologice.

1. croococic. Un grup destul de mare care unește forme solitare sau coloniale. Concentrațiile mari de organisme sunt ținute împreună de un mucus comun secretat de peretele celular al fiecărui individ. În ceea ce privește forma, acest grup include structuri în formă de tijă și sferice.
2. Pleurocapsaceae. Foarte asemănătoare cu formele anterioare, însă, apare o caracteristică sub forma formării beocitelor (mai multe despre acest fenomen mai târziu). Cianobacteriile incluse aici aparțin a trei clase principale: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcina.
3. Oxillatoria. Caracteristica principală a acestui grup este că toate celulele sunt unite într-o structură de mucus comună numită tricom. Împărțirea are loc fără a trece dincolo de acest fir, în interior. Oscilatorii includ exclusiv celule vegetative care se divid în jumătate asexuat.
4. Nostocaceae. Interesant pentru criofilitatea lor. Ei sunt capabili să trăiască în deșerturi înghețate deschise, formând acoperiri colorate pe ele. Așa-numitul fenomen „înflorirea deșerților de gheață”. Formele acestor organisme sunt și ele filamentoase sub formă de tricomi, dar reproducerea este sexuală, cu ajutorul celulelor specializate - heterochistele. Următorii reprezentanți pot fi incluși aici: Anabens, Nostoks, Calothrix.
5. Stigonematode. Foarte asemănător cu grupul precedent. Principala diferență este în metoda de reproducere - se pot împărți de mai multe ori într-o singură celulă. Cel mai popular reprezentant al acestei asociații este Fisherella.

Astfel, cianurile sunt clasificate după criterii morfologice, deoarece apar multe întrebări cu privire la restul și rezultatele confuziei. Botanistii si microbiologii nu au reusit inca sa ajunga la un numitor comun in taxonomia cianobacteriilor.

Habitate

Datorită prezenței unor adaptări speciale (heterochisturi, beocite, tilacoizi neobișnuiți, vacuole gazoase, capacitatea de a fixa azotul molecular și altele), aceste organisme s-au instalat peste tot. Sunt capabili să supraviețuiască chiar și în cele mai extreme condiții, în care nu poate exista niciun organism viu. De exemplu, izvoare termofile calde, condiții anaerobe cu atmosferă de hidrogen sulfurat, cu un pH mai mic de 4.

Cianobacteriile sunt un organism care supraviețuiește calm pe nisipul mării și pe aflorimente stâncoase, blocuri de gheață și deșerturi fierbinți. Puteți recunoaște și determina prezența cianurilor după învelișul colorat caracteristic pe care îl formează coloniile lor. Culoarea poate varia de la albastru-negru la roz și violet.

Ele sunt numite albastru-verde deoarece formează adesea o peliculă de mucus albastru-verde pe suprafața apei obișnuite proaspete sau sărate. Acest fenomen se numește „înflorirea apei”. Poate fi văzut pe aproape orice lac care începe să devină copleșit și mlăștinos.

Caracteristicile structurii celulare

Cianobacteriile au structura obișnuită pentru organismele procariote, dar există unele particularități.

Planul general al structurii celulei este următorul:

• peretele celular format din polizaharide și mureină;
• structura bilipidiană;
• citoplasmă cu distribuite liber material genetic sub forma unei molecule de ADN;
• tilacoizi, care îndeplinesc funcția de fotosinteză și conțin pigmenți (clorofile, xantofile, carotenoide).

Tipuri de structuri specializate

În primul rând, aceștia sunt heterochiști. Aceste structuri nu sunt părți, ci celulele în sine ca parte a unui tricom (un fir colonial comun unit de mucus). Când sunt privite la microscop, ele diferă în compoziția lor, deoarece funcția lor principală este producerea unei enzime care permite fixarea azotului molecular din aer. Prin urmare, practic nu există pigmenți în heterochiști, dar există destul de mult azot.

În al doilea rând, acestea sunt hormoni - zone rupte din tricom. Serviți ca locuri de reproducere.

Beocitele sunt celule fiice unice, derivate în masă dintr-o celulă mamă. Uneori, numărul lor ajunge la o mie într-o perioadă de diviziune. Dermocapsulele și alte Pleurocapsodiums sunt capabile de această caracteristică.

Akinetele sunt celule speciale care sunt în repaus și incluse în tricomi. Ele se disting printr-un perete celular mai masiv, bogat în polizaharide. Rolul lor este similar cu heterochisturile.

Vacuole de gaz - toate cianobacteriile le au. Structura celulei implică inițial prezența acestora. Rolul lor este de a lua parte la procesele de înflorire a apei. Un alt nume pentru astfel de structuri este carboxizomi.

Ele există cu siguranță în celulele vegetale, animale și bacteriene. Cu toate acestea, în algele albastre-verzi aceste incluziuni sunt oarecum diferite. Acestea includ:

• glicogen;
• granule de polifosfat;
• Cianoficina este o substanță specială constând din aspartat și arginină. Servește pentru acumularea de azot, deoarece aceste incluziuni sunt localizate în heterochisturi.

Aceasta este ceea ce au cianobacteriile. Părțile principale și celulele și organelele specializate sunt cele care permit cianurilor să efectueze fotosinteza, dar în același timp să fie clasificate ca bacterii.

Reproducere

Acest proces nu este deosebit de dificil, deoarece este același cu cel al bacteriilor obișnuite. Cianobacteriile pot diviza vegetativ, părți ale tricomilor, o celulă obișnuită în două sau pot efectua procesul sexual.

Adesea, celulele specializate, heterochistele, akinetele și beocitele participă la aceste procese.

Metode de transport

Celula cianobacteriană este acoperită la exterior și uneori și cu un strat de polizaharidă specială care poate forma o capsulă de mucus în jurul ei. Datorită acestei caracteristici, se realizează mișcarea cyanului.

Nu există flageli sau excrescențe speciale. Mișcarea poate fi efectuată doar pe o suprafață tare cu ajutorul mucusului, în contracții scurte. Unele oscilatorii au un mod foarte neobișnuit de mișcare - se rotesc în jurul axei lor și provoacă simultan rotația întregului tricom. Așa se produce mișcarea la suprafață.

Capacitate de fixare a azotului

Aproape fiecare cianobacterie are această caracteristică. Acest lucru este posibil datorită prezenței enzimei nitrogenaze, care este capabilă să fixeze azotul molecular și să-l transforme într-o formă digerabilă de compuși. Acest lucru se întâmplă în structurile heterochiste. În consecință, acele specii care nu le au nu sunt capabile să iasă din aer.

În general, acest proces face ca cianobacteriile să fie creaturi foarte importante pentru viața plantelor. Prin așezarea în sol, cianurile ajută reprezentanții florei să absoarbă azotul legat și să ducă o viață normală.

Specii anaerobe

Unele forme de alge albastre-verzi (de exemplu, Oscillatoria) sunt capabile să trăiască în condiții complet anaerobe și într-o atmosferă de hidrogen sulfurat. În acest caz, compusul este procesat în interiorul corpului și, ca urmare, sulf molecular este format și eliberat în mediu.

LECȚIA Nr. 1

TEMA: Introducere în taxonomie. Regatul bacteriilor.

Regatul Algelor.

ŢINTĂ: Familiarizați-vă cu elementele de bază ale taxonomiei și clasificării floră, studiază caracteristicile structurii morfologice a bacteriilor, precum și poziția sistematică, caracteristicile structurale și reproducerea principalilor reprezentanți ai departamentelor verde, roșu, diatomee și alge brune, reprezentanți medicinali.

MUNCĂ INDEPENDENTĂ.

ÎNTREBĂRI PENTRU AUTO PREGĂTIRE:

1. Sistematica ca știință biologică. Tipuri de sisteme. Taxa.

2. Organisme celulare Imperiului (Cellulata). Organisme prenucleare (Procariota) Principalele caractere sistematice

3. Subregnul Oxifotobacteriile. Departamentul de Cianobacterii. Caracteristici structurale, semnificație în natură și viața umană.

4. Regatul Protoctista, personaje sistematice principale, reprezentanți.

5. Protoctisti - alge (Alge). caracteristici generale alge

6. Sistematica algelor. Înțelesul în natură și viața umană.

7. Departamentul de violet (Rhodophyta), caracteristici structurale, reproducere.

8. Departamentul Alge verzi (Chlorophyta), caracteristici structurale, reproducere.

9. Departamentul Alge brune (Phaeophyta), caracteristici structurale, reproducere.

LITERATURĂ: 1. Yakovlev G.P. si altele.Botanica. - Sankt Petersburg: Editura SPFKhA, 2001. - p. 232 – 284.

Exercitiul 1. Notează și învață numele latine ale reprezentanților departamentului studiat.

alge brune - ________________________________________________________________

Alge cu zahăr - ________________________________________________________________

kelp japonez - _________________________________________________________________

Alge verzi - ______________________________________________________________

Chlamydomonas - ________________________________________________________________________________

Chlorella - ________________________________________________________________________________

Ulotrix - ________________________________________________________________________________

Spirogyra - ________________________________________________________________________________

Algă verde-albăstruie - ________________________________________________________

Nostok - ________________________________________________________________________________

Anabena - ________________________________________________________________________________

Oscilatoriu - ________________________________________________________________________________

Spirulina - ________________________________________________________________________________

Sarcina 2. Selectați completările necesare pentru a caracteriza departamentul de cianobacterii.

