Цианобактерии - БАКТЕРИИ

Среди бактерий особое место занимают цианобактерии (от греч. цианос — синий и бактерия). Цианобактерии — автотрофные организмы. Они производят собственную пищу из углекислого газа и воды под действием солнечного света. При этом выделяют кислород, обогащая им среду обитания.

Цианобактерии содержат зеленый пигмент хлорофилл, а также пигменты синего, красного и желтого цветов, участвующие в поглощении света. Сочетание пигментов дает в большинстве случаев сине-зеленую окраску (отсюда название). Но некоторые из них желтые, черные или красные. Благодаря окраске цианобактерии придают среде, где они обитают, определенный цвет, особенно при массовом размножении. Красное море получило свое название от красных цианобактерий.

Цианобактерии в основном населяют пресноводные водоемы, некоторые живут на влажной почве, в основании стволов деревьев. Небольшое количество видов обитает в морях. Некоторые приспособились жить в очень неблагоприятных условиях: в горячих источниках, замерзших озерах Антарктики.

Многие представители цианобактерий способны фиксировать атмосферный азот. В Азии за счет азотфиксирующих цианобактерий подолгу выращивают рис на одном и том же участке без применения удобрений.

Благодаря своей способности фиксировать атмосферный азот цианобактерии могут заселять голые поверхности скал и бедные почвы. Морские виды цианобактерий фиксируют около четверти всего азота, который поглощается морем из воздуха.

Клетки цианобактерий могут иметь шаровидную, эллипсоидную, цилиндрическую, бочонковидную формы. Одни цианобактерии, как цианофес, живут в виде отдельных клеток (рис. 19), другие виды (анабена, осциллятория) соединены в цепочки (рис. 20, 21). Некоторые цианобактерии (например, микроцистис) образуют округлые или неправильной формы колонии, в которых множество клеток покрыты общим слизистым чехлом (рис. 22). Ряд цианобактерий являются многоклеточными. Они образуют нити длиной до 1 м и более и наращивают значительную биомассу.

Рис. 19. Цианофес

► Цианобактерии, обитающие в поверхностном слое пресных и морских водоемов, имеют в своих клетках специальные структуры — газовые вакуоли (от лат. вакуус — пустой). Эти вакуоли регулируют плавучесть организмов и позволяют им оставаться в толще воды. Когда цианобактерии теряют способность регулировать свою плавучесть, например, при резких перепадах температуры или нарушениях кислородного обмена, они всплывают на поверхность.

Вы могли видеть на поверхности воды в пруду пузыристые грязно-коричневые, плохо пахнущие маты из цианобактерий (рис. 23). Такому скоплению цианобактерий с микроскопическими водорослями предшествует их массовое размножение, так называемое цветение воды (рис. 24). При этом вода окрашивается в зеленый или коричневый цвет. Она приобретает болотный запах, вызванный процессами гниения. Цветение воды происходит обычно тогда, когда в водоемы со сточными водами попадает много минеральных веществ, удобрений, смытых с полей.

Рис. 23. Маты из цианобактерий Рис. 24. Цветение воды вызывает

на поверхности воды в пруду гибель водных организмов

Цианобактерии после массового размножения начинают отмирать. Гетеротрофные бактерии, обитающие в водоеме, питаются ими и используют много кислорода для расщепления веществ. В воду выделяются ядовитые вещества. Вследствие этого происходит массовая гибель водных организмов, в том числе рыб. В таких водоемах нельзя купаться.

Размножение одноклеточных форм осуществляется путем деления клеток пополам, а колониальных — распадом колоний на мелкие части. Большинство нитчатых цианобактерий размножаются делением нити на отдельные фрагменты.

Цианобактерии могут вступать в симбиоз с другими организмами — протистами, мхами, грибами.

Цианобактерии играют важную роль в природе. Вместе с другими бактериями они обогащают почву органическими веществами и азотом, а водоемы и воздух — кислородом. Водные формы бактерий служат кормом для мелких зверей и рыб. Некоторые цианобактерии используются в качестве “поставщиков” ценных для человека веществ — белков, углеводов, жиров, витаминов, пигментов. Отдельные виды цианобактерий используются в пищу. Например, носток сливовидный (рис. 25), потребляют в Китае и Японии, а спирулину (рис. 26) — в районе озера Чад в Африке. Из спирулины получают пищевой белок, который используют как дополнение к пище.

Рис. 25. Носток сливовидный Рис. 26. Спирулина

. Цианобактерии — это прокариотические автотрофные организмы.

Они представлены одноклеточными, колониальными и нитчатыми формами, содержащими хлорофилл и способными осуществлять фотосинтез.

Цианобактерии создают запас органических веществ в почве и воде, который служит кормовой базой для рыб и других мелких животных.

Во время массового размножения цианобактерии вызывают цветение воды.

1. Какие организмы относятся к цианобактериям? Почему они так называются? 2. Чем клетки цианобактерий отличаются от клеток других бактерий? 3. Как питаются цианобактерии? 4. Почему вода в мелких природных водоемах летом часто приобретает зеленую окраску? 5. На озере с мертвой рыбой, плавающей вдоль берега, обнаружены растущие маты из цианобактерий. Что могло стать причиной замора рыбы?

Постройте цепочку из событий, следующих за массовым размножением и гибелью цианобактерий в пруду.

Семья Люды решила создать искусственный водоем возле загородного дома. Рабочие с помощью экскаватора вырыли котлован, утрамбовали дно и откосы будущего пруда. Водоем заполнили водой. Спустя несколько месяцев вода в водоеме зацвела. Что не учла семья Люды при планировании водоема? Предложите меры по предотвращению цветения воды в пруду.