Цианобактери нь фотосинтезийн үйл явцыг "богино холболт" хийх чадвартай. Цианобактери нь фотосинтезийн үйл явцыг "богино холболт" хийх чадвартай. Фотосинтезийн гэрлийн үе шат

Хлоропласт нь фотосинтез явагддаг мембран бүтэц юм. Дээд зэрэглэлийн ургамал болон цианобактерийн энэхүү үйл явц нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг дахин боловсруулж, хүчилтөрөгчийн агууламжийг нөхөх замаар амьдралыг дэмжих чадварыг манай гаригт хадгалах боломжийг олгосон. Фотосинтез нь өөрөө thylakoids гэх мэт бүтцэд тохиолддог. Эдгээр нь протон дамжуулах, усны фотолиз, глюкоз ба ATP-ийн нийлэгжилт явагддаг хлоропластын мембран "модуль" юм.

Ургамлын хлоропластуудын бүтэц

Хлоропластууд нь ургамлын эс ба хламидомоназын цитоплазмд байрладаг давхар мембран бүтэц юм. Үүний эсрэгээр, цианобактерийн эсүүд хлоропласт биш харин thylakoids-д фотосинтез хийдэг. Энэ бол цитоплазмын нэвчилт дээр байрлах фотосинтезийн ферментүүдээр дамжуулан хоол тэжээлээ хангаж чаддаг дутуу хөгжсөн организмын жишээ юм.

Бүтцийн хувьд хлоропласт нь цэврүү хэлбэртэй давхар мембрантай органелл юм. Эдгээр нь фотосинтезийн ургамлын эсүүдэд их хэмжээгээр байрладаг бөгөөд зөвхөн хэт ягаан туяатай харьцах үед л хөгждөг. Хлоропласт дотор түүний шингэн стром байдаг. Түүний найрлагад гиалоплазмтай төстэй бөгөөд 85% уснаас бүрддэг бөгөөд электролитууд уусч, уурагууд түдгэлздэг. Хлоропластын стром нь фотосинтезийн гэрэл ба харанхуй үе шатууд шууд явагддаг тилакоидуудыг агуулдаг.

Хлоропластын удамшлын аппарат

Тилакоидын хажууд фотосинтезийн үр дүнд олж авсан глюкозын полимержилтын бүтээгдэхүүн болох цардуул бүхий мөхлөгүүд байдаг. Пластид ДНХ нь тархай бутархай рибосомын хамт стромд чөлөөтэй байдаг. Хэд хэдэн ДНХ молекул байж болно. Тэд биосинтезийн аппаратын хамт хлоропластуудын бүтцийг сэргээх үүрэгтэй. Энэ нь эсийн цөмийн удамшлын мэдээллийг ашиглахгүйгээр тохиолддог. Энэ үзэгдэл нь эсийн хуваагдлын үед хлоропластын бие даасан өсөлт, нөхөн үржих боломжийг шүүх боломжийг олгодог. Тиймээс хлоропласт нь зарим талаараа эсийн цөмөөс хамаардаггүй бөгөөд симбионт, сул хөгжөөгүй организмыг төлөөлдөг.

Тилакоидын бүтэц

Тилакоидууд нь хлоропластын стромд байрладаг диск хэлбэртэй мембран бүтэц юм. Цианобактерид бие даасан хлоропласт байдаггүй тул цитоплазмын мембраны нэвчилт дээр байрладаг. Хоёр төрлийн thylakoids байдаг: эхнийх нь люмен thylakoids, хоёр дахь нь lamellar thylakoids юм. Люмен бүхий thylakoid нь жижиг диаметртэй бөгөөд диск юм. Босоо байрлалтай хэд хэдэн тилакоидууд нь грана үүсгэдэг.

Ламелар thylakoids нь люменгүй өргөн хавтан юм. Гэхдээ эдгээр нь олон талтай холбоотой платформ юм. Тэд эсийн механик гэмтэлд тэсвэртэй бат бөх бүтцийг бий болгоход шаардлагатай байдаг тул фотосинтез нь бараг байдаггүй. Нийтдээ хлоропласт нь фотосинтез хийх чадвартай люмен бүхий 10-100 тилакоидыг агуулж болно. Тилакоидууд нь өөрөө фотосинтезийг хариуцдаг үндсэн бүтэц юм.

Фотосинтез дэх тилакоидын үүрэг

Фотосинтезийн хамгийн чухал урвалууд нь thylakoids-д явагддаг. Эхнийх нь усны молекулын фотолизийн задрал ба хүчилтөрөгчийн нийлэгжилт юм. Хоёр дахь нь цитохромын молекулын цогцолбор b6f болон цахилгаан тээврийн гинжээр дамжин мембранаар дамжин протон дамжих явдал юм. Өндөр энергитэй ATP молекулын нийлэгжилт нь мөн thylakoids-д тохиолддог. Энэ процесс нь тилакоид мембран ба хлоропласт стромын хооронд үүсдэг протоны градиентийг ашиглан явагддаг. Энэ нь thylakoids-ийн үйл ажиллагаа нь фотосинтезийн бүх гэрлийн үе шатыг бий болгох боломжийг олгодог гэсэн үг юм.

Фотосинтезийн гэрлийн үе шат

Фотосинтезийн оршин тогтнох зайлшгүй нөхцөл бол мембраны потенциалыг бий болгох чадвар юм. Энэ нь электрон ба протоныг шилжүүлэх замаар хийгддэг бөгөөд энэ нь митохондрийн мембранаас 1000 дахин их H+ градиент үүсгэдэг. Усны молекулаас электрон ба протоныг авч эсэд цахилгаан химийн потенциал үүсгэх нь илүү давуу талтай. Тилакоид мембран дээрх хэт ягаан туяаны фотоны нөлөөн дор энэ нь боломжтой болдог. Нэг усны молекулаас электрон тасарч, эерэг цэнэг авдаг тул түүнийг саармагжуулахын тулд нэг протоныг зайлуулах шаардлагатай. Үүний үр дүнд усны 4 молекул электрон, протон болон задарч, хүчилтөрөгч үүсгэдэг.

Фотосинтезийн гинжин хэлхээ

Усны фотолизийн дараа мембран дахин цэнэглэгддэг. Тилакоидууд нь протоны тээвэрлэлтийн явцад хүчиллэг рН-тэй байж чаддаг бүтэц юм. Энэ үед хлоропласт стромын рН нь бага зэрэг шүлтлэг байдаг. Энэ нь цахилгаан химийн потенциалыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь ATP синтезийг боломжтой болгодог. Аденозин трифосфатын молекулуудыг дараа нь эрчим хүчний хэрэгцээ болон фотосинтезийн харанхуй үе шатанд ашиглах болно. Ялангуяа ATP нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ашиглахын тулд эсэд ашиглагддаг бөгөөд үүнийг конденсацуулж, түүн дээр үндэслэн глюкозын молекулыг нийлэгжүүлэх замаар олж авдаг.

Замдаа NADP-H+ нь харанхуй үе шатанд NADP болж буурдаг. Нийтдээ нэг молекул глюкозыг нийлэгжүүлэхэд 18 ATP молекул, нүүрстөрөгчийн давхар ислийн 6 молекул, 24 устөрөгчийн протон шаардлагатай. Энэ нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийн 6 молекулыг ашиглахын тулд 24 усны молекулын фотолизийг шаарддаг. Энэ үйл явц нь хүчилтөрөгчийн 6 молекулыг ялгаруулах боломжийг олгодог бөгөөд үүнийг хожим бусад организмууд эрчим хүчний хэрэгцээнд ашиглах болно. Үүний зэрэгцээ, тилакоидууд нь (биологийн хувьд) нарны энерги, рН-ийн градиент бүхий трансмембран потенциалыг ашиглах боломжийг олгодог мембраны бүтцийн жишээ бөгөөд тэдгээрийг химийн бондын энерги болгон хувиргадаг.

Цианобактерид прокариот эсийн бүтцийг хослуулан фотосинтез хийх чадвартай, янз бүрийн бүлэг замаг, дээд ургамлын онцлог шинж чанартай O 2 ялгардаг томоохон бүлэг организмууд багтдаг. Төрөл бүрийн хаант улсууд, тэр ч байтугай амьд байгалийн супер хаант улсуудад хамаарах организмд хамаарах шинж чанаруудын нэгдэл нь цианобактерийг доод ургамал (замаг) эсвэл бактери (прокариотууд) -д хамаарах тэмцлийн объект болгосон.

