Индивидуальное развитие 1 страница

Онтогенез делится на два периода:

1) эмбриональный — с момента образования зиготы до рождения или же выхода их яйцевых оболочек;

2) постэмбриональный — от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.

Эмбриональное развитие состоит из следующих основных этапов.

1. Дробление зиготы. Зигота делится 7—8 раз митозом с образованием клеток — бластомеров, которые с каждым делением становятся все мельче. Интерфаза очень короткая. Клетки не успевают вырасти, поэтому эта стадия называется дроблением. В результате образуется многоклеточный зародыш.

2. Стадия бластулы образуется на стадии 64 бластомеров. Бластула — однослойный зародыш. Внутренняя полость — бла-стоцель (первичная полость тела). Дробление происходит только в зародышевом диске, желток не делится.

3. Стадия гаструлы, в процессе которой возникают первые эмбриональные ткани — эктодерма и энтодерма, а зародыш становится двухслойным.

4. Первичный органогенез — образование комплекса осевых органов зародыша — нервной трубки, хорды, кишечной трубки.

Органы и ткани развиваются одинаково у всех трехслойных животных. Из эктодермы — кожа, нервная система, органы чувств. Из энтодермы развивается пищеварительный канал, печень, поджелудочная железа, жабры и их производные — легкие, плавательный пузырь, щитовидная железа. Мезодерма образует мускулатуру, сердечную мышцу, кровь и кровеносные сосуды, скелет (кости и хрящи), почки, семенники, яичники.

Постэмбриональное развитие может быть прямым и непрямым, т. е. с превращением, метаморфозом.

Тест 4

1. В результате митоза из одной клетки образуется:

а) одна; б) две;

в) три; г) четыре.

2. Какая часть сперматозоида и яйцеклетки являются носителем генетической информации:

а) оболочка;

б) рибосомы;

в) ядро?

3. В процессе эволюции позже всех способов размножения организмов возникло... размножение.

а) вегетативное;

б) бесполое;

в) половое.

4. Зигота имеет набор хромосом:

a) In; б) 2п.

5. Укажите тип деления клеток, не сопровождающийся уменьшением набора хромосом:

а) амитоз; б) мейоз; в) митоз.

6. К началу профазы хроматид в хромосоме:

а) одна; б) две.

7. Число хромосом в клетках томата — 24. В клетке томата происходит мейоз. Три из полученных клеток дегенерируют. Последняя клетка сразу же делится путем митоза три раза. В результате в образовавшихся клетках можно обнаружить:

а) 4 ядра с 12 хромосомами в каждом;

б) 4 ядра с 24 хромосомами в каждом;

в) 8 ядер с 12 хромосомами в каждом;

г) 8 ядер с 24 хромосомами в каждом.

8. В результате овогенеза образуется:

а) сперматозоид;

б) яйцеклетка;

в) зигота.

9. Бластула — это:

а) однослойный зародыш;

б) двухслойный зародыш;

в) трехслойный зародыш.

10. Из эктодермы у животных развивается:

а) пищеварительный канал;

б) легкие;

в) скелет;

г) нервная система.

Литература

1. Р.Г.Заяц, И.В. Рачковская и др. Биология для абитуриентов. Минск, «Юнипресс», 2009г., с. 597-607.

2. Л.Н. Песецкая. Биология. Минск, «Аверсэв», 2007г., с.35-44.

3. Н.Д. Лисов, Н.А. Лемеза и др. Биология. Минск, «Аверсэв», 2009г, с.39-41.

4. Е.И. Шепелевич, В.М. Глушко, Т.В. Максимова. Биология для школьников и абитуриентов. Минск, «УниверсалПресс», 2007г., с.50-58.

ЛЕКЦИЯ 5. Многообразие живых организмов, их классификация.

Вопросы:

1. Вирусы. Царство Дробянки.

Царство Протисты

2. Доядерные организмы. Царство Дробянки

3. Строение и жизнедеятельность бактерий. Условия жизни и распространение бактерий. Приспособление бактерий к неблагоприятным условиям. Значение бактерий в природе. Цианобактерии.