1. Cianobacteriile sau algele albastre-verzi includ:

A - la superregnul procariotelor; B - la superregnul eucariotelor; B - la regnul plantelor, G - la regnul puștilor, D - la regnul oxifotobacteriilor; E - alge reale la sub-regn.

2. Reprezentanții cianobacteriilor sunt:

A - organisme unicelulare care locuiesc exclusiv în corpuri de apă dulce; B - forme coloniale unicelulare, multicelulare care trăiesc în corpurile de apă dulce, mai rar în mări,

B - așezarea pe sol, pietre, trunchiuri de copaci, formând licheni; G - organisme autotrofe; D - organisme heterotrofe; E - organisme capabile să fixeze azotul liber.

3. Caracteristicile structurale ale unei celule cianobacteriene includ de obicei:

A - nu există un nucleu format morfologic; B - un nucleu sau multe dintre ele; B - învelișul este dens, gros, include substanțe pictinice, celuloză, mureină și alte polizaharide; G - coajă chitinoasă, pigmenții sunt concentrați în stratul de perete al citoplasmei; E - pigmenții sunt localizați în cromofori; F - pigmenți specifici – carotenoizi; Z - pigmenți specifici - ficociani și ficoeritrina.

Sarcina 3. Descrieți departamentul Clorophyta selectând completările necesare:

1. Celulele algelor verzi sunt asemănătoare cu celulele plantelor superioare și anume:

A - membrana celulara celulozo-pectinica; B - clorofilele si carotenoizii sunt concentrate in plastide; B - cloroplaste de obicei cu pirenoizi; G - produs al fotosintezei - amidon.

2. Talus - ...

A - întotdeauna unicelular; B - întotdeauna pluricelular; B - unicelular sau pluricelular;

G - necelular și colonial.

3. Se reproduc...

A - vegetativ; B - asexuat cu ajutorul zoosporilor, C - asexuat cu ajutorul aplanosporilor; G - sexual.

4. Forme ale procesului sexual:

A – oogamie; B – heterogamie; B - izogamie; G - conjugare.

5. Reprezentanții departamentului:

A - nostok; B – chlorella; B - ulotrix; G - spirogyra; D – fucus; E – chlamydomonas;

F – Volvox.

Sarcina 4. Indicați numele algelor reprezentate (A, B, C, D) ale departamentelor cărora le aparțin și scrieți legendele pentru denumirile digitale.

A	B	ÎN	G
1__________________________________ 2__________________________________ 3__________________________________ 4__________________________________ 5__________________________________	6__________________________________ 7__________________________________ 8__________________________________ 9__________________________________

Sarcina 5. Descrieți departamentul Phaeophyta alegându-l pe cel de care aveți nevoie:

1. Algele brune sunt...

A - la superregnul procariotelor; B - la superregnul eucariotelor; B - regatul cerealelor zdrobite; G - regnul vegetal; D - alge reale pentru subregn; E - la regatul stacojii.

2. Ei trăiesc...

A - în mări reci, pe substraturi de fund stâncos; B - în mările calde și corpurile de apă dulce, în coloana de apă.

3. Nivelul clădirii...

A – unice și multicelulare, B – numai multicelulare; B - dimensiuni mici, nu mai mult de 1 m;

G - dimensiuni mari, până la 6 m sau mai mult.

4. Talul sporofit...

A - filamentos, multirânduri sau împărțit în „trunchi” și plăci în formă de frunze;

B - filamentos, nedisecat; B - cu țesuturi false; G - cu țesături adevărate.

5. În ciclul de dezvoltare al algelor brune...

A - se observă o schimbare a fazelor nucleare, se exprimă alternanța generațiilor; B - schimbarea fazelor și generațiilor nucleare nu este exprimată.

6. Celulele sunt caracterizate prin...

A - un nucleu, multe vacuole; B - mai multe nuclee, un vacuol; B - cochiliile devin lipicioase; D - cloroplastele au pirenoizi si contin pigmentul ficoeritrina; D - cloroplaste fara pirenoizi, pigment specific - fucoxantina; E - substante de rezerva - laminarina, manitol si ulei gras; F - substanță de rezervă - amidon.

7. Reprezentanții departamentului sunt:

A - chlorella; B - fucus; B - ulotrix; G - varec; D - vosheria; E - spirogyra.

Sarcina 6. Termeni de bază ai subiectului (dați definiția):

Nomenclatură binară - ________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

Sisteme artificiale - ________________________________________________________________

Clasificare - ________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Sistematică - ________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Taxon - ________________________________________________________________________________

Akinetes - ________________________________________________________________________________

Heterochisturi - ________________________________________________________________________

Genofor - ________________________________________________________________________________

Algologie – ________________________________________________________________________

Bentos – ________________________________________________________________________________

Gametofit – ________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Ipoteza – ________________________________________________________________________________

Karpogon – ________________________________________________________________________________

Peliculă – ________________________________________________________________________

Pirenoizi – ________________________________________________________________________________

Rizoizi – ________________________________________________________________________________

Sporofit – ________________________________________________________________________________

Undulipodia – ________________________________________________________________________________

Talus – ________________________________________________________________________________

Fitoplancton – ________________________________________________________________________________

Cromatofori – ________________________________________________________________________________

Epitheca – ________________________________________________________________________________

Sarcina 7. Alegeți o potrivire: tipuri de reproducere algelor - esența lor

Sarcina 8. Pentru grupurile de plante indicate, selectați semnificația și aplicația corespunzătoare.

Vegetația verde dintr-un acvariu este un element necesar pentru menținerea compoziției chimice a apei și pentru a conferi designului acesteia un aspect natural. Cu toate acestea, nu toate „verzile” sunt create egale. Un exemplu de „negativ de acvariu” este algele albastre-verzi – microorganisme care au un alt nume - cianobacteriile.

Caracteristicile structurale ale algelor albastre-verzi

Algele verzi albastre sunt bacterii mari care pot fi găsite singure, în grupuri sau în fire. Particularitatea lor este capacitatea de a efectua o fotosinteză adevărată (eliberarea de oxigen în mediul acvatic în lumină). Ele, spre deosebire de algele euglenoide și pirofitice, nu au flageli și o mucoasă caracteristică, cresc rapid și acoperă suprafața pe care sunt atașate cu un strat dens. În plus, această celulă este o procariotă tipică. Nu are nucleu sau organele interne.

În natură, face parte din fitoplanctonul natural, participant la multe simbioze ale elementului apă.

În funcție de condițiile de creștere, își pot schimba culoarea: de la verde deschis la violet închis. Această colorare este obținută datorită prevalenței unuia dintre principalii participanți la fotosinteză: clorofila și ficocianina. Nuanța depinde de procentul lor.

Colonizarea densă a apei de acvariu de către astfel de microorganisme duce la pierderea transparenței, dobândirea unui miros neplăcut de mucegai și moartea plantelor și algelor cultivate, precum și a faunei existente.

Datorită structurii lor, cresc rapid pe suprafețe dure, formând straturi groase dense. Mucusul se formează aproape întotdeauna în jurul unor astfel de organisme. Aceasta este proprietatea protectoare a cianobacteriilor de a rezista factorilor adversi. mediu inconjurator. Deci, în natură, când un rezervor se usucă, mucusul împiedică bacteriile să moară rapid. Și când ajung înapoi în apă, își restabilesc rapid viabilitatea.

Ce optiuni exista?

De-a lungul celor 3 miliarde de ani de existență, algele albastre-verzi au format multe modificări.” Astăzi sunt cunoscute peste 2,5 mii dintre speciile lor. Printre ei:

• gleotrichia;
• anabena;
• oscilator.

Pentru gleotrichia, habitatul natural sunt rezervoare cu apă sărată în mișcare, în care pot trăi pe părți învechite de vegetație.

Anabena poate fi găsită în mlaștini și bălți cu fund de lut și chiar în bălți după ploaie.

Oscilatorii preferă apa stagnantă, care învăluie adesea suprafețele obiectelor înecate, dar se găsesc și pe suprafața rezervoarelor.

Numeroase fotografii ale rezervoarelor „înflorite” reflectă rezultatul colonizării cianobacteriilor. În acest caz, echilibrul ecologic este perturbat. Plantele se opresc din creștere și sunt slab întărite, peștii practic se sufocă din cauza prezenței substanțelor chimice dăunătoare în apă - produse reziduale ale dăunătorului.

Caracteristici biologice

Toate speciile se hrănesc într-o manieră fototrofă, similară cu varecul. Cu toate acestea, există dovezi că bacteria se poate hrăni și mixotrofic, adică. amestecat. Absoarbe practic substanțele organice gata preparate pe toată suprafața sa, motiv pentru care crește.