Амьд ертөнцийн систем дэх цианобактерийн (цэнхэр-ногоон замаг) байрлалын тухай асуудал урт удаан, маргаантай түүхтэй. Удаан хугацааны турш тэдгээрийг доод ургамлын бүлгүүдийн нэг гэж үздэг байсан тул ангилал зүйг Олон улсын Ботаникийн нэр томъёоны дүрмийн дагуу явуулдаг байв. Зөвхөн 60-аад онд. XX зуунд эсийн зохион байгуулалтын прокариот ба эукариот төрлүүдийн хооронд тодорхой ялгаа тогтоогдсон бөгөөд үүний үндсэн дээр К.ван Ниел, Р.Штайнер нар бактерийг прокариот эсийн бүтэцтэй организм гэж тодорхойлоход дараахь асуулт гарч ирэв. амьд организмын систем дэх хөх-ногоон замагны байрлалыг эргэн харах.

Цэнхэр-ногоон замагны эсийн цитологийг орчин үеийн аргаар судалснаар эдгээр организмууд нь бас ердийн прокариотууд гэсэн маргаангүй дүгнэлтэд хүргэсэн. Үүний үр дүнд Р.Штайниер "цэнхэр ногоон замаг" гэсэн нэрнээс татгалзаж, эдгээр организмуудыг "цианобактери" гэж нэрлэхийг санал болгов. Энэ нь тэдний жинхэнэ биологийн мөн чанарыг харуулсан нэр томъёо юм. Цианобактерийг бусад прокариотуудтай дахин нэгтгэсэн нь судлаачдын өмнө эдгээр организмын одоо байгаа ангиллыг дахин хянаж, Бактерийн нэршлийн олон улсын хуулийн дүрэмд хамруулах шаардлага тулгарч байна.

Удаан хугацааны туршид алгологичид 170 орчим төрөл зүйл, 1000 гаруй төрлийн хөх ногоон замгийг тодорхойлсон байдаг. Одоогоор цэвэр өсгөвөрийн судалгаанд үндэслэн цианобактерийн шинэ ангилал зүйг бий болгох ажил хийгдэж байна. Цианобактерийн 300 гаруй цэвэр омгийг аль хэдийн олж авсан. Ангилахдаа байнгын морфологийн шинж чанар, соёлын хөгжлийн зүй тогтол, эсийн хэт бүтцийн онцлог, геномын хэмжээ, нуклеотидын шинж чанар, нүүрстөрөгч, азотын солилцооны онцлог болон бусад олон зүйлийг ашигласан.

Цианобактери нь нэг эст, колоничлол, олон эсийн хэлбэрийг багтаасан грам-сөрөг эубактерийн морфологийн олон янзын бүлэг юм. Сүүлд бүтцийн нэгж нь утас (трихом, эсвэл утас) юм. Threads нь энгийн эсвэл салаалсан байж болно. Энгийн утаснууд нь ижил хэмжээ, хэлбэр, бүтэцтэй нэг эгнээ эсүүд (нэг эгнээний трихомууд) эсвэл эдгээр параметрүүдээр ялгаатай эсүүдээс бүрддэг. Салбарласан трихомууд нь янз бүрийн шалтгааны улмаас үүсдэг тул хуурамч ба жинхэнэ салаа хоёрын хооронд ялгаа бий. Жинхэнэ салбарлалт нь трихомын эсүүд өөр өөр хавтгайд хуваагдах чадвараас үүдэлтэй бөгөөд үүний үр дүнд олон эгнээний трихом эсвэл нэг эгнээний хажуугийн мөчир бүхий нэг эгнээний утас үүсдэг. Трихомын хуурамч салбарлалт нь утаснуудын доторх эсийн хуваагдлын онцлогтой холбоогүй, харин өөр өөр утаснуудын наалдсан эсвэл холболтын үр дүн юм.

Амьдралын мөчлөгийн явцад зарим цианобактери нь нөхөн үржихүй (баэоцит, гормоны), тааламжгүй нөхцөлд амьдрах (спор, акинет) эсвэл аэробикийн нөхцөлд азотыг бэхлэх (гетероцист) үйлчилдэг ялгаатай дан эсүүд эсвэл богино утас үүсгэдэг. Цианобактерийн ялгаатай хэлбэрүүдийн талаар илүү нарийвчилсан тайлбарыг тэдгээрийн системчилсэн байдал, азотын бэхэлгээний үйл явцыг тайлбарлахдаа доор өгөв. Акинетын товч тайлбарыг бүлэгт үзүүлэв. 5. Энэ бүлгийн янз бүрийн төлөөлөгчид гулгах чадвартайгаараа онцлог юм. Энэ нь утаслаг хэлбэр (трихом ба/эсвэл гормон) ба нэг эсийн хэлбэр (баэоцит) хоёулангийнх нь онцлог юм.

Цианобактерийн нөхөн үржихүйн янз бүрийн аргууд байдаг. Эсийн хуваагдал нь хөндлөн таславч эсвэл нарийсал үүсэх дагалддаг тэнцүү хоёртын хуваагдлаар явагддаг; тэгш бус хоёртын хуваагдал (нахиалах); олон хуваагдал (20-р зургийг үз, А–Г). Хоёртын хуваагдал нь зөвхөн нэг хавтгайд тохиолдож болох бөгөөд энэ нь нэг эсийн хэлбэрт эсийн гинж үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд судалтай хэлбэрээр - нэг эгнээний трихомын уртасгахад хүргэдэг. Хэд хэдэн хавтгайд хуваагдах нь нэг эсийн цианобактерид ердийн эсвэл жигд бус хэлбэрийн кластерууд үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд судалтайд - олон эгнээний трихом (хэрэв судлын бараг бүх ургамлын эсүүд ийм хуваагдах чадвартай бол) эсвэл нэг трихом үүсэхэд хүргэдэг. хажуугийн нэг эгнээний мөчиртэй (хэрэв өөр өөр хавтгайд хуваагдах чадвар нь зөвхөн судлын бие даасан эсийг илрүүлдэг). Судасны хэлбэрийг нөхөн үржих нь нэг буюу хэд хэдэн эсээс бүрдсэн трихомын хэлтэрхийнүүд, заримд нь трихомоос хэд хэдэн шинж чанараараа ялгаатай гормоны тусламжтайгаар, мөн акинет соёололтыг таатай нөхцөлд явуулдаг. нөхцөл.

Бактерийн нэршлийн олон улсын хуулийн дүрмийн дагуу цианобактерийг ангилах ажлыг эхлүүлснээр морфологийн шинж чанараараа ялгаатай 5 үндсэн ангилал зүйн бүлгийг эрэмбийн зэрэглэлээр тодорхойлоход хүргэсэн (Хүснэгт 27). Тодорхойлсон төрөл зүйлийг тодорхойлохын тулд эсийн хэт бүтэц, генетикийн материал, физиологи, биохимийн шинж чанарыг судлах явцад олж авсан өгөгдлийг ашигласан.

Chroococcales-ийн дараалалд дан эс эсвэл колони үүсгэдэг нэг эсийн цианобактери орно (Зураг 80). Энэ бүлгийн ихэнх төлөөлөгчид эс бүрийг хүрээлсэн бүрээс үүсдэг бөгөөд үүнээс гадна бүлгүүдийг нэгтгэдэг, өөрөөр хэлбэл колони үүсэхэд оролцдог. Эсүүд нь бүрээс үүсгэдэггүй цианобактерууд амархан задарч, нэг эсэд ордог. Нөхөн үржихүй нь нэг буюу хэд хэдэн хавтгайд хоёртын хуваагдал, түүнчлэн нахиалах замаар явагддаг.