4. Царство Протисты

5. Гетеротрофные протисты (амеба обыкновенная, инфузория туфелька и фитофтора).

6. Автогетеротрофные протисты (Эвглена зеленая и хламидомонада).

7. Автотрофные протисты. Хлорелла, плеврококк и вольвокс. Значение протистов.

1. Система австрийского ученого Р. Виттакера, согласно которой все живые организмы подразделяются на пять царств — Бактерии, Протисты, Грибы, Растения и Животные, в последние десятилетия получила наибольшее распространение.

Клетки, не имеющие оформленного (окруженного оболочкой) ядра, называются доядерными, или прокариотическими, а организмы с такими клетками — прокариотами (лат. про — перед, раньше и греч. карион — ядро). Группа прокариотов составляет царство Дробянки. Сюда относятся многочисленные бактерии и другие доядерные организмы. Живые организмы в процессе эволюции приобрели неклеточные и клеточные формы. К неклеточным формам жизни относятся вирусы и бактериофаги. Бактериофаги — вирусы, паразитирующие на бактериях. Они открыты в 1915 г. Ф. Туортом.

Вирусы являются паразитами бактерий, растений, животных и человека. Их известно около 3000. Они вызывают различные болезни растений (мозаичную болезнь табака, томатов, огурцов, гороха). Вирусы разрушают хлоропласта. У животных они вызывают ящур, чуму свиней и птиц. У человека способны вызывать инфекционные заболевания: оспу, корь, грипп, полиомиелит, герпес, энцефалит, бешенство, гепатит, СПИД и др. Открыл вирусы русский ботаник Д. И. Ивановский в 1892 г. Он выявил два основных свойства вирусов: во-первых, они столь малы, что проходят через фильтры, задерживающие бактерий; во-вторых, их невозможно выращивать на искусственных питательных средах.

В 1898 г. голландец Бейеринк дал название этим организмам «вирус» (от лат. «яд»). Вирусы не способны к самостоятельному существованию; вне клеток других организмов они не проявляют никаких признаков жизни.

Различают три типа вирусной инфекции:

1) литическая инфекция (греч. lysis — разрушение). Образующиеся вирусы одновременно покидают клетку, она разрывается и гибнет;

2) персистентная (стойкая) инфекция. Вирусы покидают клетку-хозяина постепенно. Клетка продолжает жить и делиться, производя новые вирусы, хотя ее функционирование может измениться;

3) латентная (скрытая) инфекция. Генетический материал вируса встраивается в хромосомы клетки и при ее делении передается дочерним клеткам.

Строение вирусов. Вирусы можно рассматривать как генетические элементы, одетые в защитную белковую оболочку (капсид). Отдельные вирусные частицы называют вирионами. В сердцевине каждого вириона находится генетический материал — ДНК или РНК. Есть вирусы, содержащие двухцепочечную ДНК в кольцевой или линейной форме; вирусы с одноцепочечной кольцевой света и др. Через живые системы проходят потоки веществ и энергии, вот почему они открытые. Основу обмена веществ составляют взаимосвязанные и сбалансированные процессы ассимиляции, т. е. процессы синтеза веществ в организме, и диссимиляции (процессы распада сложных веществ и соединений на простые с выделением энергии). У вирусов два основных типа симметрии — спиральный и кубический. Вирионы со спиральной симметрией имеют форму продолговатых палочек. По спиральному типу симметрии построено большинство вирусов, поражающих растения, и некоторые вирусы бактерий (бактериофаги). Кубический тип симметрии имеют вирусы, вызывающие инфекции у человека и животных. Капсид имеет форму икосаэдра — правильного двадцатигранника с 12 вершинами и гранями из равносторонних треугольников.

Многие вирусы помимо белкового капсида имеют внешнюю оболочку. Кроме вирусных белков и сликопротеинов, она содержит еще и липиды из плазматической мембраны клетки-хозяина.

Современная классификация вирусов основана на виде и форме их нуклеиновой кислоты, типе симметрии и наличии или отсутствии внешней оболочки.

Размножение вирусов включает в себя три процесса:

• репликацию вирусной нуклеиновой кислоты;

• синтез вирусных белков;

• сборку вирионов.