Algele nu sunt capabile să se reproducă sexual. Ele sunt caracterizate printr-o metodă de creștere filamentoasă, cunoscută sub numele de vegetație. Din mai multe elemente inițiale se formează rapid desișuri întregi, încurcând adesea plantele cultivate, ca o pânză de păianjen.

Toate tipurile de cianobacterii au în comun vitalitatea lor ridicată și capacitatea de a se recupera rapid.

Dăunătorul este, de asemenea, rezistent la unele metode de dezinfecție. Poate rezista la sararea populara, adaugand cateva picaturi de verde stralucitor in apa sau alte efecte similare. Pentru a lupta, sunt necesare antibiotice naturale și mijloace speciale pentru dezinfectarea suprafețelor apei și acvariilor.

Cum îți poți da seama dacă există cianobacterii în acvariul tău?

Algele albastre-verzi, aparținând regnului algelor prenucleare (sau algelor zdrobite), au parcurs un drum atât de lung cale istorică dezvoltare pe care au învățat să se adapteze la cele mai negative condiții de existență. Multe dintre ele sunt inacceptabile pentru alte plante. Ele pot crește în apă:

• contaminat cu substanțe chimice;
• încălzit până la 93 o C;
• cu semne de putrezire;
• contaminate cu materie organică la niveluri care depășesc standardele acceptabile pentru viață.

Bacteriile sunt capabile să supraviețuiască în gheață și să crească pe suprafețe complet lipsite de viață.

Dacă în acvariu apar alge verzi albastre , Acest lucru poate fi observat inițial la schimbarea apei. După ce ai scurs câțiva litri, observi un miros neplăcut care vine din interior. Frunzele plantelor mari devin ușor alunecoase și moi, schimbându-și treptat culoarea într-o culoare mai plictisitoare.

Mai târziu acorzi atenție unui mucus ciudat care, în timp, își reduce transparența și compoziție chimică mediu acvatic. În același timp, pe suprafețele pietrelor, grotelor, diferitelor suporturi și obiectelor decorative apare un strat verde. Are tendința de a se transforma într-o crustă densă de alge. Îi poți verifica prezența zgâriind-o ușor cu unghia: ar trebui să se desprindă în fulgi mari.

Măsurile neluate la timp garantează distrugerea completă a biocenozei existente. Placa va acoperi pereții și fundul acvariului, se va așeza pe suprafața solului și se va transforma într-un strat dens, etanș la aer.

Ce contribuie la acest proces?

O bacterie adusă de afară într-o casă cu apă sigură necesită:

• lumină solară intensă sau lumină artificială;
• creșterea temperaturii peste 24 o C;
• schimbări rare de apă;
• nivel scăzut de aerare;
• perioada extinsa de iluminare;
• prezența florei (bacteriene) însoțitoare: diverși microbi, protozoare sau viruși.

Un factor care contribuie la creștere este sedimentul regulat din hrana neconsumată, în special de natură biologică.

Cum să încerci să scapi de un oaspete nedorit?

Cum să abordăm o astfel de problemă? La urma urmei, auzim adesea că apa are suficientă putere de curățare pentru a face față propriilor contaminanți. Într-o anumită măsură, acest lucru este adevărat, dar se aplică numai corpurilor naturale mari de apă. Condiții artificialeși, cel mai important, o cantitate mică de apă nu va face posibilă învingerea unui astfel de oaspete nepoftit.

La urma urmei, nu are nevoie de hrană, este un autotrof, iar reproducerea are loc rapid și ușor.

Puteți încerca să învingeți doar algele albastre-verzi care apar, inclusiv oscilatorul , cu ajutorul ordonatorilor de fund - ancistrus. Aceste creaturi îndrăgite aparțin speciei somnului, care curăță în mod natural suprafețele din casa lor acvatică comună. Ele nu sunt doar amuzante, ci și utile.

Algele albastre verzi sunt bacterii , care ar trebui tratat în mai multe direcții simultan:

• creați condiții contrare lumii algelor;
• determinarea și implementarea unei metode de dezinfecție a apei;
• clătiți bine solul și curățați toate suprafețele afectate;
• dezinfectați plantele și clătiți-le bine în apă curentă rece;
• ia măsuri pentru a se asigura că reprezentantul albastru sau verzui al algelor unicelulare nu reapare.

Pas cu pas, esența acestor acțiuni ale acvaristului se rezumă la următoarele.

1. Scoateți cât mai mulți locuitori din acvariul afectat;
2. Dacă este posibil, îndepărtați obiectele care sunt importante pentru creșterea cianobacteriilor;
3. Schimbați cel puțin jumătate din volumul de apă, înlocuindu-l cu apă proaspătă, îmbogățită cu oxigen;
4. Plantele bine înrădăcinate pot fi lăsate neatinse, dar cele mici și plutitoare trebuie îndepărtate și igienizate într-un mod accesibil;
5. Adăugați un antibiotic în apă, de exemplu, eritromicină la o rată de 3-5 mg pe 1 litru;
6. Umbriți complet acvariul și lăsați-l fără acces la lumină timp de 72 de ore;
7. La sfârșitul expunerii, schimbați din nou o treime din apă și deschideți-o la lumină.

Înainte de a repopula peștele, merită să observați cât de eficient a fost efectuată remedierea. Dacă există urme de cianobacterie, este mai bine să repetați procedura la timp.

Astfel de acțiuni pot lupta simultan nu numai cu algele albastre-verzi , dar si alte fenomene nocive din acvariu, de exemplu xenococul.

Pentru acvariile mici, recomandările generale nu pot fi considerate optime. Principala lor diferență este că schimbarea unei părți a apei, a cărei cantitate este deja limitată, nu va fi suficientă. Pentru un astfel de caz, se propune scăparea dăunătorului plantei folosind peroxid de hidrogen. Trebuie să determinați doza acesteia în funcție de volumul acvariului: 20-25 ml de peroxid se adaugă proporțional la 100 de litri. Cel mai probabil, tratamentul de la oscilatoare nu se va încheia dintr-o dată, iar după 24 de ore este indicat să îl repeți.

Tacticile ulterioare sunt determinate de intensitatea dezvoltării cianobacteriilor. Dacă este necesar, după câteva zile, tratamentul este efectuat din nou.

Dezinfectarea cu peroxid de hidrogen este mai dificilă, deoarece în acest caz prezența peștilor și a plantelor este complet exclusă. Pentru ei este Substanta chimica reprezintă un pericol pentru viață.

Cum să protejezi un acvariu de o astfel de problemă?

Alge albastre verzi - plante , care în structura lor aparțin regnului bacteriilor, deși nu sunt eucariote. Prin urmare, le puteți aduce în acvariu cu:

• echipamente noi;
• sol contaminat;
• tufe de plante;
• apă.

Există dovezi că chiar și apa de la robinet poate servi ca purtător de bucăți microscopice de alge. În acest caz, imediat din primele zile de echipare a acvariului, pe suprafața acestuia va apărea o peliculă verde închis, care are un miros ascuțit, neplăcut. Apa nu va fi limpede și sigură, iar introducerea unor creaturi vii în ea poate duce la moarte.

Dacă plantele sunt luate pentru transplant dintr-un acvariu în care sticla este acoperită cu un strat alunecos de culoare verde închis, cel mai probabil sistem ecologic este deranjat și probabilitatea prezenței cianobacteriilor este mare. O astfel de plantă crește prost pentru că nu absoarbe mineralele, arată bolnav și se ofilește rapid.

Solul cu cianobacterii în creștere este slab ventilat, are o rată de oxidare scăzută și eliberează gaze toxice în apă - produse reziduale ale algelor albastre-verzi.

Este foarte important ca apa să nu conțină reziduuri de substanțe organice precum aminoacizi și carbohidrați formați în timpul descompunerii reziduurilor alimentare. Prin urmare, este necesar să se respecte cu strictețe regimul de hrănire și cantitatea acestui aliment. Contaminanții mecanici suspendați în apă sunt îndepărtați cu ușurință folosind dispozitive speciale - filtre.

O treime din apa din acvariu trebuie schimbată în mod regulat (cel puțin o dată la 10 zile). Coeficientul de saturație în oxigen este important, adică. aerare. Puterea pompei de aer trebuie să corespundă volumului disponibil de lichid.

Încă una factor important riscul depășește acoperirea normativă. Potrivit multor biologi, peștii nu au nevoie de durată lungă orele de zi. Iluminatul este mai degrabă o caracteristică necesară pentru creșterea plantelor și pentru rezolvarea ideilor de design. Dar, împreună cu plantele subacvatice cultivate, cresc algele albastre-verzi, mai ales dacă temperatura apei este nerezonabil de ridicată. Prin urmare, numărul de ore în care lumina directă este direcționată în acvariu trebuie echilibrat.

Sarcinile unui acvarist includ aspecte atât de neplăcute precum lupta împotriva algelor albastre-verzi. Și pe această cale poți realiza rezultate bune, dacă respectați regulile general acceptate de îngrijire igienă pentru pești și habitatul acestora.

