Di antara organisme yang ada sekarang, ada yang menjadi milik kerajaan satwa liar mana pun yang terus-menerus berselisih. Begitu pula dengan makhluk bernama cyanobacteria. Meskipun mereka bahkan tidak memiliki nama yang tepat. Terlalu banyak sinonim:
- ganggang biru-hijau;
- sianobion;
- pelet fikokrom;
- sianida;
- alga lendir dan lain-lain.
Jadi ternyata cyanobacterium adalah organisme yang sangat kecil, tetapi pada saat yang sama merupakan organisme yang kompleks dan kontroversial yang memerlukan studi dan pertimbangan cermat terhadap strukturnya untuk menentukan afiliasi taksonomi yang tepat.
Sejarah keberadaan dan penemuan
Dilihat dari sisa-sisa fosil, sejarah keberadaan ganggang biru-hijau sudah jauh ke masa lalu, beberapa (3,5) miliar tahun yang lalu. Kesimpulan tersebut memungkinkan untuk membuat studi oleh ahli paleontologi yang menganalisis batuan (bagiannya) pada masa yang jauh itu.
Di permukaan sampel adacyanobacteria ditemukan, strukturnya tidak berbeda dari bentuk modern. Ini menunjukkan tingkat kemampuan beradaptasi yang tinggi dari makhluk-makhluk ini terhadap berbagai kondisi habitat, hingga daya tahan dan kelangsungan hidup mereka yang ekstrem. Jelaslah bahwa selama jutaan tahun telah terjadi banyak perubahan suhu dan komposisi gas di planet ini. Namun, tidak ada yang mempengaruhi kelangsungan hidup cyan.
Di zaman modern, cyanobacteria adalah organisme bersel tunggal yang ditemukan bersamaan dengan bentuk sel bakteri lainnya. Yaitu Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur dan para peneliti lain pada abad XVIII-XIX.
Mereka dipelajari lebih lanjut kemudian, dengan perkembangan mikroskop elektron dan metode dan metode penelitian yang dimodernisasi. Fitur yang dimiliki cyanobacteria telah diidentifikasi. Struktur sel mencakup sejumlah struktur baru yang tidak ditemukan pada makhluk lain.
Klasifikasi
Pertanyaan untuk menentukan afiliasi taksonomi mereka tetap terbuka. Sejauh ini, hanya satu hal yang diketahui: cyanobacteria adalah prokariota. Ini dikonfirmasi oleh fitur-fitur seperti:
- kekurangan nukleus, mitokondria, kloroplas;
- adanya murein di dinding sel;
- molekul S-ribosom di dalam sel.
Namun demikian, cyanobacteria adalah prokariota dengan sekitar 1500 ribu varietas. Semuanya diklasifikasikan dan digabungkan menjadi 5 kelompok morfologi besar.
- Chroococcal. Sebuah kelompok yang cukup besar, menyatukan satu ataubentuk-bentuk kolonial. Konsentrasi organisme yang tinggi disatukan oleh lendir umum yang disekresikan oleh dinding sel setiap individu. Dari segi bentuk, kelompok ini termasuk struktur berbentuk batang dan bulat.
- Pleurocapsal. Sangat mirip dengan bentuk sebelumnya, namun, fitur muncul dalam bentuk pembentukan beosit (lebih lanjut tentang fenomena ini nanti). Cyanobacteria termasuk di sini milik tiga kelas utama: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcins.
- Oksilator. Fitur utama dari kelompok ini adalah bahwa semua sel digabungkan menjadi struktur lendir umum yang disebut trikoma. Pembagian terjadi tanpa melampaui utas ini, di dalam. Oscillatoria termasuk sel vegetatif eksklusif yang membelah secara aseksual menjadi dua.
- Tidak ada stok. Menarik untuk cryophilicity mereka. Mampu hidup di gurun es terbuka, membentuk serangan berwarna pada mereka. Apa yang disebut fenomena "gurun es yang mekar". Bentuk-bentuk organisme ini juga berserabut dalam bentuk trikoma, namun, reproduksi seksual, dengan bantuan sel khusus - heterokista. Perwakilan berikut dapat dikaitkan di sini: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Stigonem. Sangat mirip dengan grup sebelumnya. Perbedaan utama dalam metode reproduksi adalah bahwa mereka dapat membelah beberapa kali dalam sel yang sama. Perwakilan paling populer dari asosiasi ini adalah Fisherells.
Dengan demikian, sianida diklasifikasikan menurut kriteria morfologi, karena sisanya masih banyak pertanyaan dan kebingungan. Ahli botani dan mikrobiologi menjadi penyebut yang sama dalamsistematika cyanobacteria belum bisa datang.
Habitat
Karena adanya adaptasi khusus (heterocysts, beocytes, thylakoids yang tidak biasa, vakuola gas, kemampuan untuk memperbaiki molekul nitrogen, dan lainnya), organisme ini menetap di mana-mana. Mereka mampu bertahan hidup bahkan dalam kondisi yang paling ekstrim di mana tidak ada organisme hidup yang bisa eksis sama sekali. Misalnya, mata air panas termofilik, kondisi anaerobik dengan atmosfer hidrogen sulfida, lingkungan asam dengan pH kurang dari 4.