Разнообразие видов и форм вирусных нуклеиновых кислот определяет и разнообразие способов их репликации. У вируса оспы две комплементарные цепи линейной ДНК. Репликация у вирусов с двухцепочечной ДНК принципиально не отличается от репликации бактериальной или эукариотической ДНК- Вирус гриппа относится к вирусам с «негативным» геномом. Инфицирующая РНК вируса является минус-цепью и не кодирует белков. Только комплементарная ей плюс-цепь РНК, синтезирующаяся в зараженных вирусом клетках, несет информацию о создании новых вирусных частиц. Плюс-цепь — матрица для образования вирусных минус-цепей РНК. Некоторые онкогенные вирусы содержат две одинаковые одноцепочечные молекулы РНК внутри икосаэдри-ческого белкового капсида. Они имеют еще и внешнюю оболочку.

Репликация происходит следующим образом: фермент обратная транскриптаза образует сначала двойную спираль ДНК—РНК, используя в качестве матрицы одну из молекул вирусной РНК, а затем образует двойную спираль ДНК—ДНК- Эта двухцепочечная ДНК может встроиться в хромосому клетки-хозяина (интеграция). Вирусный геном в форме интегрированной ДНК называется провирусом. В скрытой (латентной) форме провирус может пребывать бесконечно долгое время, переходя от родителей к потомкам. Канцерогены могут привести к злокачественной трансформации. Раковые клетки отличаются от здоровых тремя признаками:

1) быстрое деление с затратой большого количества энергии АТФ;

2) частичная дедифференцировка; раковые клетки становятся похожими на зародышевые клетки;

3) потеря способности к тесному сцеплению с соседними клетками.

Онкогенные вирусы называют ретровирусами (лат. retro — возврат назад) потому, что обратная транскрипция — необходимый этап в их размножении.

Явление обратной транскрипции открыли в 1970 г. американские ученые Г. Темини,Д. Балтимор.

К ретровирусам относится вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий СПИД (рис. 1).

Это РНК, содержащий ретровирус, у которого на РНК как на матрице с помощью обратной транскриптазы синтезируется ДНК, которая затем встраивается в геном клетки-хозяина.

Рис. 1. Модель вируса СПИДа

СПИД — это особо тяжелое заболевание с высокой летальностью. О тяжести заболевания свидетельствует тот факт, что 80 % заболевших умирает в течение двух лет. Как правило, смерть наступает от легочной инфекции, но в 30 % случаев наблюдаются и серьезные осложнения, затрагивающие нервную систему. В основе болезни лежит стремительно развивающаяся иммунологическая недостаточность.

Эволюционное происхождение вирусов. Наиболее приемлемой является гипотеза, что вирусы произошли из «беглой» нуклеиновой кислоты, т. е. нуклеиновой кислоты, которая приобрела способность реплицироваться независимо от той клетки, из которой она возникла. Таким образом, вирусы произошли от клеточных организмов, и их не следует рассматривать как примитивных предшественников клеточных организмов.

Основные признаки живых организмов:

1. Обмен веществ и энергии.

2. Структурная организация. Для живых организмов характерна упорядоченность элементов.

3. Репродукция — воспроизведение себе подобных.

4. Наследственность и изменчивость. Наследственность заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Изменчивость — это приобретение организмом новых признаков и свойств. В основе наследственной изменчивости лежат изменения биологических матриц — молекул ДНК.

5. Способность к росту и развитию. Расти — значит увеличиваться в размерах и массе с сохранением общих черт строения. Рост сопровождается развитием. Различают индивидуальное и историческое развитие организмов.

6. Раздражимость и движение. Свойство раздражимости выражается реакциями живых организмов на внешнее воздействие. Благодаря свойству раздражимости организмы избирательно реагируют на условия окружающей среды.

7. Саморегуляция и гомеостаз. Саморегуляцией в организмах поддерживается постоянство структурной организации — гомеостаз (гр. homoios — равный, неизменный, stasis — состояние).

8. Дискретность и целостность. Дискретность от лат. dis-cretus — прерывистый, состоящий из отдельных частей.

Различают следующие уровни организации биологических систем.

1. Молекулярно-генетический (элементарными структурами служат коды наследственной информации, которые передаются из поколения в поколение, элементарными явлениями — воспроизведение этих кодов).

2. Онтогенетический (элементарными структурами служат клетки, элементарными явлениями — их деление).

3. Популяционно-эволюционный (элементарными структурами являются популяции, элементарными явлениями — изменение генофонда популяций, которые приводят к возникновению приспособления).

4. Биосферно-биогеоценотический (элементарными структурами служат биогеоценозы, элементарными явлениями — смена биогеоценозов).

2. По современной классификации все организмы объединяются в два надцарства — Доядерные (Прокариоты) и Ядерные (Эукариоты), которые включают шесть царств: Бактерии, Архебактерии, Протисты, Грибы, Растения и Животные.

Система организмов может быть представлена в следующем виде:

а) Надцарство Доядерные организмы (Прокариоты) Царство Бактерии

Царство Архебактерии

б) Надцарство Ядерные организмы (Эукариоты) Царство Протисты

Царство Грибы

Царство Растения (подцарства Багрянки, Настоящие водоросли, Высшие растения)

Царство Животные Клеточные формы жизни делятся на два надцарства: Доядерные организмы (Прокариоты) и Ядерные (Эукариоты). К прокариотам относятся два царства — Бактерии и Архебактерии, к эукариотам царства — Протисты, Животные, Грибы, Растения.

Прокариоты — доядерные организмы, не имеющие типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану. Генетический материал представлен единственной нитью ДНК, образующей кольцо. Эта нить не приобрела еще сложного строения, характерного для хромосом, в ней нет белков-гистонов. Деление клетки только амитотическое. В клетке прокариотов отсутствуют митохондрии, центриоли, пластиды, развитая система мембран.

Эукариоты — ядерные организмы, имеющие ядро, окруженное ядерной мембраной. Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах, имеющих сложное строение и состоящих из нитей ДНК и белковых молекул. Деление клеток митотическое. Имеются центриоли, митохондрии, пластиды. Среди эукариотов существуют как одноклеточные, так и многоклеточные организмы.

Царство Протисты объединяет чрезвычайно разнообразную группу организмов, часть из которых включали раньше в царство Животные (тип Простейшие), царство Грибы (клеточные и плазмодиальные слизевики, большинство низших грибов, хитридиомицеты и оомицеты), а также в царство Растения (эвгленовые, диатомовые, одноклеточные зеленые, золотистые, желто-зеленые и пирофитовые водоросли).

Главное отличие организмов этого царства — очень простое, малодифференцированное строение клетки. Протисты передвигаются с помощью жгутиков или ресничек, имеющих (9 + 2)-структуру, или с помощью амебоидного движения; могут быть и неподвижными (хлорелла, протококк и др.).

3. Бактерии — наиболее древняя группа животных организмов на Земле. Возраст пород, в которых найдены ископаемые бактерии составляет около 3,5 млрд лет. Бактерии играют в природе важную роль редуцентов органического вещества, фиксаторов азота. Являются возбудителями заболеваний животных и человека. В медицине используются для получения антибиотиков (стрептомицин, тетрациклин, грамицидин), в пищевой промышленности для получения молочнокислых продуктов, спиртов. Бактерии также являются объектами генной инженерии.

По размерам бактерии не превышают 0,5 мкм. Строение клеток было изучено с помощью электронного микроскопа. Снаружи клетка покрыта тонкой оболочкой. У некоторых видов оболочка покрыта слизистой капсулой, которая препятствует высыханию клетки. Под оболочкой располагается цитоплазма. Цитоплазма окружена цитоплазматической мембраной. Мембрана образует впячивания внутрь клетки, на поверхности впячиваний находятся окислительные ферменты, которые участвуют в процессе дыхания. У фотосинтезирующих бактерий на трубчатых или пластинчатых впячиваниях находится хлорофилл и происходит фотосинтез.

В цитоплазме располагаются многочисленные рибосомы, которые осуществляют синтез белков. В цитоплазме могут быть гранулы запасных питательных веществ — гликогена, белков и капли липидов. В клетках бактерий нет оформленного ядра. Единственная хромосома имеет кольцевую форму.

По форме клетки бактерии разделяются на:

а) кокки (сферические);

б) бациллы (палочковидные);

в) спириллы (спиралевидные);

г) вибрионы (в виде запятой).

Среди кокков различают:

• диплококки (по две клетки в одной капсуле). К этому роду относится пневмококк — возбудитель пневмонии;

• стрептококки (образуют цепочки клеток). Это возбудители ангины и скарлатины;

• стафилококки (напоминают виноградную гроздь). Вызывают воспаление легких, пищевые отравления.

Среди бацилл различают:

• одиночные палочки, например, кишечная палочка;

• объединенные в цепи, например, азотобактер, азотфикси-рующая бактерия;

• бациллы с эндоспорами (возбудитель столбняка, возбудитель сибирской язвы).

Спириллы. У спирохет форма клеток схожа со спириллами, но есть различия по способу передвижения (возбудитель сифилиса). Вибрионы: возбудитель холеры.

Движения бактерий осуществляется с помощью жгутиков. Безжгутиковые бактерии перемещаются благодаря выбрасыванию слизи или вращению вокруг собственной оси.

По способу питания бактерии делятся на гетеротрофов (сапрофита и паразиты) и автотрофов (фототрофы и хемотро-фы). Сапрофита используют органические вещества мертвых тел или выделений живых организмов. Паразиты питаются органическими веществами живых организмов. Фототрофные организмы осуществляют фотосинтез. Хемотрофные бактерии окисляют неорганические соединения, а образующуюся при этом химическую энергию используют для создания органических веществ из углекислого газа и воды.

Например, нитрификаторы, живущие в почве, окисляют выделяющийся при гниении аммиак до азотистой кислоты, а затем и до азотной:

По способу использования кислорода бактерии делятся на аэробные и анаэробные. К аэробам (они живут на поверхности почвы, в верхних слоях воды, в воздухе) относятся галлионелла, обитающая в воде, ризобиум и др. К анаэробам (развиваются без воздуха) относятся актиномицеты, вызывающие разложение веществ в кучах перегноя. Вместо процесса дыхания у них происходит брожение. При этом выделяется энергии в 18 раз меньше, чем при дыхании. Некоторые бактерии производят спиртовое б рожение:

Молочнокислое брожение:

Молочнокислое брожение широко используется при выработке простокваши, творога, сметаны. Молочнокислые бактерии широко используются в силосовании кормов.

Маслянокислое брожение:

Это брожение происходит в природных условиях в гигантских масштабах: на дне болот, в заболоченных почвах, илах и всех тех местах, куда ограничен доступ кислорода.

В природных условиях большое значение имеют метанообразующие бактерии, которые сбраживают спирты и органические кислоты в метан и углекислый газ. Метанообразующие бактерии замыкают любой цикл брожения.

Размножаются бактерии делением клеток (бесполое размножение). Материнская клетка с помощью перетяжки делится на две дочерние. Перед делением хромосома удваивается и каждая клетка получает по одной дочерней хромосоме. При благоприятных условиях клетка может вновь делиться через 20—30 минут.

У бактерий наблюдается и половое размножение, но в самой примитивной форме. В отличие от эукариот у бактерий не образуются гаметы и не происходит слияния клеток. Происходит обмен генетическим материалом (генетическая рекомбинация). У потомства, или рекомбинантов, наблюдается заметное разнообразие признаков, вызванное смешением генов.

Известны три способа получения рекомбинантов: трансформация, коньюгация, трансдукция.

При трансформации клетки донора и реципиента не контактируют друг с другом. Из клетки-донора выходит небольшой фрагмент ДНК, который активно поглощается клеткой-реципиентом и включается в ее ДНК (у пневмококков).

Коньюгация — это перенос ДНК между клетками, непосредственно контактирующими друг с другом. При этом может обмениваться значительная часть донорной ДНК (у кишечной палочки).

При трансдукции небольшой двухцепочечный фрагмент ДНК попадает из клетки-донора в клетку-реципиент вместе с бактериофагом (одна из групп вирусов).

Наиболее благоприятными условиями для жизни бактерий являются температура от +35 °С до +40 °С, достаточное количество воды и питательных веществ. Некоторые бактерии способны развиваться при температуре от -2 °С до +80 °С. При более высокой температуре многие виды бактерий погибают. Губителен для бактерий и прямой солнечный свет.

Бактерии — самые распространенные организмы в природе. Они живут повсюду: в почве, воде, воздухе, продуктах питания (особенно молочных), на внешних покровах растений и животных, а также внутри живых и на телах мертвых организмов. В водах рек, особенно вблизи больших городов бактерий до 400 тыс. в 1 см³. В почве — до 100 млн в 1 г гумуса. В 1 см³ свежевыдоенного молока их более 3 млрд.

При неблагоприятных условиях бактерии могут образовывать споры. Споры могут выживать в обезвоженной среде, при низких и высоких температурах и даже при кипячении. Споры образуются из содержимого внутренней части клеток бактерий. Вокруг некоторой части цитоплазмы, где находится хромосома, создается новая плотная оболочка. Споры сохраняют способность к прорастанию десятки и-даже сотни лет. Возбудитель сибирской язвы в состоянии споры остается жизнеспособным 30 лет.

Значение бактерий в природе:

1. Сапротрофные бактерии вместе с грибами составляют группу редуцентов (разрушителей) органического вещества и таким образом обеспечивают круговорот веществ в природе.

2. Бактерии — фиксаторы азота. В клубеньках на корнях бобовых растений обитают бактерии рода Ризобиум, которые превращают атмосферный азот в соединения, легко усваиваемые растениями.

3. Некоторые виды живут внутри живых организмов и переваривают целлюлозу (у скота в рубце).

4. Бактерии играют важную роль в очистке сточных вод, где расщепляют органические вещества до неорганических соединений.

Значение бактерий в жизни человека: 1. Молочнокислые бактерии используются в производстве простокваши, кефира, йогурта и др. Они сбраживают молочный сахар — лактозу — до молочной кислоты, которая способствует сгусанию белка казеина, используемого при изготовлении сыра. Квашение овощей и силосование кормов также происходит под действием молочнокислых бактерий.

2. Бактерии используются при производстве удобрений-ком-постов, которые получаются в результате разложения органических веществ под влиянием микроорганизмов. При этом выделяется тепло и кучи компоста могут сильно нагреваться изнутри и часто самовозгораются.

3. Некоторые бактерии живут в пищеварительной системе человека. Это постоянные спутники, без которых невозможна нормальная жизнедеятельность кишечник». Например, кишечная палочка. Она сбраживает углеводы.

Вред:

а) сапротрофные бактерии портят пищевые продукты. Чтобы продукты не портились, их сушат, солят, засахаривают, маринуют, консервируют, хранят в холодильниках;

б) многие бактерии являются возбудителями болезней у растений, животных и человека. Бактериальные заболевания растений: парша картофеля, рак томатов, пятнистость и гниль томатов, бактериальный ожог яблонь и груш.

Бактерии могут причинять вред человеку и животным тремя способами:

• закупоркой различных важных каналов в организме за счет своей многочисленности;

• стимуляцией аллергических реакций у своих жертв;

• выделением ядовитых веществ. Например, токсин почвенной бактерии клостридиум тетани, вызывающий столбняк, относится к числу наиболее сильных из известных ядов.

К самым опасным заболеваниям животных относятся пищевые отравления свиней и домашней птицы, которые вызывают сальмонеллы. Животные болеют туберкулезом, бруцеллезом. Бактериальные заболевания человека: бактериальное воспаление легких, коклюш, дифтерия, скарлатина, тиф, столбняк, туберкулез, бактериальная дизентерия, чума, холера и др.

Существует несколько способов обеззараживания продуктов питания, воды, материалов, медицинских инструментов и помещений: дезинфекция, стерилизация, автоклавирование, пастеризация.

Дезинфекция заключается в обработке зараженного материала или помещений химическими веществами — этиловым спиртом, хлорной известью, хлорамином и др.

При стерилизации бактерии уничтожаются путем воздействия на них высокими температурами (нагревание, кипячение, прокаливание). Для полной стерилизации кипячение повторяют в течение трех дней по 20—30 минут.