Vizualizări ale postării: 5.347

Algă verde-albăstruie(Cyanophyta), puști, mai precis, puști ficocrome(Schizophyceae), alge slime (Myxophyceae) - câte nume diferite a primit acest grup de plante antice autotrofe de la cercetători! Pasiunile nu s-au potolit până astăzi. Există mulți oameni de știință care sunt gata să excludă albastru-verde din numărul de alge și unii din regnul vegetal cu totul. Și nu „ușor”, ci cu deplină încredere că fac acest lucru pe o bază științifică serioasă. Algele albastre-verzi însele sunt „de vină” pentru această soartă. Structura extrem de unică a celulelor, coloniilor și filamentelor, biologie interesantă, vârstă filogenetică mare - toate aceste caracteristici, separat și luate împreună, oferă baza pentru multe interpretări ale sistematicii acestui grup de organisme.

Nu există nicio îndoială că algele albastre-verzi sunt cel mai vechi grup dintre organismele autotrofe și dintre organismele în general. Rămășițele unor organisme asemănătoare acestora au fost găsite printre stromatoliți (formațiuni calcaroase cu suprafața tuberculată și structură internă stratificată concentric din sedimentele precambriene), care aveau o vechime de aproximativ trei miliarde de ani. Analiza chimica au descoperit produse de descompunere a clorofilei în aceste reziduuri. A doua dovadă serioasă a antichității algelor albastre-verzi este structura celulelor lor. Împreună cu bacteriile, acestea sunt combinate într-un grup numit organisme prenucleare(Procaryota). Diferiți taxonomiști evaluează în mod diferit rangul acestui grup - de la o clasă la un regn independent de organisme, în funcție de importanța pe care o acordă caracteristicilor individuale sau nivelului structurii celulare. Există încă multă incertitudine în taxonomia algelor albastre-verzi; mari dezacorduri apar la fiecare nivel al cercetării lor.

Algele albastre-verzi se găsesc în tot felul de habitate, aproape imposibil de a exista, pe toate continentele și corpurile de apă de pe Pământ.

Structura celulară. Pe baza formei celulelor lor vegetative, algele albastre-verzi pot fi împărțite în două grupuri principale:

1) specii cu celule mai mult sau mai puțin sferice (sferice, larg elipsoide, pară și ovoide);

2) specii cu celule puternic alungite (sau comprimate) într-o singură direcție (elipsoidal alungit, fuziform, cilindric - de la cilindric scurt și în formă de butoi la cilindric alungit). Celulele trăiesc separat și uneori se unesc în colonii sau formează filamente (acestea din urmă pot trăi și separat sau pot forma smocuri sau colonii gelatinoase).

Celulele au pereți destul de groși. În esență, protoplastul este înconjurat aici de patru straturi de membrană: o membrană celulară cu două straturi este acoperită deasupra cu o membrană ondulată exterioară, iar între protoplast și membrană există și o membrană celulară internă. Doar stratul interior al cochiliei și membrana interioară participă la formarea partiției transversale între celulele din filamente; membrana exterioară și stratul exterior al cochiliei nu merg acolo.

Structura peretelui celular și alte microstructuri ale celulelor de alge albastre-verzi au fost studiate folosind un microscop electronic (Fig. 49).

Deși membrana celulară conține celuloză, rolul principal îl au substanțele pectinice și polizaharidele mucoase. La unele specii, membranele celulare sunt bine mucoase și chiar conțin pigmenți; în altele, în jurul celulelor se formează o teacă mucoasă specială, uneori independentă în jurul fiecărei celule, dar mai des fuzionează într-o teacă comună, înconjurând grupul sau întregul rând de celule, numit în forme filamentoase printr-un termen special - tricomi. În multe alge albastre-verzi, tricomii sunt înconjurați de teci reale - teci. Atât carcasele celulare, cât și cele adevărate sunt compuse din fibre subțiri împletite. Ele pot fi omogene sau stratificate: stratificarea firelor cu baze și vârf separate poate fi paralelă sau oblică, uneori chiar în formă de pâlnie. Cazurile adevărate cresc prin stratificarea de noi straturi de mucus unul peste altul sau inserarea de noi straturi între cele vechi. niste Nostocian(Nostoc, Anabaena) învelișurile celulare sunt formate prin secreția de mucus prin porii din membrane.

Protoplastul algelor albastre-verzi nu are un nucleu format și anterior era considerat difuz, împărțit doar într-o parte periferică colorată - cromatoplasmă - și o parte centrală incoloră - cetroplasmă. in orice caz diverse metode microscopie și citochimie, precum și ultracentrifugarea, s-a dovedit că o astfel de diviziune poate fi doar condiționată. Celulele algelor albastre-verzi conțin elemente structurale bine definite, iar aranjarea lor diferită determină diferențele dintre centroplasmă și cromatoplasmă. Unii autori disting acum trei componente în protoplastul algelor albastre-verzi:

1) nucleoplasmă;

2) plăci fotosintetice (lamele);

3) ribozomi și alte granule citoplasmatice.

Dar, deoarece nucleoplasma ocupă regiunea centroplasmei, iar lamelele și alte componente sunt situate în regiunea cromatoplasmei care conține pigmenți, distincția veche, clasică (ribozomii se găsesc în ambele părți ale protoplastei) nu poate fi considerată o eroare.

Pigmentii concentrați în partea periferică a protoplastei sunt localizați în formațiuni asemănătoare plăcilor - lamele, care sunt localizate în cromatoplasmă în diferite moduri: haotic, împachetate în granule sau orientate radial. Astfel de sisteme de lamele sunt acum adesea numite paracromatofori.

În cromatoplasmă, pe lângă lamele și ribozomi, există și ectoplaste (granule de cianoficină formate din lipoproteine) și diverse tipuri de cristale. În funcție de starea fiziologică și de vârsta celulelor, toate aceste elemente structurale se pot schimba foarte mult până când dispar complet.

Centroplasma celulelor de alge albastru-verzi este formată din hialoplasmă și diferite tije, fibrile și granule. Acestea din urmă sunt elemente de cromatină care sunt colorate cu coloranți nucleari. Elementele de hialoplasmă și cromatină pot fi considerate în general un analog al nucleului, deoarece aceste elemente conțin ADN; În timpul diviziunii celulare, ele se divid longitudinal, iar jumătățile sunt distribuite în mod egal între celulele fiice. Dar, spre deosebire de un nucleu tipic, în celulele algelor albastre-verzi nu este niciodată posibil să se detecteze o membrană nucleară și nucleoli în jurul elementelor cromatinei. Aceasta este o formațiune asemănătoare nucleului într-o celulă și se numește nucleoid. De asemenea, conține ribozomi care conțin ARN, vacuole și granule de polifosfat.

S-a stabilit că formele filamentoase au plasmodesmate între celule. Uneori, sistemele de lamele ale celulelor învecinate sunt de asemenea interconectate. Septurile transversale din tricom nu trebuie în niciun caz considerate bucăți de materie moartă. Acesta este live componentă o celulă care participă constant la procesele sale de viață, cum ar fi periplastul organismelor flagelate.

Protoplasma algelor albastre-verzi este mai densă decât cea a altor grupuri de plante; este imobil și foarte rar conține vacuole umplute cu seva celulară. Vacuolele apar numai în celulele vechi, iar apariția lor duce întotdeauna la moartea celulelor. Dar în celulele algelor albastre-verzi se găsesc adesea vacuole gazoase (pseudovacuole). Acestea sunt cavități din protoplasmă, umplute cu azot și care conferă celulei o culoare negru-maro sau aproape neagră în lumina transmisă de un microscop. Se găsesc la unele specii aproape constant, dar există și specii la care nu se găsesc. Prezența sau absența lor este adesea considerată un caracter important din punct de vedere taxonomic, dar, desigur, încă nu știm totul despre vacuolele de gaz. Cel mai adesea se găsesc în celulele speciilor care duc un stil de viață planctonic (reprezentanți ai genurilor Anabaena, Aphanizomenon, Rivularia, Microcystis etc., Fig. 50, 58.1).

,

Nu există nicio îndoială că vacuolele de gaz din aceste alge servesc ca un fel de adaptare pentru a reduce greutatea lor specifică, adică pentru a îmbunătăți „plutirea” în coloana de apă. Și totuși prezența lor nu este deloc necesară și chiar și în plancterele tipice precum Microcystis aeruginosa și M. flosaquae se poate observa (mai ales toamna) dispariția aproape completă a vacuolelor de gaz. La unele specii apar și dispar brusc, adesea din motive necunoscute. U pruna nostoc(Nostoc pruniforme, tabel 3, 9), colonii mari din care trăiesc întotdeauna la fundul rezervoarelor; apar în conditii naturale primavara, la scurt timp dupa ce gheata se topeste. De obicei, coloniile maro-verzui capătă apoi o nuanță cenușie, uneori chiar lăptoasă și dispar complet în câteva zile. Microscopia algelor în această etapă arată că toate celulele nostoc sunt umplute cu vacuole de gaz (Fig. 50) și au devenit brun-negricioase, similar cu celulele anabenelor planctonice. În funcție de condiții, vacuolele de gaz persistă până la zece zile, dar în cele din urmă dispar; începe formarea unei teci mucoase în jurul celulelor și diviziunea lor intensivă. Fiecare fir sau chiar bucată de fir dă naștere unui nou organism (colonie). O imagine similară poate fi observată în timpul germinării sporilor speciilor epifite sau planctonice de gleotrichia. Uneori, vacuolele de gaz apar doar în unele celule ale tricomului, de exemplu în zona meristemalp, unde are loc diviziunea celulară intensivă și pot apărea hormoni, a căror eliberare vacuolele de gaz ajută cumva.

