ในบรรดาสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ตอนนี้ มีสิ่งมีชีวิตที่เป็นของอาณาจักรสัตว์ป่าที่มีการโต้เถียงกันอย่างต่อเนื่อง มันก็เหมือนกับสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่าไซยาโนแบคทีเรีย แม้ว่าพวกเขาจะไม่มีชื่อจริงด้วยซ้ำ มีคำพ้องความหมายมากเกินไป:
- สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน;
- cyanobionts;
- ไฟโคโครมเม็ด;
- ไซยาไนด์;
- สาหร่ายเมือกและอื่น ๆ
ปรากฎว่าไซยาโนแบคทีเรียมีขนาดเล็กมาก แต่ในขณะเดียวกันก็มีสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนและเป็นที่ถกเถียงกันซึ่งต้องการศึกษาอย่างรอบคอบและพิจารณาโครงสร้างของมันเพื่อกำหนดความสัมพันธ์ทางอนุกรมวิธานที่แน่ชัด
ประวัติศาสตร์การดำรงอยู่และการค้นพบ
ตัดสินโดยซากฟอสซิล ประวัติของการดำรงอยู่ของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินย้อนกลับไปในอดีตเมื่อหลาย (3.5) พันล้านปีก่อน ข้อสรุปดังกล่าวทำให้สามารถทำการศึกษาโดยนักบรรพชีวินวิทยาที่วิเคราะห์หิน (ส่วนของพวกเขา) ในยุคที่ห่างไกลเหล่านั้น
บนพื้นผิวของตัวอย่างคือพบไซยาโนแบคทีเรียซึ่งมีโครงสร้างไม่แตกต่างจากรูปแบบสมัยใหม่ สิ่งนี้บ่งชี้ถึงความสามารถในการปรับตัวในระดับสูงของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้กับสภาพที่อยู่อาศัยที่หลากหลาย เพื่อความคงทนและการอยู่รอดอย่างสุดขีด เห็นได้ชัดว่าเป็นเวลาหลายล้านปีมีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างในอุณหภูมิและองค์ประกอบของก๊าซของโลก อย่างไรก็ตาม ไม่มีอะไรส่งผลกระทบต่อความมีชีวิตของสีฟ้า
ในยุคปัจจุบัน ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ถูกค้นพบพร้อมกับเซลล์แบคทีเรียรูปแบบอื่นๆ นั่นคือ Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur และนักวิจัยคนอื่น ๆ ในศตวรรษที่ XVIII-XIX
พวกเขาได้รับการศึกษาอย่างละเอียดยิ่งขึ้นในภายหลังด้วยการพัฒนากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและวิธีการที่ทันสมัยและวิธีการวิจัย มีการระบุคุณสมบัติที่มีไซยาโนแบคทีเรีย โครงสร้างของเซลล์ประกอบด้วยโครงสร้างใหม่จำนวนหนึ่งที่ไม่พบในสิ่งมีชีวิตอื่น
การจำแนก
คำถามในการพิจารณาความเกี่ยวข้องทางอนุกรมวิธานยังคงเปิดอยู่ จนถึงตอนนี้ มีเพียงสิ่งเดียวที่รู้: ไซยาโนแบคทีเรียคือโปรคาริโอต สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยคุณสมบัติเช่น:
- ขาดนิวเคลียส ไมโทคอนเดรีย คลอโรพลาสต์
- มีมูรินในผนังเซลล์
- S-ไรโบโซมโมเลกุลในเซลล์
อย่างไรก็ตาม ไซยาโนแบคทีเรียเป็นโปรคาริโอตที่มีประมาณ 150,000 สายพันธุ์ ทั้งหมดถูกจำแนกและรวมกันเป็น 5 กลุ่มใหญ่ทางสัณฐานวิทยา
- โครค็อกคัส. กลุ่มใหญ่พอสมควร รวมเป็นหนึ่งเดียวหรือรูปแบบอาณานิคม สิ่งมีชีวิตที่มีความเข้มข้นสูงจะรวมตัวกันโดยเมือกทั่วไปที่หลั่งออกมาจากผนังเซลล์ของแต่ละคน ในแง่ของรูปร่าง กลุ่มนี้ประกอบด้วยโครงสร้างรูปแท่งและทรงกลม
- เพลโรแคปซอล. คล้ายกับรูปแบบก่อนหน้านี้มาก อย่างไรก็ตาม ลักษณะที่ปรากฏในรูปแบบของการก่อตัวของบีโอไซต์ (เพิ่มเติมเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้ในภายหลัง) ไซยาโนแบคทีเรียที่รวมอยู่ในนี้จัดเป็นสามประเภทหลัก: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins
- ออกซิเลเตอร์. ลักษณะสำคัญของกลุ่มนี้คือเซลล์ทั้งหมดรวมกันเป็นโครงสร้างเมือกทั่วไปที่เรียกว่าไตรโคม การแบ่งเกิดขึ้นโดยไม่ต้องข้ามเธรดนี้เข้าไปข้างใน ออสซิลลาโทเรียรวมถึงเซลล์พืชโดยเฉพาะที่แบ่งครึ่งแบบไม่อาศัยเพศ
- โนสต็อค. ที่น่าสนใจสำหรับความเยือกเย็นของพวกเขา สามารถอาศัยอยู่ในทะเลทรายน้ำแข็งที่เปิดโล่งสร้างการโจมตีด้วยสี ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "ทะเลทรายน้ำแข็งเบ่งบาน" รูปแบบของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ยังเป็นเส้นใยในรูปแบบของไตรโคมอย่างไรก็ตามการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศด้วยความช่วยเหลือของเซลล์พิเศษ - เฮเทอโรซิสต์ ตัวแทนต่อไปนี้สามารถระบุได้ที่นี่: Anabens, Nostocs, Calotrix
- สติโกเนม. คล้ายกับกลุ่มก่อนหน้ามาก ความแตกต่างที่สำคัญในวิธีการสืบพันธุ์คือสามารถแบ่งได้หลายเท่าภายในเซลล์เดียวกัน ตัวแทนที่ได้รับความนิยมสูงสุดของสมาคมนี้คือ Fisherells
ดังนั้น ไซยาไนด์จึงถูกจัดประเภทตามเกณฑ์ทางสัณฐานวิทยา เนื่องจากส่วนที่เหลือมีคำถามและความสับสนมากมาย นักพฤกษศาสตร์และจุลชีววิทยาเป็นตัวหารร่วมในระบบของไซยาโนแบคทีเรียยังมาไม่ถึง
ที่อยู่อาศัย
เนื่องจากการมีอยู่ของการดัดแปลงพิเศษ (เฮเทอโรซิสต์ บีโอไซต์ ไทลาคอยด์ที่ผิดปกติ แก๊สแวคิวโอล ความสามารถในการแก้ไขโมเลกุลไนโตรเจน และอื่นๆ) สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จึงตั้งรกรากอยู่ทุกหนทุกแห่ง พวกมันสามารถอยู่รอดได้แม้ในสภาวะที่รุนแรงที่สุดซึ่งไม่มีสิ่งมีชีวิตใดสามารถดำรงอยู่ได้เลย ตัวอย่างเช่น น้ำพุร้อนที่มีอุณหภูมิร้อน, สภาพไร้อากาศที่มีบรรยากาศไฮโดรเจนซัลไฟด์, สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดที่มีค่า pH น้อยกว่า 4
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่ดำรงอยู่อย่างเงียบๆ บนหาดทรายและโขดหิน ก้อนน้ำแข็ง และทะเลทรายที่ร้อนระอุ คุณสามารถรับรู้และระบุการมีอยู่ของไซยาไนด์ด้วยแผ่นโลหะสีที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งก่อตัวขึ้นในอาณานิคมของไซยาไนด์ สีสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่สีน้ำเงิน-ดำไปจนถึงสีชมพูและสีม่วง
พวกมันถูกเรียกว่าสีน้ำเงินอมเขียว เพราะพวกมันมักจะก่อตัวเป็นฟิล์มเป็นเมือกสีฟ้าอมเขียวบนพื้นผิวของน้ำจืดหรือน้ำเค็มธรรมดา ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "น้ำบาน" สามารถพบเห็นได้เกือบทุกทะเลสาบที่เริ่มรกและเป็นหนองน้ำ
คุณสมบัติของโครงสร้างเซลล์
ไซยาโนแบคทีเรียมีโครงสร้างปกติสำหรับสิ่งมีชีวิตที่เป็นโปรคาริโอต แต่มีคุณสมบัติบางอย่าง
แผนผังทั่วไปของโครงสร้างเซลล์มีดังนี้
- ผนังเซลล์ทำจากพอลิแซ็กคาไรด์และมูริน;
- พลาสมาเมมเบรนโครงสร้างไบลิพิด
- ไซโตพลาสซึมที่มีสารพันธุกรรมกระจายอย่างอิสระในรูปของโมเลกุลดีเอ็นเอ;
- tillacoids ที่ทำหน้าที่สังเคราะห์แสงและมีเม็ดสี (คลอโรฟิลล์, แซนโทฟิลล์, แคโรทีนอยด์)
ส่วนพิเศษของเซลล์จะถูกกล่าวถึงต่อไป
ประเภทของโครงสร้างพิเศษ
อย่างแรกคือเฮเทอโรซีสต์ โครงสร้างเหล่านี้ไม่ใช่ชิ้นส่วน แต่เซลล์เองเป็นส่วนหนึ่งของไตรโคม พวกมันแตกต่างกันเมื่อมองผ่านกล้องจุลทรรศน์ในองค์ประกอบ เนื่องจากหน้าที่หลักของพวกมันคือการผลิตเอนไซม์ที่ช่วยให้ตรึงโมเลกุลไนโตรเจนจากอากาศ ดังนั้นจึงแทบไม่มีเม็ดสีในเฮเทอโรซิสต์ แต่มีไนโตรเจนอยู่มาก