Хүснэгт 27. Цианобактерийн ангилал зүйн үндсэн бүлгүүд

Тэнхимийн нэрээр (Грек хэлнээс. хөхрөлт Цэнхэр) нь эдгээр замагны онцлог шинж чанарыг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь фикоцианин хэмээх цэнхэр пигментийн харьцангуй өндөр агууламжтай холбоотой таллусын өнгө юм. Цианофитууд нь ихэвчлэн тодорхой хөх-ногоон өнгөтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн өнгө нь бараг ногоон, чидун, шар-ногоон, улаан гэх мэт пигментүүдийн хослолоос хамааран маш их ялгаатай байж болно. Сүүлийн жилүүдэд хөх-ногоон замагны өөр нэр нь "цианобактери"-г улам ихээр ашиглах болсон. Энэ нэр нь эдгээр организмын хамгийн чухал хоёр шинж чанарыг илүү сайн тусгасан байдаг - эсийн прокариот шинж чанар, эубактеритай нягт холбоотой байдаг. Нөгөөтэйгүүр, уламжлалт нэр нь хүчилтөрөгчийн фотосинтез хийх чадвар, хөх-ногоон замаг, эукариот хлоропластын бүтэц хоорондын ижил төстэй шинж чанарыг илэрхийлдэг.

Далайн болон цэнгэг ус, хуурай газрын амьдрах орчинд өргөн тархсан 2 мянга орчим төрлийн цианофитыг мэддэг.

Эсцэнхэр ногоон замаг прокариот. Энэ нь эсийн бүрхэвч (эсийн хана) ба дотоод агууламжаас бүрдэнэ - протопласт, үүнд янз бүрийн бүтэцтэй плазмалемма ба цитоплазм: фотосинтезийн аппарат, цөмийн эквивалент, рибосом, мөхлөг гэх мэт (Зураг 12).

Цэнхэр-ногоон замаг нь мембранаар хүрээлэгдсэн органеллууд: цөм, хлоропласт гэх мэт, түүнчлэн мембраны бус бүтэц: микротубул, центриол, микрофиламентууд байдаггүй.

Цэнхэр-ногоон замагны эсийн бүтцийн хамгийн онцлог шинж чанарууд нь:

Цөмийн мембранаар хүрээлэгдсэн ердийн цөм байхгүй байх;

ДНХ нь эсийн төвд сул байрладаг. Хлоропласт байхгүй үед thylakoids дахь фотосинтезийн пигментүүдийг нутагшуулах; Тилакоидууд нь хлорофилл агуулдаг.

А

Ногоон хлорофиллуудыг улаан - фикоэритрин ба цэнхэр пигментүүд - фикоцианин ба аллофикоцианинаар далдлах.

Цагаан будаа. 12. Цэнхэр ногоон замагны эсийн бүтэц (C.Hoek van den et al., 1995 дагуу): A – Синекоцистис; Б - Прохлорон; IN - Псевдоанабена; 1 - эсийн хана; 2 - плазмалемма; 3 - тилакоид; 4 - фикобилизом; 5 - хийн цэврүү; 6 - карбоксисом; 7 - ДНХ фибрил; 8 - цианофицины мөхлөг; 9 - рибосом; 10 - полисахаридын бүрхэвч; 11 - thylakoids-ийн багц; 12 - хавдсан тилакоид; 13 - нүх сүв; 14 - цианофицины цардуулын мөхлөгүүд; 15 - липидийн уналт; 16 - хөндлөн хуваалт; 17 - залуу хөндлөн таславч; 18 - плазмалемма руу орох

Хатуу (уян хатан бус) давхаргатай эсийн мембран байгаа эсэх.

Ихэнх тохиолдолд салст бүрхэвч үүсэх.

Төрөл бүрийн орцууд байгаа эсэх: хийн вакуолууд (хөвөх чадварыг хангадаг), цианофицины мөхлөгүүд (азотын бэхэлгээ), полифосфатын биетүүд (фосфорын бэхэлгээ).

Ерөнхий шинж чанар

Нэг эсийн хөх-ногоон замаг нь коккоидоор тодорхойлогддог биеийн төрөл . Олон эст хүмүүст утаслаг (трихомал) олддог , бага түгээмэл, таллусын бүтцийн гетеротрих (гетеротрих) хэлбэр . Маш ховор тохиолдолд эсийн давхарга эсвэл эзэлхүүнтэй зохион байгуулалтад чиглэсэн тодорхой хандлага байдаг. Утаслаг колонид эсүүдийн хооронд плазмын харилцан холболт байдаггүй.

Тэдгээр нь субстрат дээр бэхлэгдсэн эсвэл бэхлэгдэхгүй, хөдөлгөөнгүй эсвэл гулсах чадвартай байж болно. Гэсэн хэдий ч туг ба цилиа хэзээ ч үүсдэггүй. Цианофитуудын хөдөлгөөнд гэрэлтүүлэг янз бүрийн аргаар нөлөөлдөг. Нэгдүгээрт, гэрэл нь хөдөлгөөний чиглэлийг тодорхойлдог. Гэрлийн эх үүсвэр рүү чиглэсэн хөдөлгөөнийг "эерэг фототаксис", эсрэг чиглэлд "сөрөг фототакси" гэж нэрлэдэг. Хоёрдугаарт, гэрлийн эрч хүч нь хөдөлгөөний хурдыг өөрчилдөг - "фотокинез". Гуравдугаарт, гэрлийн эрчмийн огцом өсөлт, бууралт нь хөдөлгөөний чиглэлийг хурдан өөрчилдөг - "фотофоби".

Цэнхэр-ногоон замагны эсүүд нь ихэвчлэн бөмбөрцөг хэлбэртэй, баррель хэлбэртэй эсвэл эллипсоид хэлбэртэй, ихэвчлэн цилиндр, булны хэлбэртэй, шулуун эсвэл нугалж сунадаг. Заримдаа эсүүд нь лийр хэлбэртэй байдаг. Хавсаргасан нэг эст хүмүүс, заримдаа нэг эсийн цианоидуудад эсийн гетерополяр байдал ихэвчлэн ажиглагддаг. Энэ тохиолдолд салст хөл, дискүүд үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь субстрат дээр бэхлэгддэг.

Хувь хүмүүс ихэвчлэн янз бүрийн нэгдлүүдийг үүсгэдэг - хувь хүмүүсийн колони,заримдаа том зай эзэлдэг бөгөөд их хэмжээний салиа үүсгэдэг бөгөөд энэ нь колонийн хэлбэр, ерөнхий дүр төрхөд мэдэгдэхүйц нөлөөлдөг.

Cyanophyta бодгаль нь ихэвчлэн бичил харуураар харагддаг боловч хэд хэдэн зүйлийн колоничлолууд сантиметрийг хэмжиж чаддаг.

Цэнхэр-ногоон замагны гол пигмент нь хлорофилл юм Хлоропласт байхгүй үед thylakoids дахь фотосинтезийн пигментүүдийг нутагшуулах; Тилакоидууд нь хлорофилл агуулдаг, каротиноид (каротин, ксантофил) ба фикобилипротейн (аллофикоцианин, фикоцианин, фикоэритрин). Сүүлийнх нь тусгай бүтэц хэлбэрээр олддог - фикобилизом, эдгээр нь thylakoids гадаргуу дээр байрладаг.

Цэнхэр-ногоон замаг нь янз бүрийн төрлийн фотосинтез хийх чадвартай: хүчилтөрөгч ба хүчилтөрөгчгүй. ХүчилтөрөгчтэйФотосинтез гэдэг нь хүчилтөрөгч ялгаруулж, электрон донор болгон усыг ашиглан нүүрстөрөгчийн давхар ислийг тогтоох үйл явц юм. Аэробик нөхцөлд үүсдэг. Хүчилтөрөгчгүйфотосинтез гэдэг нь хүхэр ялгаруулж, электрон донор болгон хүхэрт устөрөгч эсвэл сульфидыг ашиглан нүүрстөрөгчийн давхар ислийг бэхлэх үйл явц юм. Агааргүй нөхцөлд үүсдэг. Өвлийн улиралд агааргүй байдал өндөр байдаг Израилийн гипергал нууруудад хүчилтөрөгчийн болон хүчилтөрөгчийн фотосинтезийг хослуулан хэрэглэх нь уг овгийн замаг үүсгэх боломжийг олгодог. Осцилляторнуурыг жилийн турш давамгайлдаг. Хүчилтөрөгчгүй нөхцөлд фотосинтез нь далайн түрлэгийн бүсийн элсэнд хүхэр эсвэл тиосульфат ялгаруулдаг. Агааргүй нөхцөлд гэрэлд байгаа олон цианофитууд нь устөрөгч ашиглан нүүрстөрөгчийн давхар ислийг засах боломжтой боловч энэ процесс бага хурдтай явагддаг бөгөөд хурдан зогсдог.

