Образ жизни и распространение

Сине-зеленые водоросли, или цианобактерии (отдел Cyanophyta, или Cyanobacteriophyta) имеют очень широкое распространение на земном шаре. Они встречаются в пресных водоемах, морях, в почве (на ее поверхности и на глубине до 1 м), на скалах, снегу, льдах, в горячих источниках, на коре деревьев. Они первыми заселяют вновь образующиеся поверхности земли, например вулканические острова. Некоторые сине-зеленые водоросли, например носток, входят в состав слоевища лишайников.

Роль в биосфере и жизни человека

Сине-зеленые водоросли имеют большое значение в жизни человека.

Положительное значение:

• некоторые виды являются съедобными (например, носток сливовидный);

• водоросли, способные связывать свободный атмосферный азот (например, виды рода анабена), разводят на заливаемых водой рисовых полях для повышения плодородия;

• лекарственное значение (медицинские препараты на основе сине-зеленых водорослей).

Некоторые виды имеют отрицательное значение:

• токсичны для животных (некоторые виды рода мерисмопедия);

• вызывают «цветение» воды, что при отмирании может вызывать гибель рыбы.

Общая характеристика отдела

1. Объем таксона: отдел сине-зеленые водоросли включает около 2000 видов. Однако в научных источниках приводятся и другие данные: от 200 до 4000 видов. Сине-зеленые водоросли полиморфны. При обитании в разных условиях они изменяют свою форму. Кроме того, гормогонии сине-зеленых водорослей иногда описывают в качестве самостоятельных видов.

2.Уровни организации: одноклеточный, многоклеточный, колониальный.

З.Типы морфологической структуры таллома: коккоидный, нитчатый.

4. Строение клетки: для сине-зеленых водорослей характерны клетки трех типов - вегетативные, гетероцисты, акинеты.

Вегетативная клетка: снаружи покрыта четырехслойной оболочкой. Слои различимы в электронном микроскопе, обозначаются как L, (электроннопрозрачный слой), L₂ (электронноплотный слой, содержащий муренин), L₃ (электроннопрозрачный слой), L₄ (мембраноподобный слой). Четырехслойными являются оболочки продольных клеточных стенок, поперечные стенки состоят из двух слоев – L₁ и L2. Слой L₁ прилегает к плазмалемме. Снаружи оболочки покрыты слоем слизи. Вегетативная клетка связана с соседними клетками посредством микроплазмодесм. Протопласт вегетативной клетки дифференцирован на две части. Периферическая часть носит название хроматоплазма. В ней располагаются одиночные тилакоиды, несущие фотосинтетические пигменты: хлорофилла, фикоэритрин, фикоцианин, аллофикоцианин, каротиноиды. Добавочные водорастворимые пигменты белковой природы (красный фикоэритрин и синий фикоцианин) локализованы на поверхности тилакоидов в форме гранул - фикобилисом. Центральная часть протопласта носит название центроплазма. В ней находятся нити ДНК. Также в протопласте располагаются рибосомы, запасные питательные вещества клетки (гликоген, нолютин, цианофициновые гранулы) и газовые вакуоли. Мембрана газовых вакуолей состоит из белка, липиды отсутствуют. Газовые вакуоли представляют собой упакованные наподобие сот субъединицы - газовые везикулы, каждая из которых имеет вид цилиндрической трубочки с коническими шапочками на концах.

Гетероциста - это специализированная клетка сине-зеленых водорослей, дифференцирующаяся из вегетативной клетки. Клеточная оболочка гетероцисты на продольных стенках является семислойной; кнаружи от четырех слоев располагаются три добавочных - пластинчатый, гомогенный, фибриллярный. 11родольные стенки - двухслойные. Протопласт гетероцисты не дифференцирован на хроматоплазму и центроплазму. Нити ДНК рассеяны по всей клетке. Тилакоиды при формировании гетероцисты разрушаются и формируются новые, более плотно упакованные мембраны. Газовые вакуоли и запасные питательные вещества отсутствуют. Гетероциста не связана с соседними клетками микроплазмодесмами. При отделении от вегетативных клеток гетероциста быстро погибает. Функция гетероцисты - фиксация атмосферного азота, участие в вегетативном размножении (при образовании гормогониев).

Акинета - это специализированная клетка сине-зеленых водорослей, дифференцирующаяся из вегетативной клетки. Оболочка акинеты является четырехслойной и на продольных, и на поперечных клеточных стенках. Очень сильно утолщен слой L₂, содержащий муреин. Акинета не связана с соседними клетками микроплазмодесмами и при отделении от них не разрушается. Протопласт акинеты дифференцирован на хроматоплазму и центроплазму. Акинета содержит в 20-30 раз больше ДНК, чем вегетативная клетка. Газовые вакуоли отсутствуют, добавочные пигменты сохраняются. В акинете очень большой запас питательных веществ. Функция акинеты - бесполое размножение.

5. Размножение:

а) вегетативное: осуществляется вторичными гормогониями; гормогонии образуются интерцеллюлярно;

б) бесполое: не наблюдалось;

в) половое: не характерно.

6. Среда обитания: пресные водоемы.

7. Значение: некоторые виды съедобны; участвуют в фиксации атмосферного азота; входят в состав таллома лишайников.

6. Вегетативное размножение: осуществляется делением клетки пополам, гормогониями, фрагментацией нитчатого таллома, в результате распада колоний. Гормогонии - это участки таллома, способные к движению и развитию в новые особи. Различают первичные гормогонии (образующиеся из спор при их прорастании) и вторичные гормогонии (образующиеся при распаде взрослого трихома на части). Вторичные гормогонии формируются интерцеллюлярно или трансцеллюлярно.

7. Бесполое размножение: акинетами, гонидиями (эндоспорами, экзоспорами).

8. Половое размножение: не характерно.