อย่างที่สอง ฮอร์โมนเหล่านี้คือส่วนที่ขาดออกจากไตรโคม เป็นแหล่งเพาะพันธุ์
บีโอไซต์เป็นเซลล์ลูกชนิดหนึ่ง มากมายจากแม่หนึ่งคน บางครั้งจำนวนของพวกเขาถึงพันในช่วงเวลาหนึ่ง Dermocaps และ Pleurocapsodiaceae อื่นๆ มีคุณสมบัติดังกล่าว
Akinets เป็นเซลล์พิเศษที่อยู่นิ่งและรวมอยู่ในไตรโคม แตกต่างกันในผนังเซลล์ที่อุดมด้วยโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีมวลมากกว่า หน้าที่ของพวกมันคล้ายกับเฮเทอโรซีสต์
แก๊สแวคิวโอล - ไซยาโนแบคทีเรียทั้งหมดมี โครงสร้างของเซลล์ในขั้นต้นบ่งบอกถึงการมีอยู่ของพวกเขา บทบาทของพวกเขาคือการมีส่วนร่วมในกระบวนการบานสะพรั่ง อีกชื่อหนึ่งของโครงสร้างดังกล่าวคือ คาร์บอกซีโซม
การรวมเซลล์ มีอยู่ในเซลล์พืช สัตว์ และแบคทีเรียอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม ในสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน การรวมเหล่านี้แตกต่างกันบ้าง ซึ่งรวมถึง:
- ไกลโคเจน;
- เม็ดโพลีฟอสเฟต;
- cyanophycin เป็นสารพิเศษที่ประกอบด้วย aspartate, arginine ทำหน้าที่ในการสะสมไนโตรเจน เนื่องจากสิ่งเจือปนเหล่านี้อยู่ในเฮเทอโรซิสต์
ไซยาโนแบคทีเรียมีแบบนี้ ส่วนประกอบหลัก เซลล์พิเศษ และออร์แกเนลล์เป็นสิ่งที่อนุญาตให้ไซยาไนด์ทำการสังเคราะห์ด้วยแสง แต่ในขณะเดียวกันก็เป็นของแบคทีเรีย
การสืบพันธุ์
ขั้นตอนนี้ไม่ได้ยากเป็นพิเศษ เพราะเหมือนกับกระบวนการของแบคทีเรียทั่วไป ไซยาโนแบคทีเรียสามารถแบ่งตัวทางพืช ส่วนของไตรโคม เซลล์ปกติเป็นสองส่วน หรือทำกระบวนการทางเพศได้
บ่อยครั้งเซลล์พิเศษของ heterocysts, akinetes, beocytes เกี่ยวข้องกับกระบวนการเหล่านี้
วิธีการเดินทาง
เซลล์ไซยาโนแบคทีเรียถูกปกคลุมด้วยผนังเซลล์ด้านนอก และบางครั้งก็มีชั้นของโพลีแซ็กคาไรด์พิเศษที่สามารถสร้างแคปซูลเมือกรอบๆ เซลล์ได้ ต้องขอบคุณฟีเจอร์นี้ที่ทำให้การเคลื่อนไหวของสีน้ำเงินเกิดขึ้น
ไม่มีแฟลกเจลลาหรือผลพลอยได้พิเศษ การเคลื่อนไหวสามารถทำได้บนพื้นผิวที่แข็งโดยใช้เมือกในการหดตัวสั้น ๆ Oscillatorium บางชนิดมีการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติอย่างมาก โดยพวกมันจะหมุนรอบแกนของมัน และในขณะเดียวกันก็ทำให้ไตรโคมทั้งหมดหมุน นี่คือลักษณะการเคลื่อนที่ของพื้นผิว
ความสามารถในการตรึงไนโตรเจน
คุณสมบัตินี้มีไซยาโนแบคทีเรียเกือบทุกชนิด เป็นไปได้เนื่องจากมีเอ็นไซม์ไนโตรเนสซึ่งสามารถตรึงโมเลกุลไนโตรเจนและแปลงเป็นสารประกอบที่ย่อยได้ สิ่งนี้เกิดขึ้นในโครงสร้างของเฮเทอโรซิสต์ ดังนั้นสายพันธุ์ที่ไม่มีพวกมันจึงไม่สามารถตรึงไนโตรเจนในอากาศได้
โดยทั่วไป กระบวนการนี้ทำให้ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่สำคัญมากสำหรับชีวิตพืช การตกตะกอนในดิน ไซยานช่วยให้ตัวแทนของพืชดูดซึมไนโตรเจนที่ถูกผูกไว้และดำเนินชีวิตตามปกติ
สปีชีส์ไร้อากาศ
สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินบางรูปแบบ (เช่น ออสซิลลาโทเรีย) สามารถอยู่ในสภาวะไร้อากาศและบรรยากาศของไฮโดรเจนซัลไฟด์ได้ ในกรณีนี้ สารประกอบจะถูกประมวลผลภายในร่างกายและเป็นผลให้โมเลกุลกำมะถันก่อตัวขึ้นซึ่งถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม
