من بين الكائنات الحية الموجودة الآن ، هناك خلافات دائمة حول انتمائهم إلى أي مملكة للحياة البرية. هذا هو الحال مع مخلوقات تسمى البكتيريا الزرقاء. على الرغم من أنه ليس لديهم حتى اسم مناسب. الكثير من المرادفات:
- الطحالب الخضراء المزرقة ؛
- سيانوبيونتس ؛
- حبيبات phycochrome ؛
- السيانيد ؛
- مخاط طحالب و غيرها
لذلك اتضح أن البكتيريا الزرقاء صغيرة تمامًا ، ولكنها في نفس الوقت كائن معقد ومثير للجدل يتطلب دراسة متأنية ودراسة هيكلها من أجل تحديد الانتماء التصنيفي الدقيق.
تاريخ الوجود والاكتشاف
بالحكم على بقايا الحفريات ، يعود تاريخ وجود الطحالب الخضراء المزرقة إلى الماضي ، منذ عدة (3.5) مليار سنة. جعلت هذه الاستنتاجات من الممكن إجراء دراسات من قبل علماء الحفريات الذين حللوا الصخور (أقسامهم) في تلك الأوقات البعيدة.
على سطح العينات كانتتم العثور على البكتيريا الزرقاء ، التي لا يختلف هيكلها عن الأشكال الحديثة. يشير هذا إلى درجة عالية من قدرة هذه الكائنات على التكيف مع ظروف الموائل المختلفة ، لتحملها الشديد وبقائها على قيد الحياة. من الواضح أنه على مدى ملايين السنين حدثت تغيرات عديدة في درجة حرارة وتكوين غاز الكوكب. ومع ذلك ، لم يؤثر أي شيء على قابلية السماوي للحياة.
في العصر الحديث ، البكتيريا الزرقاء هي كائن وحيد الخلية تم اكتشافه في وقت واحد مع أشكال أخرى من الخلايا البكتيرية. هذا هو أنطونيو فان ليوينهوك ولويس باستور وباحثون آخرون في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر.
تمت دراستها بشكل أكثر شمولاً في وقت لاحق ، مع تطور المجهر الإلكتروني وطرق وأساليب البحث الحديثة. تم التعرف على السمات التي تمتلكها البكتيريا الزرقاء. يتضمن هيكل الخلية عددًا من الهياكل الجديدة غير الموجودة في الكائنات الأخرى.
التصنيف
تظل مسألة تحديد الانتماء التصنيفي مفتوحة. حتى الآن ، لا يُعرف سوى شيء واحد: البكتيريا الزرقاء هي بدائيات النوى. يتم تأكيد ذلك من خلال ميزات مثل:
- نقص النواة ، الميتوكوندريا ، البلاستيدات الخضراء ؛
- وجود مورين في جدار الخلية
- جزيئات S- الريبوسوم في الخلية.
ومع ذلك ، فإن البكتيريا الزرقاء هي بدائيات النوى مع حوالي 1500 ألف نوع. تم تصنيفهم جميعًا ودمجهم في 5 مجموعات مورفولوجية كبيرة.
- شروكلي. مجموعة كبيرة بما فيه الكفاية ، توحد واحد أوالأشكال الاستعمارية. يتم تثبيت التركيزات العالية من الكائنات الحية معًا بواسطة المخاط الشائع الذي يفرزه جدار الخلية لكل فرد. من حيث الشكل ، تشتمل هذه المجموعة على هياكل كروية على شكل قضيب.
- بلوروكابسال. تشبه إلى حد كبير الأشكال السابقة ، ومع ذلك ، تظهر ميزة في شكل تكوين الخلايا البينية (المزيد حول هذه الظاهرة لاحقًا). تنتمي البكتيريا الزرقاء المدرجة هنا إلى ثلاث فئات رئيسية: Pleurocaps و Dermocaps و Myxosarcins.
- مؤكسدات. السمة الرئيسية لهذه المجموعة هي أن جميع الخلايا يتم دمجها في بنية مخاطية مشتركة تسمى trichomes. يحدث الانقسام دون تجاوز هذا الخيط في الداخل. تشمل الذبذبات خلايا نباتية حصرية تنقسم بلا جنس إلى نصفين.
- نوستوك. مثيرة للاهتمام بسبب تجمدها. قادرة على العيش في صحارى جليدية مكشوفة وتشكل غارات ملونة عليها. ما يسمى بظاهرة "ازدهار الصحاري الجليدية". أشكال هذه الكائنات هي أيضا خيطية في شكل trichomes ، ومع ذلك ، التكاثر الجنسي ، بمساعدة الخلايا المتخصصة - غير المتجانسة. يمكن أن ينسب الممثلون التاليون هنا: Anabens ، Nostocs ، Calotrix.
- ستيجونيم. تشبه إلى حد كبير المجموعة السابقة. الاختلاف الرئيسي في طريقة التكاثر هو أنهم قادرون على الانقسام مضاعفًا داخل نفس الخلية. الممثل الأكثر شعبية لهذه الجمعية هو Fisherells.
وهكذا ، يتم تصنيف السيانيد وفقًا للمعايير المورفولوجية ، حيث يوجد في البقية العديد من الأسئلة والارتباك. علماء النبات وعلماء الأحياء الدقيقة إلى قاسم مشترك فيلا يمكن أن تأتي منهجيات البكتيريا الزرقاء.
الموائل
نظرًا لوجود تكيفات خاصة (أكياس غير متجانسة ، خلايا بيضية ، ثايلاكويدات غير عادية ، فجوات غازية ، القدرة على تثبيت النيتروجين الجزيئي ، وغيرها) ، استقرت هذه الكائنات في كل مكان. إنهم قادرون على البقاء على قيد الحياة حتى في أكثر الظروف قسوة حيث لا يمكن أن يوجد كائن حي على الإطلاق. على سبيل المثال ، الينابيع الساخنة المحبة للحرارة ، والظروف اللاهوائية مع الغلاف الجوي لكبريتيد الهيدروجين ، والبيئة الحمضية مع درجة الحموضة أقل من 4.
البكتيريا الزرقاء هي كائن حي يعيش بهدوء على رمال البحر والحواف الصخرية وكتل الجليد والصحاري الساخنة. يمكنك التعرف على وجود السيانيد وتحديده من خلال اللوحة الملونة المميزة التي تشكلها مستعمراتها. يمكن أن يختلف اللون من الأزرق والأسود إلى الوردي والأرجواني.
يطلق عليهم اللون الأزرق والأخضر لأنهم غالبًا ما يشكلون غشاءًا لزجًا أزرق مخضر على سطح المياه العذبة أو المالحة العادية. هذه الظاهرة تسمى "إزهار الماء". يمكن رؤيته على أي بحيرة تقريبًا تبدأ في النمو والاستنشاق.
ميزات بنية الخلية
البكتيريا الزرقاء لها البنية المعتادة للكائنات بدائية النواة ، ولكن هناك بعض الميزات.
الخطة العامة لهيكل الخلية كالتالي:
- جدار خلوي مصنوع من السكريات والمورين ؛
- هيكل بيليبيد غشاء البلازما ؛
- السيتوبلازم مع مادة وراثية موزعة بحرية في شكل جزيءDNA؛
- حراثة التي تؤدي وظيفة التمثيل الضوئي وتحتوي على أصباغ (الكلوروفيل ، الزانثوفيل ، الكاروتينات).
ستتم مناقشة الأجزاء الخاصة من الخلية بشكل أكبر.
أنواع الهياكل المتخصصة
بادئ ذي بدء ، هذه هي الأكياس غير المتجانسة. هذه الهياكل ليست أجزاء ، ولكن الخلايا نفسها كجزء من trichome (خيط استعماري مشترك يوحده المخاط). تختلف عند النظر إليها من خلال المجهر في تركيبتها ، لأن وظيفتها الرئيسية هي إنتاج إنزيم يسمح بتثبيت النيتروجين الجزيئي من الهواء. لذلك ، لا توجد أصباغ عمليًا في الأكياس غير المتجانسة ، ولكن يوجد الكثير من النيتروجين.
ثانيًا ، هذه هرمونات - مناطق ممزقة من trichomes. بمثابة أرض تكاثر.