Цэнхэр ногоон замаг нь хэд хэдэн төрлийн тэжээлтэй байдаг.

Заавал фотоавтотроф. Тэд зөвхөн органик бус нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр дээр гэрэлд ургадаг.

Факультатив химогетеротроф. Органик бодис ашиглан харанхуйд гетеротроф, гэрэлд фототроф ургах чадвартай.

Фотогетеротроф.

Органик нэгдлүүдийг нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр болгон гэрэлд ашигладаг.

Миксотроф. Органик нэгдлүүдийг нүүрстөрөгчийн нэмэлт эх үүсвэр болгон ашигладаг. Тэд мөн автотрофын нүүрстөрөгчийн давхар ислийг тогтоох чадвартай.Цианобактерийн фотосинтезийн бүтээгдэхүүн нь

цианофицин цардуул. Цэнхэр-ногоон замагны бүх амьд эсүүд хуваагдах чадвартай. Метазоан ба колонийн төлөөлөгчдийн эсийн хуваагдал нь ихэвчлэн өсөлтийг бий болгодог. Нэг, хоёр, гурав, олон хавтгайд эсийн хуваагдал боломжтой. Олон эст хэлбэрийн хувьд уртаашаа хуваагдах үед утаслаг хэлбэрүүд нэг хавтгайд, давхаргат хэлбэрүүд хоёр хавтгайд, куб хэлбэрүүд гурван хавтгайд гарч ирдэг. Нэг эсийн биетүүд хуваагдах үед нөхөн үржихүй нэгэн зэрэг явагддаг. Нэг эст цианофитууд нь тэнцүү, эсвэл ихэвчлэн тэгш бус хуваагдалаар үрждэг. Энэ тохиолдолд эсийн мембраны дотоод давхарга нь эсийн дотор ургадаг. Зарим тохиолдолд олон тооны агуулгын хуваагдал ажиглагдаж байна. Митоз ба мейоз байхгүй. Хувь хүмүүсийн нөхөн үржихүй нь вегетатив, ихэвчлэн бэлгийн бус байдаг. Цианобактерийн хэд хэдэн төлөөлөгчид амрах спор (акинет) үүсгэдэг. . Ердийн бэлгийн үйл явц байдаггүй.

Ургамлын тархалткоккоид хэлбэрийн хувьд хүрээлэн буй орчны санамсаргүй нөлөөллөөс хамааран эсийг бүх боломжит чиглэлд хоёр хэсэгт хуваах замаар гүйцэтгэдэг. Үүний үр дүнд тэнцүү боловч тэнцүү биш хоёр хэсэг үүсч, хоёр шинэ организм үүсдэг. Эсийн хоёр хуваагдал нь нэг буюу хэд хэдэн хавтгайд явагддаг. Сүүлчийн тохиолдолд колониуд ихэвчлэн үүсдэг.

Олон эсийн хуваагдал нь эсийн хуваагдал ба түүний цөмийн бүс хоорондоо зөрчилдсөн тохиолдолд үүсдэг. "Цөм"-ийн хуваагдал ихэссэний үр дүнд эс олон цөмт болж, дараа нь "цөм"-ийн эргэн тойронд протоплазмын хэсгүүд тусгаарлагдсан бөгөөд олон тусгаарлагдсан үр хөврөлийн эсүүд үүсдэг. Цианобактерийн эсийг олон удаа, олон удаа хуваахад хүргэдэг гол хүчин зүйлүүд нь хэт их хооллолт, түүний гипертрофи өсөлтийг үүсгэдэг, түүнчлэн оршин тогтнох физик-химийн нөхцлийн өөрчлөлтүүд юм. Гипертрофийн өсөлт нь эсийн боловсорч гүйцэх явцыг удаашруулж, дараа нь давтан эсвэл олон хуваагдлыг үүсгэдэг.

Цианофитуудын вегетатив үржлийн аргуудын нэг бол тэдгээрийн таллуудын хуваагдал (задрал) юм. Бутархайн шалтгаан нь механик хүчин зүйл, зарим эсийн үхэл, тэдгээрийн хоорондын нягт холбоо тасалдсан байж болно. Гормогонийн хөх-ногоон замагт зарим трихом эсүүд үхсэний улмаас гормоны утас задрах замаар хуваагдал үүсдэг. үхжил. Гормогони бүр Энэ нь 2-3 ба түүнээс дээш эсээс бүрддэг бөгөөд тэдгээр нь ялгардаг салстын тусламжтайгаар үтрээний салст бүрхэвчээс гулсаж, хэлбэлзэлтэй хөдөлгөөн хийж, усанд эсвэл субстратын дагуу хөдөлдөг. Гормогониум бүр шинэ хүнийг бий болгож чадна. Гормогониумтай төстэй бүлэг эсүүд нь зузаан мембранаар бүрхэгдсэн бол үүнийг нэрлэдэг Гормоцистоз. Энэ нь нөхөн үржихүйн үүргийг гүйцэтгэдэг, тааламжгүй нөхцлийг тэсвэрлэдэг. Зарим зүйлд гониди, кокк эсвэл планококк гэж нэрлэгддэг нэг эсийн хэлтэрхийнүүд таллусаас тусгаарлагддаг. Гонидиа нь салст бүрхэвчийг хадгалдаг; Гормогонитой адил тэд идэвхтэй хөдөлгөөн хийх чадвартай байдаг.

Бэлгийн бус нөхөн үржихүйЭнэ нь өтгөрүүлсэн мембрангүй тусгай эсүүдийг ашиглан хийгддэг: "экзоспор" ба "эндоспор". Эксоспорууд нь эх эсээс жижиг нь нахиа гарах үед эсийн тэгш бус хуваагдалаас үүсдэг.

Тааламжгүй нөхцөл байдал (хатаах, хүйтэн, шим тэжээлийн дутагдал) үүсэх үед цианобактери үүсдэг. акинетес.Нөөц бүтээгдэхүүнээр дүүрсэн эдгээр том, зузаан ханатай, амрах спорууд нь эдгээр таагүй нөхцөл байдлыг даван туулахад тусалдаг. Акинетес нь хүчилтөрөгчгүй үед нуурын хурдас дотор хэдэн арван жилийн турш амьдрах чадвартай хэвээр үлддэг.

Таксономи

Cyanophuta-ийн орчин үеийн бүх хэлбэрийг нэг, хоёр, гурван ангилалд хувааж болно. Хэрэв бид анхны коккоидын нэг эсийн хэлбэрээс хөх-ногоон замагны хувьслын хөгжлийн 3 үндсэн замын санааг хүлээн зөвшөөрвөл цианофита доторх Chroococcophyceae - chroococcal замаг, Chamaesiphonophyceae - chamesiphonophyceae ба Horococcophytae гэсэн гурван ангиллыг ялгахтай санал нийлж болно. - гормоны замаг.

Hormogoniaceae ангилал–Гормогониophyceae

(Oscillatoryaceae, Nostocaceae, Stigonemus-ийн захиалгаар -

Oscillatoriales, Ностокалес, Стигонематалууд)

Энэ зүйл нь хувь хүний ​​​​биеийн бүтцийн гурвалсан хэлбэр, түүнчлэн гормоныг үүсгэх чадвараар тодорхойлогддог. идэвхтэй сайн дурын хөдөлгөөн, соёололт хийх чадвартай утаснуудын тусгай хэлтэрхийнүүд. Хувь хүмүүс олон эст, "энгийн" эсвэл колоничлол (олон эсийн цианоидтой). Threads нь салаалсан эсвэл салаагүй, салаалсан нь бодит эсвэл худал байж болно. Жинхэнэ мөчирлөлтөнд трихомын мөчир үүсдэг. Хуурамч салаатай бол зөвхөн үтрээ салбарлана. Трихомууд нь нэг эгнээ эсвэл олон эгнээтэй, салаагүй эсвэл салаалсан, гомоцит эсвэл гетероцит байж болно. Гомоцит трихомууд нь хэлбэр, үйл ажиллагааны хувьд ялгаатай биш ижил төстэй эсүүдээс бүрддэг. Гетероцит трихомууд нь хэлбэр, үйл ажиллагаа, байршлын хувьд тэгш бус эсүүдээс бүрддэг. Гаднах төрхөөрөө гомоцит трихомын эсүүдтэй төстэй эсийг вегетатив гэж нэрлэдэг; тэднээс эрс ялгаатай - онцгой. Сүүлд нь гетероцист ба акинет орно.

Хөгжлийн мөчлөг нь ихэвчлэн нарийн төвөгтэй байдаг бөгөөд энэ үед морфологийн хувьд өөр өөр үе шатууд ажиглагддаг. Үүнээс гадна, hormogonium замаг нь олон талт хөгжлөөр тодорхойлогддог.

Төрөл Осциллятор(Зураг 13, А). Эсийг хэлбэр, үйл ажиллагаа, нутагшуулах байдлаар нь ялгаж салгадаггүй. Утаснууд нь салаалаагүй, нэг цуваатай, гомосит юм. Үтрээ байхгүй эсвэл одоо байгаа.

Цагаан будаа. 13. Цэнхэр-ногоон замагны морфологийн олон янз байдал (:-ийн дагуу): A – Осциллятор; Б - Носток; IN - Анабена; G - Линби; D - Ривуляриа; E - Глеокапса; БА - Хроококк: 1 – ерөнхий дүр төрх, 2 – бага томруулсан харагдац, 4 – гетероцист

Төрөл Носток(Зураг 13, Б). Эсүүд нь хэлбэр, үйл ажиллагаагаар ялгагдана. Зөвхөн колонийн организмууд, колонийн хэлбэрт нөлөөлдөг сайн хөгжсөн салиа. Трихомууд нь гетероцит, нэг цуваа, салаагүй, бүрээстэй эсвэл бүрээсгүй байдаг.

Төрөл Ривуляриа(Зураг 13, Д). Таллус салаагүй эсвэл салаалсан утас хэлбэртэй, бүрээстэй эсвэл бүрээсгүй. Хувь хүмүүс ганц бие эсвэл нэгдэл үүсгэдэг. трихомууд нь гетероцит, төлөвшлийн хувьд тэгш бус, сууринаас орой хүртэл нарийсдаг, ихэвчлэн вакуолжуулсан эсүүдээс бүрдсэн үсээр төгсдөг.

Төрөл Стигонема(Зураг 14, А). Эсүүд нь хэлбэр, үйл ажиллагаагаар ялгагдана. Удам угсааны зүйлүүд нь жинхэнэ хажуугийн салаагаар тодорхойлогддог. Трихомууд нь гетероцит, нэг эсвэл олон давхаргат бөгөөд plexuses болон багцуудыг үүсгэдэг. Бүрээстэй утаснууд эсвэл бүрээсгүй байдаг. Салбаруудын тодорхой диморфизм байхгүй. Гол утаснууд нь ихэвчлэн мөлхөж байдаг. Судасны хуучин хэсгүүдэд эсүүд нь ихэвчлэн глеокапсоидын төлөвт байдаг: тэдгээр нь бүлгээрээ нэгдэж, хөгжсөн салст бүрхэвчээр хүрээлэгдсэн байдаг.

Цагаан будаа. 14. Stygonema хөх-ногоон замаг (доор: R.E. Lee, 1999; M.M. Gollerbach et al., 1953): A – Stigonema; B – Мастигокладус: 1 – гетероцист, 2 – бүрээс

Төрөл Мастигокладус(Зураг 14, B).Таллус нь нарийн төвөгтэй салаалсан бөгөөд гетероцит юм. Үнэн худал хоёрыг салгах. Үндсэн утаснуудын эсүүд нь бага ба түүнээс дээш бөмбөрцөг хэлбэртэй, мөчрүүдийн эсүүд нь сунасан, цилиндр хэлбэртэй байдаг. Утасны бүрээс нь нарийн, бат бөх эсвэл нялцгай байдаг. Гетероцистууд нь интеркаляр бөгөөд спор нь мэдэгддэггүй. Энэ төрлийн зүйлүүд нь дулааны буланд өргөн тархсан байдаг.

Хроококкийн ангилал -Chroococcophyceae

Захиалга– Хроококк

Эдгээр нь нэг эст "энгийн" биетүүд эсвэл ихэвчлэн салст колони үүсгэдэг. Эсүүд хоёр хавтгайд хуваагдахад нэг давхаргат давхаргын колони үүсдэг. Гурван хавтгайд хуваагдах нь шоо хэлбэртэй колони үүсэхэд хүргэдэг. Эсүүд олон хавтгайд хуваагдах үед эсүүд нь салст бүрхүүлийн бүх зузаан хэсэгт санамсаргүй байдлаар байрладаг бөгөөд колонийн хэлбэр нь янз бүр байдаг. Колонийн салиа нь колонийн энгийн, нарийн төвөгтэй цианоидыг нэгтгэдэг. Салст нь нэг төрлийн эсвэл ялгаатай байж болно, салст цэврүү хэлбэрээр бие биендээ дараалан оруулдаг (төрөл). Глеокапса) эсвэл хоолой ба утас (төрөлт Воронихия, Гомфосфери). Салст нь өнгөгүй эсвэл хөх-ногоон, саарал, чидун, хүрэн, улаавтар, нил ягаан, хар өнгөтэй байж болно.

Эсүүд нь ихэвчлэн бөмбөрцөг эсвэл эллипсоид хэлбэртэй, бага зэрэг сунасан, заримдаа янз бүрийн нугалж, цилиндр эсвэл булны хэлбэртэй, зарим зүйл нь өндгөвч, лийр эсвэл зүрх хэлбэртэй байдаг. Хроококкийн замаг нь ургамлын нөхөн үржихүйн шинж чанартай байдаг. Нэг эст хүмүүс нэг, хоёр, гурав эсвэл олон хавтгайд хоёр хуваагддаг. Колончлолын хувь хүмүүс колони хувааж, эндоген колони үүсгэх замаар үрждэг. Ихэнх тохиолдолд нөхөн үржихүй нь колони хуваах замаар явагддаг. Энэ аргын хүрээнд колониудын хуваагдал, эсвэл тэдгээрийг хэд хэдэн хэсэгт хуваах, эсвэл эхийн колонийг дахин холбох; колонийн нахиалах, өөрөөр хэлбэл эх колони дээр цухуйж, эцэст нь түүнээс салдаг. Колончлолын хүмүүс мөн ердийн ургамлын эс, спорыг ашиглан үрждэг.

Төрөл Глеокапса"энгийн" эсвэл нарийн төвөгтэй колони үүсгэдэг (Зураг 13, E). Эсүүд нь бөмбөрцөг, эллипсоид, цилиндр хэлбэртэй байдаг. Эс бүр нь салст бүрхэвчээр бүрхэгдсэн байдаг. Хуваах явцад эх эсийн хана хадгалагдана. Колони нь дугуй эсвэл шоо хэлбэртэй, салстын бөмбөлгүүдээс бүрдэх бөгөөд бие биендээ дараалан оршдог.

Төрөл Микроцист -колони нь бөмбөрцөг хэлбэртэй эсвэл жигд бус хэлбэртэй, бөмбөрцөг эсүүд нь салстад дүрж, ямар ч чиглэлд хуваагдах боломжтой (Зураг 15). Олон зүйлийн эсүүд хийн вакуоль агуулдаг. Энэ төрөл нь цэнгэг усны планктонд өргөн тархсан. Бөөнөөр хөгжиж, усанд замаг үүсгэдэг. Зарим зүйл нь хортой байдаг.

Цагаан будаа. 15. Хроококкийн хөх ногоон замаг Микроцист(дараа нь: M. M. Gollerbach et al., 1953)

Хамесипонацеагийн ангилал -Chamaesiphonophyceae

(Pleurocaps захиалах -Pleurocapsales)

Нэг эст, ихэвчлэн суурь ба оройд ялгардаг, колонийн (нэг эсийн цианоидтой) ихэвчлэн субстрат дээр наалддаг, хувь хүмүүс. Эндоспор (беоцит) үүсэх нь онцлог шинж юм. Янз бүрийн хэлбэрийн эсүүд, ихэвчлэн сайн тодорхойлогддог өнгөгүй эсвэл шаргал эсвэл хүрэн салст бүрхэвчтэй. Эсийн хуваагдал нь нэг, хоёр, гурван хавтгайд явагддаг. Колони дахь эсүүд нь ихэвчлэн маш шахагдаж, хуурамч паренхим үүсгэдэг, заримдаа хэд хэдэн давхаргаар байрладаг. Олон зүйл нь утастай төстэй харьцангуй тодорхой эгнээний эсүүд үүсдэгээрээ онцлог юм. Гэхдээ ийм "утас" -ын эсүүдийн хооронд плазмын холболт байдаггүй. "Утаснууд" нь субстратын дагуу мөлхөж, гүн рүү нь орж эсвэл дээрээс дээш өргөгддөг бөгөөд утаснууд нь ихэвчлэн салаалсан байдаг.