,

Vacuolele gazoase se formează la marginea cromatoplasmei și a centroplasmei și sunt complet neregulate ca contur. La unele specii care trăiesc în straturile superioare ale nămolului inferior (în sapropel), în special la specii oscilatorii, vacuolele mari de gaz sunt situate în celule pe părțile laterale ale pereților transversale. S-a stabilit experimental că apariția unor astfel de vacuole este cauzată de o scădere a cantității de oxigen dizolvat în mediu, cu adăugarea de produse de fermentare a hidrogenului sulfurat în mediu. Se poate presupune că astfel de vacuole apar ca instalații de depozitare sau locuri pentru depunerea gazelor care sunt eliberate în timpul proceselor enzimatice care au loc în celulă.

Compoziția aparatului pigmentar al algelor albastre-verzi este foarte variată; în ele s-au găsit aproximativ 30 de pigmenți intracelulari diferiți. Ele aparțin la patru grupe - clorofile, caroteni, xantofile și biliproteine. Dintre clorofile, prezența clorofilei a a fost dovedită până acum în mod fiabil; din carotenoizi - α, β și ε-caroteni; din xantofile - echineon, zeaxantina, criptoxaitina, mixoxantofila etc., iar din biliproteine ​​- c-ficocianina, c-ficoeritrina si aloficocianina. Este foarte tipic ca algele albastre-verzi să aibă cel din urmă grup de pigmenți (se găsesc și în algele violet și în unele criptomonade) și absența clorofilei b. Acesta din urmă indică încă o dată că algele albastre-verzi sunt un grup străvechi care s-a separat și a urmat o cale independentă de dezvoltare chiar înainte de apariția clorofilei b în timpul evoluției, a cărei participare la reacțiile fotochimice ale fotosintezei dă cea mai mare eficiență.

Diversitatea și compoziția unică a sistemelor pigmentare fotoasimilatoare explică rezistența algelor albastre-verzi la efectele întunecării prelungite și anaerobiozei. Acest lucru explică, de asemenea, parțial existența lor în condiții extreme de viață - în peșteri, straturi bogate în hidrogen sulfurat de nămol de fund și în izvoare minerale.

Produsul fotosintezei în celulele algelor verzi este o glicoproteină, care apare în cromatoplasmă și se depune acolo. Glicoproteina este similară cu glicogenul - dintr-o soluție de iod în iodură de potasiu devine maro. S-au găsit granule de polizaharide între lamelele fotosintetice. Granulele de cianoficină din stratul exterior al cromatoplasmei constau din lipoproteine. Boabele de volutină din centroplasmă sunt substanțe de depozitare de origine proteică. Boabele de sulf apar în plasma locuitorilor rezervoarelor de sulf.

Diversitatea compoziției pigmentului poate explica, de asemenea, varietatea de culori a celulelor și tricomilor algelor albastre-verzi. Culoarea lor variază de la albastru-verde pur la violet sau roșcat, uneori la violet sau roșu maro, de la galben la albastru pal sau aproape negru. Culoarea protoplastei depinde de poziția sistematică a speciei, precum și de vârsta celulelor și condițiile de viață. Foarte des este mascat de culoarea mucusului vaginal sau a mucusului colonial. Pigmentii se gasesc si in mucus si dau firelor sau coloniilor o nuanta galbena, maro, rosiatica, violeta sau albastra. Culoarea mucusului, la rândul său, depinde de condițiile de mediu - de lumină, chimie și pH-ul mediului, de cantitatea de umiditate din aer (pentru aerofiți).

Structura firelor. Puține alge albastre-verzi cresc ca celule individuale; majoritatea cresc în colonii sau filamente multicelulare. La rândul lor, firele pot fie să formeze colonii pseudoparenchimatoase, în care sunt strâns închise, iar celulele își păstrează independența fiziologică, fie au o structură hormonală, în care celulele sunt conectate în rând, formând așa-numiții tricomi. Într-un tricom, protoplastele celulelor învecinate sunt conectate prin plasmodesmate. Tricomii, înconjurați de o membrană mucoasă, se numesc filamente.

Formele filamentoase pot fi simple sau ramificate. Ramificarea în algele albastre-verzi este dublă - reală și falsă (Fig. 51). Această ramificare se numește atunci când o ramură laterală apare ca urmare a diviziunii unei celule perpendiculare pe firul principal (ordinul Stigonematales). Ramificarea falsă este formarea unei ramuri laterale prin ruperea tricomului și ruperea acestuia prin vagin în lateral la unul sau ambele capete. În primul caz se vorbește despre simplu, în al doilea - despre ramificare falsă dublă (sau pereche). Ramificarea falsă poate fi considerată atât ramificarea în formă de buclă caracteristică familiei Scytonemataceae, cât și ramificarea rară în formă de V - rezultatul diviziunii și creșterii repetate a două celule tricomice adiacente în două direcții reciproc opuse față de axa lungă a filamentului.

Multe alge filamentoase albastre-verzi au celule deosebite numite heterochisturi. Au o înveliș în două straturi bine definită, iar conținutul este întotdeauna lipsit de pigmenți de asimilare (este incolor, albăstrui sau gălbui), vacuole gazoase și granule de substanțe de rezervă. Se formează din celule vegetative în diferite locuri ale tricomului, în funcție de poziția sistematică a algei: pe unul (Rivularia, Calothrix, Gloeotrichia) și ambele (Anabaenopsis, Cylindrospermum) capete ale tricomului - bazal și terminal; în tricomul dintre celulele vegetative, adică intercalar (Nostoc, Anabaena, Nodularia) sau pe partea laterală a tricomului - lateral (la unele Stigonematales). Heterochistele se găsesc individual sau mai multe (2-10) la rând. În funcție de localizare, în fiecare heterochist apar câte unul (în heterochistele terminale și laterale) sau două, uneori chiar și trei (în intercalare), care înfundă din interior porii dintre heterochist și celulele vegetative învecinate (Fig. 5, 2) .

Heterochistele sunt numite un mister botanic. La microscopul optic, par a fi goale, dar uneori, spre marea surpriză a cercetătorilor, germinează brusc, dând naștere la noi tricomi. În timpul ramificării false și în timpul separării filamentelor, tricomii se rup cel mai adesea în apropierea heterochisturilor, ca și cum creșterea tricomilor este limitată de aceștia. Din această cauză, ele au fost numite anterior celule de frontieră. Firele cu heterochisturi bazale și terminale sunt atașate de substrat folosind heterochisturi. La unele specii, heterochisturile sunt asociate cu formarea de celule de repaus - spori: sunt situate lângă heterochist, unul câte unul (la Culindrospermum, Gloeotrichia, Anabaenopsis raciborskii) sau pe ambele părți (la unele Anabaena). Este posibil ca heterochistele să fie depozitare ale unor substanțe de rezervă sau enzime. Este interesant de observat că toate tipurile de alge albastre-verzi care sunt capabile să fixeze azotul atmosferic au heterochisturi.

Reproducere. Cel mai comun tip de reproducere la algele albastre-verzi este diviziunea celulară în două. Pentru formele unicelulare aceasta este singura metodă; în colonii şi filamente duce la creşterea filamentului sau coloniei.

Tricomii se formează atunci când celulele care se divid în aceeași direcție nu se îndepărtează unele de altele. Dacă aranjamentul liniar este încălcat, apare o colonie cu celule aranjate aleatoriu. La împărțirea în două direcții perpendiculare într-un singur plan, se formează o colonie lamelară cu un aranjament regulat de celule sub formă de tetrade (Merismopedia). Grupurile volumetrice sub formă de pachete apar atunci când celulele se divid în trei planuri (Eucapsis).

Reprezentanții unor genuri (Gloeocapsa, Microcystis) se caracterizează și prin diviziune rapidă cu formarea multor celule mici - nanocite - în celula mamă.

Algele albastre-verzi se reproduc și în alte moduri - prin formarea de spori (celule de repaus), exo- și endospori, hormogoni, hormospori, gonidii, coci și planococi. Unul dintre cele mai comune tipuri de reproducere a formelor filamentoase este formarea de hormoni. Această metodă de reproducere este atât de caracteristică unor alge albastre-verzi încât a servit drept nume pentru întreaga clasă. hormonul(Hormogoniophyceae). Hormogoniile sunt de obicei numite fragmente de tricomi în care acestea din urmă se descompun. Formarea hormonilor nu este pur și simplu separarea mecanică a unui grup de doi, trei sau Mai mult celule. Hormogoniile sunt separate din cauza morții unor celule necroide, apoi, cu ajutorul secreției de mucus, ele alunecă din vagin (dacă există) și, efectuând mișcări oscilatorii, se deplasează în apă sau de-a lungul substratului. Fiecare hormogonie poate da naștere unui nou individ. Dacă un grup de celule, asemănător cu hormogoniul, este acoperit cu o membrană groasă, se numește hormospor (hormochist), care îndeplinește simultan funcțiile de reproducere și tolerează condiții nefavorabile.

La unele specii, fragmentele unicelulare sunt separate de talus, care se numesc gonidii, coci sau planococi. Gonidiile rețin membrana mucoasă; coci lipsesc membrane clar definite; Planococii sunt, de asemenea, goi, dar, ca și hormonii, au capacitatea de a se mișca activ.

Motivele mișcării hormonilor, planococilor și tricomilor întregi (în Oscillatoriaceae) sunt încă departe de a fi clarificate. Ele alunecă de-a lungul axei longitudinale, oscilând dintr-o parte în alta sau se rotesc în jurul acesteia. Forța motrice este considerată a fi secreția de mucus, contracția tricomilor de-a lungul axei longitudinale, contracția membranei ondulate exterioare, precum și fenomenele electrocinetice.

Organele de reproducere destul de comune sunt sporii, în special în algele din ordinul Nostocales. Sunt unicelulare, de obicei mai mari decât celulele vegetative și provin din ele, de obicei dintr-una. Cu toate acestea, la reprezentanții unor genuri (Gloeotrichia, Anabaena), acestea se formează ca urmare a fuziunii mai multor celule vegetative, iar lungimea unor astfel de spori poate ajunge la 0,5 mm. Este posibil ca recombinarea să aibă loc și în timpul unei astfel de fuziuni, dar până acum nu există date exacte despre aceasta.

Sporii sunt acoperiți cu o membrană groasă, cu două straturi, al cărei strat interior se numește endosporium, iar stratul exterior se numește exosporium. Cojile sunt netede sau punctate cu papile, incolore, galbene sau maronie. Datorită cochiliilor groase și modificărilor fiziologice din protoplast (acumularea de substanțe de rezervă, dispariția pigmenților de asimilare, uneori o creștere a numărului de boabe de cianoficină), sporii pot rămâne viabili mult timp în condiții nefavorabile și într-o varietate de condiții. influențe puternice(la temperaturi scăzute și ridicate, în timpul uscării și iradierii puternice). În condiții favorabile, sporul germinează, conținutul său este împărțit în celule - se formează sporogormogonium, mucusul de coajă se rupe sau se deschide cu un capac, iar hormogoniul iese.

Endo- și exosporii se găsesc în principal la reprezentanți clasa camesifon(Chamaesiphonophyceae). Endosporii se formează în celulele mamă mărite în cantitati mari(peste o sută). Formarea lor are loc succesiv (ca urmare a unei serii de diviziuni succesive ale protoplastei celulei mamă) sau simultan (prin dezintegrarea simultană a celulei mamă în multe celule mici). Exosporii, pe măsură ce se formează, sunt separați de protoplastul celulei mamă și ies. Uneori nu se separă de celula mamă, ci formează lanțuri pe ea (de exemplu, la unele specii Chamaesiphon).

Reproducerea sexuală este complet absentă la algele albastre-verzi.

Metode de alimentație și ecologie. Se știe că majoritatea algelor albastre-verzi sunt capabile să sintetizeze toate substanțele celulelor lor folosind energia luminoasă. Procesele fotosintetice care au loc în celulele algelor albastre-verzi sunt similare în principiu cu procesele care au loc în alte organisme care conțin clorofilă.

Tipul de nutriție fotoautotrof este pentru ei principalul, dar nu singurul. Pe lângă fotosinteza adevărată, algele albastre-verzi sunt capabile de fotoreducere, fotoheterotrofie, autoheterotrofie, heteroautotrofie și chiar heterotrofie completă. Dacă în mediu există substanțe organice, acestea le folosesc ca surse suplimentare de energie. Datorita capacitatii de alimentatie mixta (mixotrofa), pot fi active chiar si in conditii extreme pentru viata fotoautotrofa. În astfel de habitate nu există aproape nicio concurență, iar algele albastre-verzi ocupă o poziție dominantă.

În condiții de iluminare slabă (în peșteri, în orizonturile adânci ale rezervoarelor), compoziția pigmentului din celulele algelor albastre-verzi se modifică. Acest fenomen, numit adaptare cromatică, este o modificare adaptativă a culorii algelor sub influența modificărilor compoziției spectrale a luminii ca urmare a creșterii numărului de pigmenți care au o culoare complementară culorii razelor incidente. Modificări ale culorii celulare (cloroza) apar și în cazul lipsei anumitor componente din mediu, în prezența unor substanțe toxice, precum și în timpul trecerii la un tip de nutriție heterotrof.

Printre algele albastre-verzi există, de asemenea, un grup de specii, care sunt în general rare printre alte organisme. Aceste alge sunt capabile să fixeze azotul atmosferic, iar această proprietate este combinată cu fotosinteza. Aproximativ o sută de astfel de specii sunt acum cunoscute. După cum sa indicat deja, această abilitate este caracteristică numai algelor care au heterochisturi și nu tuturor.

Majoritatea algelor care fixează azot albastru-verde sunt limitate la habitatele terestre. Este posibil ca independența lor alimentară relativă ca fixatori de azot atmosferic să le permită să colonizeze roci nelocuite fără nici cea mai mică urmă de sol, așa cum s-a observat pe insula Krakatoa în 1883: la trei ani după erupția vulcanică, au fost găsite acumulări de mucoase. pe cenușă și tuf , format din reprezentanți ai genurilor Anabaena, Gloeocapsa, Nostoc, Calothrix, Phormidium etc. Primii coloniști ai insulei Surtsey, care au apărut ca urmare a erupției unui vulcan subacvatic în 1963, în apropierea sudului coasta Islandei, au fost și fixatori de azot. Printre acestea s-au numărat și unele specii planctonice răspândite care provoacă înflorirea apei (Anabaena circinalis, A. cylindrica, A. flos-aquae, A. lemmermannii, A. scheremievii, A. spiroides, Anabaenopsis circularis, Gloeotrichia echinulata).

Temperatura maximă pentru existența unei celule vii și asimilatoare este considerată a fi de +65°C, dar aceasta nu este limita pentru algele albastre-verzi (vezi eseul despre algele termale). Algele termofile albastre-verde tolerează astfel de temperaturi ridicate datorită stării coloidale deosebite a protoplasmei, care atunci când temperatura ridicata se coagulează foarte încet. Cei mai des întâlniți termofili sunt cosmopoliții Mastigocladus laminosus și Phormidium laminosum. Algele albastre-verzi pot rezista la temperaturi scăzute. Unele specii au fost păstrate timp de o săptămână la temperatura aerului lichid (-190°C) fără deteriorare. Nu există o astfel de temperatură în natură, dar în Antarctica, la o temperatură de -83°C, s-au găsit alge albastre-verzi (nostocs) în cantități mari.

În Antarctica și în zonele înalte, pe lângă temperaturile scăzute, radiațiile solare ridicate afectează și algele. Pentru a reduce efectele nocive ale radiațiilor cu unde scurte, algele albastre-verzi au dobândit o serie de adaptări în timpul evoluției. Cea mai importantă dintre acestea este secreția de mucus în jurul celulelor. Mucusul coloniilor și membranele mucoase ale vaginului filamentos sunt un bun înveliș protector care protejează celulele de uscare și, în același timp, acționează ca un filtru care elimină efectele nocive ale radiațiilor. În funcție de intensitatea luminii, în mucus se depune mai mult sau mai puțin pigment și devine colorat pe toată grosimea sau straturile sale.

Capacitatea mucusului de a absorbi rapid și de a reține apa pentru o perioadă lungă de timp permite algelor albastre-verzi să crească normal în zonele deșertice. Slime se absoarbe suma maxima umiditatea de noapte sau de dimineață, coloniile se umflă și începe asimilarea în celule. Până la amiază, coloniile gelatinoase sau grupurile de celule se usucă și se transformă în cruste negre crocante. Ei rămân în această stare până în noaptea următoare, când absorbția umidității începe din nou.

Pentru o viață activă, apa aburoasă este suficientă pentru ei.

Algele albastre-verzi sunt foarte frecvente în sol și în comunitățile solului, se găsesc și în habitatele umede, precum și pe scoarța copacilor, pe pietre etc. Toate aceste habitate nu sunt adesea asigurate în mod constant cu umiditate și sunt iluminate neuniform. (pentru mai multe detalii, vezi eseurile despre algele terestre și din sol).

Algele albastre-verzi se găsesc și în comunitățile criofile - pe gheață și zăpadă. Fotosinteza este posibilă, desigur, numai atunci când celulele sunt înconjurate de un strat apa in stare lichida, ceea ce se întâmplă aici în lumina puternică a soarelui pe zăpadă și gheață.