البويضات هي نوع من الخلايا الوليدة ، مُنحت بشكل جماعي من خلية أمومية واحدة. في بعض الأحيان يصل عددهم إلى ألف في فترة التقسيم الواحد. Dermocaps وغيرها من Pleurocapsodiaceae قادرة على هذه الميزة.
Akinets هي خلايا خاصة في حالة راحة ويتم تضمينها في trichomes. تختلف في جدار خلوي أكثر ضخامة غني بالسكريات. دورهم مشابه للكيسات غير المتجانسة.
فجوات غازية - تحتوي جميع البكتيريا الزرقاء عليها. يشير هيكل الخلية في البداية إلى وجودها. دورهم هو المشاركة في عمليات ازدهار المياه. اسم آخر لهذه الهياكل هو carboxysomes.
شوائب الخلية. إنها موجودة بالتأكيد في الخلايا النباتية والحيوانية والبكتيرية. ومع ذلك ، في الطحالب الخضراء المزرقة ، تختلف هذه الشوائب إلى حد ما. وتشمل هذه:
- جليكوجين ؛
- حبيبات متعددة الفوسفات
- السيانوفيسين هو مادة خاصة تتكون من الأسبارتات ، أرجينين. يعمل على تراكم النيتروجين ، لأن هذه الادراج موجودة في أكياس غير متجانسة.
هذا ما تمتلكه البكتيريا الزرقاء. الأجزاء الرئيسية والخلايا والعضيات المتخصصة هي التي تسمح للسيانيديين بإجراء عملية التمثيل الضوئي ، ولكنها في نفس الوقت تنتمي إلى البكتيريا.
الاستنساخ
هذه العملية ليست صعبة بشكل خاص ، لأنها مماثلة للبكتيريا العادية. يمكن أن تنقسم البكتيريا الزرقاء نباتيًا ، أو أجزاء من trichomes ، أو خلية طبيعية إلى قسمين ، أو تؤدي عملية جنسية.
غالبًا ما تشارك الخلايا المتخصصة من الكيسات غير المتجانسة ، والاكينات ، والخلايا البينية في هذه العمليات.
طرق النقل
خلية البكتيريا الزرقاء مغطاة من الخارج بجدار خلوي ، وأحيانًا أيضًا بطبقة من عديد السكاريد الخاص الذي يمكن أن يشكل كبسولة مخاطية حولها. بفضل هذه الميزة يتم تنفيذ حركة السماوي.
لا توجد سوط أو نواتج خاصة. لا يمكن إجراء الحركة إلا على سطح صلب بمساعدة المخاط ، في تقلصات قصيرة. تمتلك بعض المذبذبات طريقة غير عادية جدًا في الحركة - فهي تدور حول محورها وفي نفس الوقت تتسبب في دوران ثلاثي الألوان بأكمله. هذه هي الطريقة التي يتحرك بها السطح.
قدرة تثبيت النيتروجين
تحتوي هذه الميزة على كل أنواع البكتيريا الزرقاء تقريبًا. هذا ممكن بسبب وجود إنزيم النيتروجيناز القادر على تثبيت النيتروجين الجزيئي وتحويلها إلى شكل من المركبات سهلة الهضم. يحدث هذا في هياكل الكيسات غير المتجانسة. لذلك ، تلك الأنواع التي لا تحتوي عليها لا تستطيع إصلاح النيتروجين من الهواء.
بشكل عام ، تجعل هذه العملية البكتيريا الزرقاء كائنات مهمة جدًا للحياة النباتية. يستقر السيان في التربة ويساعد ممثلي النباتات على استيعاب النيتروجين المرتبط ويعيشون حياة طبيعية.
الأنواع اللاهوائية
بعض أشكال الطحالب الخضراء المزرقة (على سبيل المثال ، Oscillatoria) قادرة على العيش في ظروف لاهوائية تمامًا وفي جو من كبريتيد الهيدروجين. في هذه الحالة يتم معالجة المركب داخل الجسم ونتيجة لذلك يتشكل الكبريت الجزيئي الذي يتم إطلاقه في البيئة.