Эндоспор (беоцит) нь эх эс (спорангиум) дотор үүсдэг бөгөөд хэмжээ, хэлбэрийн хувьд энгийн эсүүдтэй төстэй эсвэл ялгаатай байдаг. Беоцитүүд нь хагарал, спорангиумын бүрхүүлийг долоох эсвэл спорангиумын хананы нэг хэсгийг бүрхэж хаях замаар ялгардаг, эсвэл тэдгээрийн үүсэхэд зөвхөн хэсэг нь ашиглагддаг.

Төрөл Дермокарпа.Хувь хүмүүс нь нэг эст, суурь ба оройд хуваагдаж, субстратад наалддаг. Тэд ихэвчлэн ганцаараа, жижиг бүлгээрээ амьдардаг. Тэд ихэвчлэн беоцитээр үрждэг.

Цагаан будаа. 16. Chamesiphon хөх ногоон замаг Дермокарпа(дараа нь: M. M. Gollerbach et al., 1953)

Экологи ба ач холбогдол

Цэнхэр ногоон замаг хаа сайгүй байдаг. Тэдгээрийг халуун рашаан, артезиан худаг, цас, нойтон чулуулгийн гадаргуу, хөрсний гадаргуу, зузаан, бусад организмтай симбиоз хэлбэрээр олж болно: эгэл биетэн, мөөгөнцөр, далайн хөвөн, эхиурид, хөвд, ойм. , гимноспермүүд. Цэнхэр-ногоон зүйлүүд нь суурин, аажмаар урсдаг цэнгэг усны планктон, бентос, шорвог, давстай усан санд түгээмэл байдаг. Тэд - далайн фитопланктоны чухал бүрэлдэхүүн хэсэг. Цэнхэр-ногоон замаг нь далайн экосистемд гол үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд нийт фотосинтезийн үйлдвэрлэлийн ихэнх хувийг пикопланктоноос авдаг. Пикопланктонголчлон нэг эст коккоидын цианофитуудаас бүрддэг. Далайн фотосинтезийн үйлдвэрлэлийн 20% нь планктоник хөх-ногоон замагаас бүрддэг гэж үздэг. Бентос нь эпифит, эпилит, эндолит хэлбэрийг агуулдаг. Цианобактери нь ихэвчлэн ул, хөл, салст утас хэлбэрээр тусгай бэхэлгээний эрхтэнтэй байдаг. Усан доорх биетүүдэд салиа ашиглан наалддаг хөх-ногоон замагны төрөл зүйл бас элбэг байдаг.

Цианобактери нь халуун усны ердийн оршин суугчид юм. Тэд 35-52 ° C, зарим тохиолдолд 84 ° C ба түүнээс дээш температурт ургамалждаг, ихэвчлэн эрдэс давс эсвэл органик бодисын агууламж ихэсдэг (үйлдвэр, үйлдвэр, цахилгаан станц, атомын станцаас маш их бохирдсон халуун бохир ус) .

Гиперхалин усан сангийн ёроол нь заримдаа хөх-ногоон замагаар бүрхэгдсэн байдаг бөгөөд тэдгээрийн дотор төрөл зүйл зонхилдог. Phormidium, Oscillatoria, Spirulinaгэх мэт Хөх ногоон замаг нь модны холтос дээр амьдардаг (төрлийн зүйл Синекококк, Афанотеке, Носток). Тэдгээр нь ихэвчлэн хөвд дээр эпифит үүсгэдэг бөгөөд жишээлбэл, удамшлын төрөл зүйлийн хар хөх өнгийн дэгдээхэйг ажиглаж болно. Шизотрикс.

Cyanophyta-ийн төлөөлөгчид нь ил чулуулгийн гадаргуу дээр амьдардаг замагуудын дунд хамгийн түгээмэл байдаг. Цианофит ба дагалдах бактериуд нь янз бүрийн нурууны талст чулуулаг дээр "уулын шаргал" (хадны хальс ба царцдас) үүсгэдэг. Нойтон чулуулгийн гадаргуу дээр замагны ургалт ялангуяа элбэг байдаг. Тэд янз бүрийн өнгөт хальс, өсөлтийг үүсгэдэг. Дүрмээр бол зузаан салст бүрхэвчээр тоноглогдсон зүйлүүд энд амьдардаг. Ургацууд нь янз бүрийн өнгөтэй байдаг: тод ногоон, алтан, хүрэн, улаавтар, нил ягаан эсвэл хар хөх-ногоон, хүрэн, бараг хар, тэдгээрийг үүсгэдэг зүйлээс хамааран. Усалгаатай чулуулгийн онцлог шинж чанартай генийн төрлүүд нь: Глеокапса, Глеотеке, Хамесифон, Калотрикс, Толипотрикс, Сцитонема.

Cyanophyta-ийн төлөөлөгчид хөрсний замагны дийлэнх хувийг бүрдүүлдэг. Тэд хөрсний гүн ба гадаргуугийн давхаргад амьдардаг бөгөөд хэт ягаан туяа, цацраг идэвхт цацрагт тэсвэртэй байдаг. Тал хээрийн бүсийн хөрсөнд Носток бүдүүлэггадаргуу дээр хар ногоон өнгийн зузаан хальс эсвэл хуурай улиралд шифер-хар царцдас үүсгэдэг. Бичил замаг их хэмжээгээр хөгжсөнөөр гуу жалга, замын хажуу, тариалангийн хөрс ногоордог.

Цэнхэр-ногоон замаг нь олон хагны таллусын бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд өндөр ургамлуудтай зэрэгцэн оршдог, жишээлбэл, Azolla усны ойм болон бусад. Яаж симбионтуудтэд хамтрагчаа өндөр гэрлийн эрчмээс хамгаалж, түүнийг органик бодисоор хангаж, азотын нэгдлээр хангадаг. Үүний зэрэгцээ тэд гадны сөрөг хүчин зүйлээс хамгаалахаас гадна өсөлтөд шаардлагатай органик бодисыг хүлээн авдаг. Янз бүрийн организмтай цианофитуудын цөөн хэдэн симбиотик холбоо нь заавал байх ёстой. Ихэнх цианофитууд нь симбиозоос илүү муу боловч бие даан өсөх чадвартай байдаг. Тэд бусад организмуудтай хоёр төрлийн холбоог үүсгэдэг - эсийн гаднах: мөөгөнцөр ба эсийн доторх: хөвөн, диатом гэх мэт.

Цэнхэр ногоон замаг нь 3-3.5 тэрбум жилийн өмнө үүссэн чулуулгаас олдсон хамгийн эртний организмуудын нэг юм. Дэлхий дээрх анхны экосистем (Прекембрийн) нь зөвхөн прокариот организмууд, түүний дотор цианобактериас бүрддэг гэж үздэг. Цианофитуудын эрчимтэй хөгжил нь дэлхий дээрх амьдралыг хөгжүүлэхэд асар их ач холбогдолтой байсан бөгөөд зөвхөн органик бодис хуримтлуулж байснаас гадна анхдагч агаар мандлыг хүчилтөрөгчөөр баяжуулсантай холбоотой юм. Цэнхэр-ногоон замаг бас чухал үүрэг гүйцэтгэсэн шохойн чулууны чулуулаг үүсгэх.

Азотын бэхэлгээ.Дэлхийн агаар мандал нь 78% азотоос бүрддэг боловч түүнийг засах чадвар нь зөвхөн прокариотуудад, замагт зөвхөн цианофитуудад байдаг. Цэнхэр-ногоон замаг бол нүүрстөрөгчийн давхар исэл, агаар мандлын азотыг хоёуланг нь хадгалах чадвартай өвөрмөц организм юм. Азотыг тогтворжуулах үед аммиак, устөрөгч ялгардаг. Энэ үйл явц нь ихэвчлэн салст бүрхэвч бүхий тусгай зузаан ханатай эсүүдэд тохиолддог - гетероцист. Хүчилтөрөгчийн агууламж багатай нөхцөл байдал нь гетероцист дотор үүсдэг. Фотосинтезийн явцад энэ үйл явцад шаардлагатай ATP - аденозин трифосфорын хүчил үүсдэг тул азотын бэхэлгээ нь өдрийн цагаар шөнийн цагаар илүү хурдан явагддаг. Агаар мандлын азотыг тогтоосноор хөх-ногоон замаг уургаа нийлэгжүүлэхэд шаардлагатай азотыг олж авч, үргэлжлүүлэн ургадаг. Бусад замаг нь усанд ууссан нитрат ба аммониас бүрэн хамаардаг.