Cyanobacteria adalah organisme yang diam-diam bertahan hidup di pasir laut dan tepian berbatu, balok es, dan gurun panas. Anda dapat mengenali dan menentukan keberadaan sianida dengan plak berwarna khas yang terbentuk dari koloninya. Warna dapat bervariasi dari biru-hitam hingga merah muda dan ungu.
Mereka disebut biru-hijau karena sering membentuk lapisan berlendir biru-hijau di permukaan air tawar atau air asin biasa. Fenomena ini disebut "mekaran air". Hal ini dapat dilihat di hampir semua danau yang mulai ditumbuhi dan rawa.
Fitur struktur sel
Cyanobacteria memiliki struktur yang biasa untuk organisme prokariotik, tetapi ada beberapa fitur.
Rencana umum struktur sel adalah sebagai berikut:
- dinding sel terbuat dari polisakarida dan murein;
- struktur bilipid membran plasma;
- sitoplasma dengan materi genetik yang didistribusikan secara bebas dalam bentuk molekulDNA;
- tillacoid yang melakukan fungsi fotosintesis dan mengandung pigmen (klorofil, xantofil, karotenoid).
Bagian khusus dari sel akan dibahas lebih lanjut.
Jenis struktur khusus
Pertama-tama, ini adalah heterokista. Struktur ini bukan bagian, tetapi sel itu sendiri sebagai bagian dari trikoma (benang kolonial umum yang disatukan oleh lendir). Mereka berbeda jika dilihat melalui mikroskop dalam komposisinya, karena fungsi utamanya adalah produksi enzim yang memungkinkan fiksasi molekul nitrogen dari udara. Oleh karena itu, hampir tidak ada pigmen dalam heterokista, tetapi ada banyak nitrogen.
Kedua, ini adalah hormon - area yang terlepas dari trikoma. Berfungsi sebagai tempat berkembang biak.
Beosit adalah sejenis sel anak, secara massal diberkahi dari satu sel ibu. Terkadang jumlahnya mencapai seribu dalam satu periode pembagian. Dermocaps dan Pleurocapsodiaceae lainnya mampu memiliki fitur seperti itu.
Akinet adalah sel khusus yang diam dan termasuk dalam trikoma. Berbeda dalam dinding sel yang lebih masif dan kaya polisakarida. Peran mereka mirip dengan heterokista.
Vakuola gas - semua cyanobacteria memilikinya. Struktur sel awalnya menyiratkan kehadiran mereka. Peran mereka adalah untuk mengambil bagian dalam proses pembungaan air. Nama lain untuk struktur tersebut adalah karboksisome.
Inklusi sel. Mereka pasti ada di sel tumbuhan, hewan, dan bakteri. Namun, pada ganggang biru-hijau, inklusi ini agak berbeda. Ini termasuk:
- glikogen;
- butiran polifosfat;
- cyanophycin adalah zat khusus yang terdiri dari aspartat, arginin. Berfungsi untuk akumulasi nitrogen, karena inklusi ini berada dalam heterokista.
Inilah yang dimiliki cyanobacterium. Bagian utama dan sel serta organel khusus adalah yang memungkinkan sianida melakukan fotosintesis, tetapi pada saat yang sama milik bakteri.
Reproduksi
Proses ini tidak terlalu sulit, karena sama dengan bakteri biasa. Cyanobacteria dapat membelah secara vegetatif, bagian trikoma, sel normal menjadi dua, atau melakukan proses seksual.
Seringkali sel-sel khusus heterokista, akinet, beosit terlibat dalam proses ini.
Metode transportasi
Sel cyanobacteria ditutupi di luar dengan dinding sel, dan kadang-kadang juga dengan lapisan polisakarida khusus yang dapat membentuk kapsul lendir di sekitarnya. Berkat fitur inilah pergerakan cyan dilakukan.
Tidak ada flagela atau pertumbuhan khusus. Gerakan hanya dapat dilakukan pada permukaan yang keras dengan bantuan lendir, dalam kontraksi singkat. Beberapa Oscillatorium memiliki cara bergerak yang sangat tidak biasa - mereka berputar di sekitar porosnya dan pada saat yang sama menyebabkan seluruh trikoma berputar. Beginilah cara permukaan bergerak.
Kapasitas fiksasi nitrogen
Fitur ini memiliki hampir semua cyanobacteria. Hal ini dimungkinkan karena adanya enzim nitrogenase, yang mampu memfiksasi molekul nitrogen danmengubahnya menjadi bentuk senyawa yang dapat dicerna. Ini terjadi dalam struktur heterocysts. Oleh karena itu, spesies yang tidak memilikinya tidak dapat mengikat nitrogen dari udara.
Secara umum, proses ini membuat cyanobacteria menjadi makhluk yang sangat penting bagi kehidupan tumbuhan. Menetap di tanah, cyan membantu perwakilan flora untuk mengasimilasi nitrogen yang terikat dan menjalani kehidupan normal.
Spesies anaerobik
Beberapa bentuk ganggang biru-hijau (misalnya, Oscillatoria) dapat hidup dalam kondisi anaerobik sepenuhnya dan atmosfer hidrogen sulfida. Dalam hal ini, senyawa diproses di dalam tubuh dan sebagai hasilnya, molekul belerang terbentuk, yang dilepaskan ke lingkungan.
