Отдел Cyanophyta

Отдел Cyanophyta
(Cyanobacteria) –
Синезеленые водоросли
Строение клетки цианобактерий
1 - плазмалемма, 2 - клеточная стенка со слоями L1-L4, 3 - поперечная перегородка (септа), 4 -цитоплазма, 5 тилакоиды, 6 - нуклеоид (ДНК), 7 - слизистый чехол, 8 - фибриллы чехла, 9 – поры, 10 – газовые вакуоли, 11 –
рибосомы, 12 – цианофициевый крахмал, 13 – фикобилисомы, 14 – гранулы цианофицина, 15 - волютин
Строение клетки цианобактерий
Газовые вакуоли (псевдовакуоли) представляют собой заполненные газом
полости, которые состоят из отдельных, но плотно упакованных наподобие сот
полых белковых пузырьков – газовых везикул.
Клетки Anabaena с
газовыми вакуолями
Клетка Microcystis с
газовыми везикулами
Цикл работы газовых вакуолей
Талломы нитчатых цианобактерий
Гомоцитный трихом
Гетероцитный трихом
Гетероцисты цианобактерий
Гетероцисты – это специализированные клетки
гетероцитного трихома одетые многослойной
оболочкой и имеющие гомогенное содержимое
1, 14 - вегетативные клетки, 2 - плазмалемма, 3 – рибосомы, 4 –
стенка гетероцисты, 5 – мембраны гетероцисты, 6 – нити ДНК, 7
– пластинчатый слой стенки гетероцисты, 8 – фибриллярный
слой стенки, 9 – гомогенный слой, 10, 11 – пробка замыкающая
поровый канал, 12 – микроплазмодесмы, 13 – септа
Биохимические процессы протекающие в
гетероцисте
Основная функция гетероцист – фиксация азота. Осуществляющий её фермент – нитрогеназа,
чувствителен к О2 и подавляется им. Поэтому фиксация азота – анаэробный процесс. Внутри
гетероцист создаются соответствующие условия с малым содержанием О2. Этому способствуют
толстые стенки гетероцисты, а также редукция фотосистемы II, в результате чего не происходит
фотоокисления воды и выделения О2. Азот, кислород и необходимые вещества попадают в
гетероцисты из соседних клеток через микроплазмодесмы.
Споры (акинеты) цианобактерий
Акинеты (споры) – это крупные
толстостенные клетки с зернистым
содержимым, одетые сплошным споровым
покровом (поры отсутствуют)
1 – нуклеоплазма с нитями ДНК, 2 – гранулы
цианофицина, 3 – плазмалемма, 4 – обвертка
споры, 5 – тилакоиды, 6 – фикобилисомы, 7 –
волютин, 8 – цитоплазма, 9 – рибосомы, 10 цианофициевый крахмал, L1–L4 – слои клеточной
стенки акинеты
КЛАСС CYANOPHYCEAE
1. Порядок Chroococcales - Хроококковые
Род Microcystis – включает пресноводные,
морские или почвенные цианобактерии,
образующие объемные шаровидные,
эллипсоидные или неправильной формы,
нередко продырявленные колонии.
Род Gloeocapsa характеризуется
шаровидными клетками с сильно ослизненными
оболочками, которые образуют сложную систему
вставленных друг в друга пузырей, заключающих
клетки.
Род Merismopedia характеризуется
образованием плоских таблитчатых
колоний
Род Chamaesiphon представлен
эллиптическими, грушевидными или
пальцеобразными клетками,
прикрепленные к субстрату основанием.
На вершине клетки отшнуровывают
мелкие сферические экзоспоры.
КЛАСС CYANOPHYCEAE
2. Порядок Oscillatoriales - Осциллаториевые
Род Oscillatoria имеет
неразветвленные нити сложенные из
одинаковых (кроме верхушечных)
клеток. Нити обнаруживают
своеобразное колебательное
(осциллаторное) движение,
сопровождающееся вращением нити
вокруг оси и движением вперед.
Род Spirulina имеет нити скрученные в спираль.
Род Lyngbya характеризуется прямыми или
изогнутыми трихомами c крепкими, бесцветными или
окрашенными, иногда слоистыми влагалищами.
КЛАСС CYANOPHYCEAE
3. Порядок Nostocales - Ностоковые
Nostoc pruniforme – самый
крупный сферический носток,
колонии которого могут достигать
величины куриного яйца.
Nostoc commune
Род Anabaena имеет прямые
или разнообразно изогнутые
трихомы, одиночные или
соединенные в мягкие слизистые
дерновинки.
КЛАСС CYANOPHYCEAE
4. Порядок Stigonematales - Стигонемовые
Род Stigonema обладает
гетероцитными, многорядными
трихомами с истинным ветвлением.
Трихомы заключены в широкие,
нередко окрашенные влагалища.
Строматолиты на литорали залива
Шарк (Западная Австралия)
Синезеленые живущие в шерсти наземных
животных
Шерсть ленивцев имеет зеленоватый
оттенок, хорошо маскирующий их среди
листвы тропического леса. Такую окраску
меху придают водоросли Trichophilus и
Cyanoderma, поселяющиеся в бороздках
волос ленивцев.
Белые медведи иногда могут становиться
зелеными, и эта окраска обусловлена
колониями синезеленых водорослей,
развивающимися в полостях волос их
мехового покрова
Эндосимбиоз цианобактерий с простейшими
Paulinella chromatophora – раковинная
амеба, которая облигатно содержит в
цитоплазме 2 крупные Prochlorococcus- или
Synechococcus-подобные цианобактерии
(цианеллы). Изначально эта амеба была
описана как одноклеточная водоросль
Cyanospira
Эндосимбиоз с диатомовыми водорослями
Rhichelia intracellularis – внутриклеточные азотфиксирующие цианобионты
диатомовых водорослей. Они не видны при световой микроскопии и
обнаруживаются только с помощью эпифлюоресцентного микроскопа
 Диатомея Rhizosolenia sp. и
ее эндосимбиотическая
цианобактерия
 Диатомея Hemiaulus sp. c
эндосимбиотической цианобактерией Rhichelia
Внеклеточный симбиоз водного
папоротника Azolla с водорослью
Anabaena azollae
Папоротник азолла уже несколько
столетий используется в качестве
удобрения на рисовых полях. В его
листьях имеются полости, содержащие
цианобактерию Anabaena azollae. Она
фиксирует азот, который используется
папоротником. За 1 день цианобактерии
в папоротниках фиксируют около 3 кг
атмосферного азота на гектар.
Внутриклеточный симбиоз с голосеменными
Боковые корни саговниковых развивают на себе
растущие вверх и дихотомически ветвящиеся коралловидные
корни – кораллоиды. Они окружают ствол у основания. В
первичной коре кораллоидов обнаружено несколько
симбиотических организмов: синезеленые водоросли Nostoc
punctiforme, Anabaena cycadae, 2 вида азотфиксирующих
бактерий и гифы гриба, образующего эндотрофную микоризу.
Водоросли локализуются в клетках центральной части коры,
образуя цианобактериальную зону.
«Цветение» воды – массовое
развитие планктонных
организмов , обуславливающее
изменение ее окраски.