Radiația solară de pe ghețari și câmpuri de zăpadă este foarte intensă, o parte semnificativă este radiații cu unde scurte, care declanșează adaptări protectoare la alge. Grupul criobionților include o serie de specii de alge albastre-verzi, dar, în general, reprezentanții acestui departament preferă habitatele cu temperaturi ridicate (pentru mai multe detalii, vezi eseul despre algele de zăpadă și gheață).

Algele albastre-verzi predomină în planctonul corpurilor de apă eutrofice (bogate în nutrienți), unde dezvoltarea lor masivă provoacă adesea înflorirea apei. Stilul de viață planctonic al acestor alge este facilitat de vacuolele de gaz din celule, deși nu toți agenții patogeni de înflorire le au (Tabelul 4). Secrețiile intravitale și produsele de descompunere post-mortem ale unora dintre aceste alge albastre-verzi sunt otrăvitoare. Dezvoltarea în masă a majorității algelor planctonice albastru-verde începe la temperaturi ridicate, adică în a doua jumătate a primăverii, vara și începutul toamnei. S-a stabilit că pentru majoritatea algelor albastre-verzi de apă dulce temperatura optimă este în jur de +30°C. Exista si exceptii. Unele tipuri de oscilatoriu provoacă o „înflorire” a apei sub gheață, adică la o temperatură de aproximativ 0°C. Speciile incolore și iubitoare de hidrogen sulfurat se dezvoltă în cantități mari în straturile adânci ale lacurilor. Unii agenți patogeni de înflorire se extind în mod clar dincolo de aria lor din cauza activității umane. Astfel, speciile din genul Anabaenopsis în afara regiunilor tropicale și subtropicale pentru o lungă perioadă de timp nu au fost găsite deloc, dar au fost găsite mai târziu în regiunile sudice ale zonei temperate, iar în urmă cu câțiva ani s-au dezvoltat în Golful Helsinki. Temperaturile adecvate și eutrofizarea crescută (poluarea organică) au permis acestui organism să se dezvolte în număr mare la nord de paralela 60.

„Înflorirea” apei în general, și în special cauzată de algele albastre-verzi, este luată în considerare dezastru natural, întrucât apa devine aproape că nu mai este potrivită pentru nimic. În același timp, poluarea secundară și colmatarea rezervorului cresc semnificativ, deoarece biomasa de alge într-un rezervor „înflorit” atinge valori semnificative (biomasă medie - până la 200 g/m3, maxim - până la 450-500 g /m3), iar printre algele albastre-verzi sunt foarte puține specii care ar fi consumate de alte organisme ca hrană.

Relațiile dintre algele albastre-verzi și alte organisme sunt multiple. Speciile din genurile Gloeocapsa, Nostoc, Scytonema, Stigonema, Rivularia și Calothrix sunt ficobionte în licheni. Unele alge albastre-verzi trăiesc în alte organisme ca asimilatoare. Speciile Anabaena și Nostoc trăiesc în camerele de aer ale mușchilor Anthoceros și Blasia. Anabaena azollae trăiește în frunzele ferigii de apă Azolla americana și în spațiile intercelulare ale Cycas și Zamia-Nostoc punctiforme (pentru mai multe detalii, vezi eseul despre simbioza algelor cu alte organisme).

Astfel, algele albastre-verzi se gasesc pe toate continentele si in tot felul de habitate - in apa si pe uscat, in apa dulce si sarata, oriunde si peste tot.

Mulți autori sunt de părere că toate algele albastre-verzi sunt omniprezente și cosmopolite, dar acest lucru este departe de a fi cazul. Distribuția geografică a genului Anabaenopsis a fost deja discutată mai sus. Cercetare detaliată s-a dovedit că nici măcar o specie atât de răspândită precum Nostoc pruniforme nu este cosmopolită. Unele genuri (de exemplu, Nostochopsis, Camptylonemopsis, Raphidiopsis) sunt în întregime limitate la zonele cu climă caldă sau caldă, Nostoc flagelliforme - la regiuni aride, multe specii din genul Chamaesiphon - la râuri și pâraie de apă reci și limpede din țările muntoase.

Departamentul de alge albastre-verzi este considerat cel mai vechi grup de plante autotrofe de pe Pământ. Structura primitivă a celulei, absența reproducerii sexuale și stadiile flagelare sunt toate dovezi serioase ale vechimii lor. Citologic, algele albastre-verzi sunt asemănătoare bacteriilor, iar unii dintre pigmenții lor (biliproteine) se găsesc și în algele roșii. Cu toate acestea, ținând cont de întregul complex de caracteristici caracteristice departamentului, se poate presupune că algele albastre-verzi sunt o ramură independentă a evoluției. Cu peste trei miliarde de ani în urmă, s-au îndepărtat de trunchiul principal al evoluției plantelor și au format o ramură fără fund.

Vorbind despre importanța economică a verde-albastrului, primul loc trebuie pus pe rolul lor de agenți cauzali ai „înfloririi” apei. Acesta, din păcate, este un rol negativ. Valoarea lor pozitivă constă în primul rând în capacitatea lor de a absorbi azotul liber. ÎN ţările din est algele albastre-verzi sunt chiar folosite ca hrană, iar în anul trecut unii dintre ei și-au găsit drum în bazinele culturilor de masă pentru productie industriala materie organică.

Taxonomia algelor albastre-verzi este încă departe de a fi perfectă. Simplitatea comparativă a morfologiei, numărul relativ mic de caractere care sunt valoroase din punct de vedere al sistematicii și variabilitatea largă a unora dintre ele, precum și interpretările diferite ale acelorași personaje, au condus la faptul că aproape toate cele existente sistemele sunt într-o măsură sau alta subiective și departe de a fi naturale. Nu există o distincție bună și justificată între specia în ansamblu, iar domeniul de aplicare al speciei este înțeles diferit în diferite sisteme. Numărul total de specii din departament este determinat a fi 1500-2000. Conform sistemului pe care l-am adoptat, departamentul de alge albastre-verzi este împărțit în 3 clase, mai multe ordine și multe familii.

Enciclopedie biologică

SISTEMATICĂ ȘI SARCINIILE EI O ramură specială a biologiei numită sistematică se ocupă de clasificarea organismelor și de elucidarea relațiilor lor evolutive. Unii biologi numesc sistematica știința diversității (diversitatea... ... Enciclopedie biologică

Simbioza, sau coabitarea a două organisme, este una dintre cele mai interesante și este încă în multe feluri. fenomene misterioaseîn biologie, deși studiul acestei probleme are o istorie de aproape un secol. Fenomenul de simbioză a fost descoperit pentru prima dată de elvețieni... Enciclopedie biologică

Raportul dintre fazele diploide și haploide din ciclul de viață al algelor este diferit. Diviziunea de reducere poate avea loc imediat după fuziunea gameților ( reducerea zigotică), rezultând că toate celulele plantei în curs de dezvoltare sunt haploide. De exemplu, în multe alge verzi, zigotul este singurul stadiu diploid din ciclul de dezvoltare, iar întreaga fază vegetativă are loc în stare haploidă. .

La alte alge, dimpotrivă, faza vegetativă care se dezvoltă din zigot este diploidă, iar diviziunea de reducere are loc numai imediat înainte de formarea gameților ( reducerea gametică). Acestea sunt, de exemplu, toate diatomeele și unele alge brune (reprezentanți ai ordinului Fucus).

În cele din urmă, într-un număr de alge, diviziunea de reducere a nucleului, care are loc după un anumit timp de existență a talului diploid, duce mai degrabă la formarea de spori decât de gameți ( reducerea sporică). Diferența este că sporii nu fuzionează în perechi - fiecare dintre ei dă naștere unei noi plante, ale cărei celule se dovedesc a fi haploide. Ulterior, pe o astfel de plantă - fără diviziune de reducere - se formează gameți, a căror fuziune duce din nou la formarea unui organism diploid. În acest caz, se vorbește despre alternarea generațiilor: diploide - formând spori – sporofitși haploid - gametofit. Sporofitul și gametofitul pot fi aproape identice în aspect (schimbarea izomorfă a generațiilor, caracteristică unui număr de specii de alge verzi - Ulva, Cladophora, unele ordine de alge maro și cele mai multe roșii) sau diferă puternic ( schimbare heteromorfă a generațiilor, răspândită printre algele brune, dar întâlnită și în algele verzi și roșii).

Sistematica algelor

În mod sistematic, algele sunt o colecție de mai multe grupuri separate de plante, probabil independente ca origine și evoluție. Împărțirea algelor în grupuri coincide în principal cu natura culorii lor, care, la rândul său, este asociată cu un set de pigmenți și se bazează, de asemenea, pe caracteristicile structurale generale. Prin această abordare, se disting 10 grupuri de alge: albastru-verde ( Cyanophita), pirofite ( Pyrrophyta), auriu ( Chrysophyta), diatomee ( Bacillariophyta), galben verde ( Xanthophyta), maro ( Phaeophyta), roșu ( Rhodophyta), euglenaceae ( Euglenophyta), verde ( Chlorophyta) și characeae ( Charophyta).