Агаар мандлын азотыг биологийн аргаар тогтоох нь чухал хүчин зүйлүүдийн нэг юм хөрсний үржил шимийг нэмэгдүүлэх. Энэ үйл явцад тэргүүлэх үүрэг нь молекулын азотыг шингээхэд бэлэн органик бодис шаарддаггүй, харин өөрсдөө хөрсөнд хүргэдэг цианофитууд юм. Тухайлбал, сэрүүн бүсийн хөрсний хувьд азотын агууламжтай хөх-ногоон замаг жилийн үйлдвэрлэлийг 20-577 кг/га (хуурай жин) гэж тооцдог. Цианофитын зөвхөн гетероцист хэлбэрүүд (угийн зүйл Носток, Анабена, Калотрикс, ТолипотриксТэгээд Цилиндросперм).

Цэнхэр-ногоон замагны зарим төлөөлөгчид идэх боломжтой (Носток, Спирулина). Тусгай биологийн цөөрөмд хөх-ногоон замаг, бактерийн бүлгэмдэл гербицидийг задлах, хоргүйжүүлэхэд ашигладаг.Зарим цианобактери нь фенилкарбамат гербицидийг анилин ба хлорын дериватив болгон задалдаг. Хамгийн дэвшилтэт аргуудыг ашиглан цэвэршүүлсэн бохир ус нь усны организмд хортой хэвээр байна. Зөвхөн бохир усыг цэвэрлэхэд ашигладаг алгобактерийн бүлгүүд нь ГОСТ "Ундны ус" -д нийцсэн ус авах боломжтой болгодог.

Усны "цэцэглэдэг".Усны "цэцэглэх" гэж бид усны баганад замаг эрчимтэй хөгжиж, үүний үр дүнд "цэцэглэхэд" нөлөөлж буй организмын өнгө, тооноос хамааран өөр өөр өнгө олж авахыг хэлнэ. Усны "цэцэглэх" хүртэл замаг их хэмжээгээр хөгжүүлэх нь байгалийн хүчин зүйлийн нөлөөн дор (мянган, хэдэн арван мянган жилийн турш) явагддаг усны биетүүдийн эвтрофикаци ихсэх замаар хөнгөвчилдөг. антропоген хүчин зүйлийн нөлөөн дор (жилээр, хэдэн арван жил). Усны "цэцэглэх" нь эх газрын усан сан (цэнгэг, давсархаг, давсархаг), тэнгис, далайд (ихэвчлэн эрэг орчмын газруудад) ажиглагддаг. Улаан тэнгис нь хөх-ногоон замаг элбэг дэлбэг хөгжсөний улмаас нэрээ авчээ. Oscillatoria erythraea. Төв Европын цэнгэг усны шалбааг хэлбэр нь ихэвчлэн улаан өнгөтэй байдаг Haematococcus pluvialis. Цэнгэг усны нөөцөөс том нам дор гол мөрөн, тэдгээрийн усан сангууд, түүнчлэн янз бүрийн зориулалттай цөөрөм, нуур, хөргөлтийн цөөрөм нь цэцэглэхэд ихэвчлэн өртөмтгий байдаг.

Цианофитын дунд зэргийн ургамалжилт нь усан сангийн экосистемд эерэг нөлөө үзүүлдэг. Замаг биомасс (500 г/м3 ба түүнээс дээш) мэдэгдэхүйц нэмэгдэхийн хэрээр биологийн бохирдол үүсч эхэлдэг бөгөөд үүний үр дүнд усны чанар эрс мууддаг. Ялангуяа түүний өнгө, рН, зуурамтгай чанар өөрчлөгдөж, тунгалаг чанар буурч, замаг гэрлийн цацрагийг тарааж, шингээж авсны үр дүнд усны баганад нэвтэрч буй нарны цацрагийн спектрийн найрлага өөрчлөгддөг. Усанд хортой нэгдлүүд, их хэмжээний органик бодисууд илэрч, бактери, түүний дотор эмгэг төрүүлэгч бичил биетний үржлийн үндэс болдог. Ус нь ихэвчлэн хөгц, тааламжгүй үнэрийг олж авдаг. Гипокси буюу ууссан хүчилтөрөгчийн дутагдал үүсдэг; Энэ нь замаг амьсгалах, үхсэн органик бодисыг задлахад зарцуулагддаг. Гипокси нь усны организмын зуны үхэлд хүргэж, органик бодисын өөрийгөө цэвэршүүлэх, эрдэсжүүлэх үйл явцыг удаашруулдаг.

Цианофитуудын дунд эмгэг төрүүлэгч зүйлүүд байдаг (ойролцоогоор 30) ус цэцэглэх үед хадны шүрэн өвчин, үхэлд хүргэдэг; гэрийн тэжээвэр амьтан, хүний ​​өвчин, усны организм, усны шувууд, гэрийн тэжээвэр амьтдын олноор үхэх, ялангуяа зуны халуун саруудад. Хүмүүсийн хордлого хамаагүй бага байдаг. Хүүхэд, элэг, бөөрний өвчтэй хүмүүс хамгийн эрсдэлтэй байдаг. Үйлдлийн хэлбэрээс хамааран цианобактерийн хорт бодисыг элэг, нейротоксин, цитотоксин, дерматотоксин гэсэн 4 бүлэгт хуваадаг. Тэд хоолны хордлого, харшил, коньюнктивит, төв мэдрэлийн системийг гэмтээх гэх мэт. Тэдний үйл ажиллагааны хувьд цианотоксин нь кураре, ботулин зэрэг хорт бодисоос хэд дахин илүү байдаг. Усны биетийн цэвэр байдлаас урьдчилан сэргийлэх нь ус хүлээн авах, амрах газар, тэжээвэр амьтдыг услах газрын ойролцоо замаг хуримтлагдахаас урьдчилан сэргийлэх явдал юм.

"Нарны реактор" ба замаг. Сүүлийн үед хүн төрөлхтөн байгалийн эрчим хүчний нөөцийг зохистой ашиглах, уламжлалт бус эрчим хүчний эх үүсвэр хайх хурц асуудалтай тулгарч байна. Ийм эх үүсвэрт ургамлын биомасс (нарны энергийн био хадгалалт) хадгалагдсан нарны энерги орно. Цөмийн эрчим хүчээс ялгаатай нь энэ эрчим хүчний эх үүсвэр нь туйлын аюулгүй; түүний хэрэглээ нь экологийн тэнцвэрт байдлыг алдагдуулахгүй бөгөөд хүрээлэн буй орчны цацраг идэвхт болон дулааны бохирдолд хүргэдэггүй.

Хамгийн ирээдүйтэй зүйл бол бохир усанд ургасан замагны биомассыг метанжуулах замаар био түлш үйлдвэрлэхэд хөх-ногоон замаг ашиглах явдал юм. Замагнаас метан үйлдвэрлэх байгууламжийг АНУ, Японд байгуулжээ. Тэдний бүтээмж жилд 50 ба 80 тн/га (хуурай масс) бөгөөд 50-60 тн хуурай замаг биомасс нь 74 мянган кВт/цаг цахилгаан эрчим хүчийг хангах боломжтой.

Аюулгүй байдлын асуултууд

Цианобактерийн эсийн бүтцийн онцлог шинж чанарыг нэрлэнэ үү.

Цианофитуудад ямар пигмент, тэжээлийн төрлүүд мэддэг вэ?

Цэнхэр ногоон замаг хэрхэн үрждэг вэ? Гормогониум, экзоспор, акинет гэж юу вэ?

Цэнхэр ногоон замаг нь ямар бүлгийн организмуудтай хамгийн төстэй вэ, тэд хэзээ үүссэн бэ?