Автоклавирование — специальная обработка материалов и инструментов при высоком давлении и температуре в специальных плотно закрывающихся емкостях с металлическими стенками — автоклавах.

Если бактерии не способны образовывать споры, обеззараживание проводят с помощью пастеризации — нагревание продукта при температуре 65—70 °С в течение нескольких минут (молочные продукты).

Цианобактерии — группа фототрофных прокариотических организмов, окрашенных в основном в сине-зеленый цвет. Эти бактерии содержат хлорофилл и на свету способны осуществлять фотосинтез.

Возникли цианобактерии, вероятно, около 3 млрд лет тому назад. Слоистые меловые отложения — строматолиты — имеют возраст около 2,7 млрд лет, а образовались они при поглощении кальция цианобактериями.

Клетки цианобактерии могут быть округлой, эллиптической, цилиндрической и другой формы. Некоторые цианобактерии являются одноклеточными, другие соединены в цепочки и очень немногие образуют округлые или неправильной формы колонии, в которых множество клеток покрыто общим слизистым чехлом. Каждая клетка в колонии или цепочке не зависит от других.

В клетках цианобактерии отсутствует ядро, пластиды, митохондрии и другие органеллы. Внутри клетки, во впячиваниях цитоплазматической мембраны содержатся различные пигменты: хлорофилл, каротин (оранжевый), фикоэритрин (красный), фи-коцианин (синий), которые участвуют в поглощении света и обеспечивают фотосинтез. Эти пигменты и придают цианобактериям различную окраску.

Теплым летом небольшие водоемы приобретают голубовато-зеленую окраску из-за быстрого размножения цианобактерии. Красное море получило свое название благодаря «цветению» морских планктонных видов, которые имеют в клетке красный пигмент — фикоэритрин.

Цианобактерии, обитающие в поверхностном слое воды пресных и морских водоемов, в своих клетках имеют специальные структуры — газовые вакуоли. Эти вакуоли регулируют плавучесть организмов и позволяют им оставаться в толще воды.

У ряда нитчатых цианобактерии имеются специальные клетки — гетероцисты с сильно утолщенными бесцветными оболочками. Они принимают участие в размножении и фиксации азота. В отличие от других бактерий цианобактерии не имеют жгутиков.

Цианобактерии населяют пресноводные бассейны, некоторые живут в почве, в основании стволов деревьев. Небольшое количество видов обитает в морях.

Представители многих видов цианобактерии способны фиксировать атмосферный азот. В Азии довольно долго можно выращивать рис на одном и том же участке без применения удобрений за счет азотфиксирующих бактерий.

Цианобактерии могут вступать в симбиоз с протистами, водорослями, мхами, грибами. При этом они утрачивают клеточную оболочку и выполняют функцию хлоропластов.

Размножение осуществляется путем деления клеток пополам. Нитчатые цианобактерии размножаются делением участков нити в области гетероцист, которые при этом разрушаются.

Существует около 2 тыс. видов цианобактерии. В Беларуси распространены роды микроцистис, осциллятория, анабена, нос-ток и др.

Микроцистис — микроскопические комочки слизи с мелкими шаровидными клетками. Развиваясь в массе вызывает «цветение» пресных водоемов.

Осциллятория представляет собой длинные нити сине-зеленого цвета, состоящие из клеток цилиндрической формы. Образует на поверхностных предметах черный скользкий налет, в теплое время превращается в большие слизистые скопления тины, которые поднимаются на поверхность воды.

Анабена — нитчатая цианобактерия, свернутая спирально или кольчато. Клетки, за исключением гетероцист, все одинаковые — округлые и бочонковидные.

Носток встречается в прудах, некоторые виды обитают в почве. Носток характеризуется слизистыми колониями разных размеров и формы. Слизь содержит массу извитых нитей. Некоторые виды ностока съедобны.

Цианобактерии играют важную роль в природе:

• обогащают почву органическими веществами, азотом, кислородом;

• водные формы бактерий служат кормом для мелких животных и рыб;

• некоторые цианобактерии являются поставщиками белков, витаминов, пигментов;

Дата добавления: 2014-12-08