În țara noastră, majoritatea taxonomiștilor aderă la punctul de vedere al împărțirii tuturor organismelor în patru regate - bacterii, ciuperci, plante și animale. În acest caz, algele propriu-zise includ toate grupurile de mai sus (diviziuni în regnul vegetal), cu excepția celor albastru-verde. Acestea din urmă, fiind organisme procariote, se încadrează în regnul bacteriilor.

Există și alte clasificări. De exemplu, unii taxonomi străini împart toate organismele vii în cinci regate: Monera(prenuclear), Protista(eucariote unicelulare sau constând din multe celule nediferențiate în țesuturi), Animalia(animale), ciuperci(ciuperci), Plantae(plante). În acest caz, algele albastre-verzi sunt, de asemenea, clasificate drept regat Monera,în timp ce diviziunile rămase de alge cad în regat protista,întrucât, fără țesuturi și organe diferențiate, nu pot fi considerate plante. Există și un punct de vedere conform căruia diferite grupuri de alge primesc rangul de regate separate.

alge albastre-verzi (cianobacterii)

După cum sa menționat deja, algele albastre-verzi sunt organisme procariote, adică. nu au nuclei celulari tipici legați de membrană, cromatofori, mitocondrii, elemente ale reticulului endoplasmatic și vacuole cu seva celulară. Prin urmare, ele sunt de obicei clasificate nu ca plante, ci ca parte a regnului bacteriilor. Asemănarea lor cu algele eucariote este exprimată în particularitățile biochimiei pigmenților și fotosintezei. În același timp, cel mai asemănător set de pigmenți și cei de rezervă cu albastru-verde nutrienți algele roșii au. Ambele grupuri sunt, de asemenea, caracterizate prin absența stadiilor flagelare mobile.

Foraj ( 1 , 2 ) și formatoare de tuf ( 3 , 4 ) Algă verde-albăstruie

Algele albastre-verzi pot fi fie unicelulare, fie coloniale sau pot forma corpuri filamentoase. Celulele acestor organisme pot fi colorate diferit in functie de raportul pigmentilor: clorofila A(verde), carotenoide (galben, portocaliu), ficocianina (albastru), ficoeritrina (roșu). Citoplasma lor conține incluziuni de nutrienți de rezervă (glicogen, volutină, boabe de cianoficină), precum și vacuole de gaz, sau pseudovacuole, cavități umplute cu gaz. În citoplasma periferică există tilacoizi, în membranele cărora sunt „încorporate” molecule de clorofilă și carotenoide. În afara membranei citoplasmatice există un perete celular, care include mureina (un polimer format din amino zaharuri și aminoacizi) - o substanță care este componenta principală a peretelui celular al bacteriilor și nu se găsește în algele și ciupercile eucariote. Multe alge albastre-verzi au, de asemenea, straturi mucoase deasupra pereților lor celulari, cu o singură membrană mucoasă care acoperă adesea mai multe celule.

Algele albastre-verzi sunt primele organisme fotosintetice autotrofe care au apărut pe Pământ. În structura lor, cele mai vechi organisme vii cunoscute până acum sunt foarte asemănătoare cu acestea - corpuri microscopice sferice cu un diametru de 5 până la 30 de microni, găsite în Africa de Sudși având o vârstă de peste 3 miliarde de ani.

Diverse structuri de alge albastre-verzi

Cianobacteriile, care s-au dezvoltat în număr mare în mările Precambriene, au schimbat atmosfera pământ străvechi, îmbogățindu-l cu oxigen liber, și au fost, de asemenea, primii creatori de materie organică, care a devenit hrană pentru bacteriile și animalele heterotrofe.

Alge roșii

Departamentul de alge roșii sau alge violete, ( Rhodophyta) include peste 600 de genuri și aproximativ 4000 de specii. Cele mai vechi alge roșii, găsite în sedimentele cambriene, au aproximativ 550 de milioane de ani.

Unii taxonomiști disting acest grup într-un subregn separat în regnul plantelor, deoarece plantele stacojii au o serie de trăsături care le deosebesc semnificativ de alte alge eucariote. În cromatoforii lor, pe lângă clorofile AȘi d iar carotenoizii conțin și o serie de pigmenți solubili în apă - ficobiline: ficoeritrine (roșu), ficocianine și aloficocianina (albastru). Ca urmare, culoarea talului variază de la roșu purpuriu (dacă predomină fico-eritrina) la albastru oțel (cu un exces de ficocianină). Polizaharida de rezervă a algelor roșii este „amidonul violet”, ale cărui boabe sunt depuse în citoplasmă în afara cloroplastelor. În structura sa, această polizaharidă este mai aproape de amilopectină și glicogen decât de amidon.

Bagryanka: 1 – callitamnion; 2 – delesseriya

Sporii și gameții algelor violete nu au flageli, iar ciclul lor de dezvoltare include nu două, ca și alte alge, ci trei etape. După fuziunea gameților, din zigot se dezvoltă un organism diploid (într-una sau alta, uneori redusă, formă) - un sporofit care produce spori diploizi. Din acești spori se dezvoltă a doua generație diploidă - sporofitul, în celulele căruia se produce meioza la un anumit moment și se formează spori haploizi. Dintr-un astfel de spor se dezvoltă a treia generație - un gametofit haploid care produce gameți.

Compoziția peretelui celular al cicatricilor include pectine și hemiceluloze, care se pot umfla foarte mult și se pot îmbina într-o masă mucoasă comună care conține protoplaste. Adesea, substanțele mucoase lipesc firele talului, ceea ce le face alunecoase la atingere. Pereții celulari și spațiile intercelulare ale multor plante stacojii conțin ficocoloizi - polizaharide care conțin sulf, care sunt utilizate pe scară largă de oameni în activități economice. Cele mai faimoase dintre ele sunt agar, caragenina și agaroizi. Multe molii violet depun carbonat de calciu în pereții lor celulari, ceea ce le conferă rigiditate.

La majoritatea algelor roșii, talii sunt formați prin împletirea filamentelor multicelulare atașate de substrat cu ajutorul rizoizilor; mai rar în acest grup se pot găsi forme unicelulare (porphyridium) și lamelare (porphyra). Dimensiunea talilor ciupercilor stacojii variază de la câțiva centimetri la un metru.

În cea mai mare parte, algele roșii sunt locuitori ai mărilor, unde sunt întotdeauna atașate de pietre, scoici și alte obiecte din partea de jos. Uneori, peștele stacojiu pătrunde la adâncimi foarte mari. Una dintre speciile acestor alge a fost descoperită lângă Bahamas la o adâncime de 260 m (iluminarea la o astfel de adâncime este de câteva mii de ori mai mică decât la suprafața mării). În același timp, algele aceleiași specii care cresc mai adânc au de obicei o culoare mai strălucitoare - de exemplu, purpurie strălucitoare în adâncime și gălbuie în apă puțin adâncă.

Unul dintre reprezentanții tipici ai celor violet - callitamnion corymbose (Callithamnion corymbosum) - formează tufe grațioase de culoare roz strălucitoare până la 10 cm înălțime, constând din fire foarte ramificate. Crește pe stânci din mări nemalion (Nemalion), cordoane mucoase roz pal din care ating 25 cm lungime și 5 mm grosime. La speciile din gen delesseriya (Delesseria) talii arată ca frunze roșii strălucitoare - s-au format prin fuziunea ramurilor laterale axa principală. La speciile din genul comune în mările calde coralin (Corallina) talii constau din segmente puternic impregnate cu var, legate intre ele prin rosturi cu un continut mic de var, care confera intregii plante flexibilitate, ceea ce ajuta la rezistenta actiunii valurilor si la cresterea in locurile cu surf puternic.

Algele roșii sunt utilizate pe scară largă în activitate economică persoană. Se știe că sunt un produs alimentar valoros care conține destul de multe proteine, vitamine și microelemente. În țările din Asia de Est, Hawaii și alte insule, din ele se prepară o varietate de feluri de mâncare, adesea consumate uscate sau confiate. Cele mai cunoscute ciuperci stacojii comestibile sunt: nastere (Rodimenia) Și Violet (Porphyra), comună în multe mări. Talul violet în formă de frunză al speciilor de porfir este atașat la bază de substrat și atinge o lungime de aproximativ 50 cm.Cultivarea industrială a acestor alge este dezvoltată chiar și în Japonia. Pentru a face acest lucru, pietre, ciorchini de ramuri sunt așezate în ape puțin adânci în zona de coastă sau sunt întinse plase speciale de frânghii groase, fixate de stâlpi de bambus, astfel încât să fie ținute la suprafața apei. După ceva timp, aceste obiecte sunt complet acoperite cu porfir.

Agar-agar, ale cărui proprietăți și utilizare au fost descrise la începutul articolului, este cunoscută în Japonia din 1760. Aproape până la mijlocul secolului al XX-lea. a fost obținut exclusiv din alge roșii helidiu, dar în prezent aproximativ 30 de specii de iarbă stacojie sunt folosite în acest scop. În Rusia, materia primă pentru agar este ahnfelcia, distribuite în părțile de nord ale oceanelor Atlantic și Pacific. Este exploatat în Marea Albă și în largul coastei Sahalinului. Agaroidii noștri sunt obținuți din algele Mării Negre. filofori.

Va urma