Хроококкийн ангийн хөх-ногоон замагны онцлог шинж чанар, ердийн төлөөлөгчдийг нэрлэнэ үү.

Hormogonium ангийн хөх-ногоон замагны онцлог шинж чанар, ердийн төлөөлөгчдийг нэрлэнэ үү.

Chamesiphonaceae ангийн хөх-ногоон замагны онцлог шинж чанар, ердийн төлөөлөгчдийг нэрлэнэ үү.

Цэнхэр ногоон замаг ямар амьдрах орчинд байдаг вэ? Тэдний байгаль дахь утга.

Агаар мандлын азотын биологийн бэхэлгээнд цианофитуудын үүрэг.

Цианофитын эдийн засгийн ач холбогдол. Усны чанарын үнэлгээ.

Замаг цэцэглэж, цианотоксин гэж юу вэ?

Цэнхэр ногоон замаг нь уламжлалт бус эрчим хүчний эх үүсвэр юм.

1. Автотроф хоол тэжээл. Фотосинтез, түүний ач холбогдол.

Автотроф хоол тэжээлбие нь өөрөө органик бус бодисоос органик бодисыг нийлэгжүүлэх үед фотосинтез ба химосинтез (зарим бактериудад) орно.

Фотосинтез нь ургамал, цианобактерид явагддаг. Фотосинтез гэдэг нь хүчилтөрөгч ялгаруулах замаар гэрэлд нүүрстөрөгчийн давхар исэл, уснаас органик бодис үүсэх явдал юм. Өндөр ургамалд фотосинтез нь хлоропласт - хлорофилл агуулсан зууван хэлбэртэй пластидуудад тохиолддог бөгөөд энэ нь ургамлын ногоон хэсгүүдийн өнгийг тодорхойлдог. Замагт хлорофилл нь янз бүрийн хэлбэртэй хроматофоруудад агуулагддаг. Нарны гэрэлд хүрэхэд хэцүү газар нэлээд гүнд амьдардаг бор, улаан замаг нь бусад пигментүүдтэй байдаг.

Фотосинтез нь зөвхөн ургамлыг төдийгүй түүгээр хооллодог амьтдыг органик бодисоор хангадаг. Энэ нь дэлхий дээрх бүх амьтдын хоол тэжээлийн эх үүсвэр юм.

Фотосинтезийн явцад ялгарах хүчилтөрөгч агаар мандалд ордог. Озон нь агаар мандлын дээд давхарга дахь хүчилтөрөгчөөс үүсдэг. Озоны дэлгэц нь дэлхийн гадаргууг хатуу хэт ягаан туяанаас хамгаалж, амьд организмууд хуурай газарт хүрэх боломжтой болсон.

Хүчилтөрөгч нь ургамал, амьтдын амьсгалахад зайлшгүй шаардлагатай. Глюкозыг хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор исэлдүүлэх үед митохондри нь байхгүй үеийнхээс бараг 20 дахин их энерги хуримтлуулдаг. Хоолны хэрэглээг илүү үр дүнтэй болгож байгаа нь шувууд болон хөхтөн амьтдын бодисын солилцооны хурдыг нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн.

Энэ бүхэн нь фотосинтезийн гаригийн үүрэг, "манай гарагийн уушиг" гэж нэрлэгддэг ой модыг хамгаалах хэрэгцээний талаар ярих боломжийг бидэнд олгодог.

2. Амьтны ертөнцийн шинж чанар. Байгаль дахь амьтдын үүрэг. Эгэл биетний бэлэн бичил сорьцуудын дунд ногоон euglena олддог. Ногоон euglena яагаад ургамал судлаачид ургамал, амьтан судлаачид амьтан гэж ангилдагийг тайлбарла.

Амьтны ертөнц рүүҮүнд фаготроф болох гетеротроф организмууд, i.e. хоолыг их бага хэмжээгээр томоор нь шингээх, "хэсэг". Мөөгөөс ялгаатай нь шим тэжээлийг уусмал (осмотроф) хэлбэрээр шингээдэг.

Амьтад хөдөлгөөнт байдлаараа онцлогтой байдаг ч зарим коелентерууд насанд хүрсэн хойноо суурин амьдралын хэв маягийг удирддаг. Түүнчлэн ихэнх амьтад өдөөлтөд хариу үйлдэл үзүүлдэг мэдрэлийн системтэй байдаг. Амьтад өвсөн тэжээлтэн, махчин (махчин, хог цэвэрлэгч), бүх идэштэн байж болно. Байгальд амьтад бол хэрэглэгчид бөгөөд бэлэн органик бодисыг хэрэглэж, экосистем болон биосфер дахь бодисын эргэлтийг ихээхэн хурдасгадаг. Амьтад нь тоос хүртээгч, үрийг тарааж, хөрсийг сулруулж, ялгадасаар баяжуулж олон төрлийн ургамлын төрөл зүйл өсөхөд тусалдаг. Агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн тогтмол концентрацид хувь нэмэр оруулдаг шохойн араг ястай далайн амьтдад шохой, шохойн чулууны нөөц бий болсон.

Нэг эст амьд амьтан болох Euglena green нь ангилал зүйд завсрын байр суурийг эзэлдэг бөгөөд өөр өөр хаант улсуудад байдаг онцлог шинж чанартай байдаг. Энэ нь хлоропласттай бөгөөд фотосинтезээр гэрлээр хооллодог. Хэрэв усанд ууссан органик бодисууд, ялангуяа харанхуйд байвал тэдгээрийг шингээж, гетеротроф тэжээл рүү шилждэг. Далбаа байгаа нь хөдөлгөөнийг баталгаажуулдаг бөгөөд энэ нь түүнийг амьтадтай төстэй болгодог.

3. Нөхцөлгүй ба болзолт рефлексийн биологийн ач холбогдлыг тайлбарла. Рефлексийн нумын (болзолгүй рефлекс) диаграммыг зурж, ямар хэсгүүдээс бүрдэхийг тайлбарла. Хүний болзолгүй рефлексийн жишээг өг.

Рефлексийн тухай сургаалОросын физиологич Иван Михайлович Сеченовын бүтээлтэй холбоотой.

Рефлекс нь мэдрэлийн системийн оролцоотойгоор бие махбодийн өдөөлтөд үзүүлэх хариу үйлдэл юм. Рефлекс нь болзолгүй - төрөлхийн ба болзолт - амьдралын туршид олж авсан.

Нөхцөлгүй рефлексүүд нь хүрээлэн буй орчны байнгын нөхцөл байдал, амьдралын эхний үе шатанд организм, зүйлийн амьд үлдэхийг баталгаажуулдаг. Үүнд хамгаалалтын (нүдэнд толбо ороход анивчдаг), илтгэх (орчны ертөнцийг судлах), тэжээллэг (хүүхдийн хөхөх, шүлс ялгаруулах) орно. Зөн совин нь мөн төрөлхийн шинж чанартай байдаг. Хамгийн чухал зөн совин бол үр удмаа үлдээх явдал юм.

Нөхцөлтэй рефлексийг шинэ нөхцөлд дасан зохицоход ашигладаг. Тэдгээр нь тодорхой нөхцөлд бүрэлдэж, хамгийн сайн хариу үйлдэл үзүүлдэг. Нөхцөлтэй рефлексийн жишээ бол шувууд танил тэжээгч рүү ирэх, идэж болох ба идэшгүйг таних (эхэндээ дэгдээхэй бүх зүйлийг гашилгах), нохойд тушаал өгөх явдал юм.

Нөхцөлгүй өвдөгний рефлексийн рефлексийн нум нь дараахь зүйлийг агуулдаг: рецептор - мэдрэмтгий мэдрэлийн эсийн төгсгөл, дохио төв мэдрэлийн системд дамждаг мэдрэлийн замууд - нугас руу дохио дамжуулдаг мэдрэхүйн мэдрэлийн эс, мэдрэлийн мэдрэлийн мэдрэлийн эсүүд. хариу өгөх тушаалыг дамжуулдаг нугасны урд үндэс, хариу үйлдэл хийдэг эрхтэн - булчин.

Бусад рефлексийн ихэнх нумууд нь нэмэлт мэдрэлийн эсүүдийг агуулдаг.

Фотосинтез нь манай гараг дээрх бүх амьдралын үндэс суурь болдог. Газар дээрх ургамал, замаг, олон төрлийн бактериудад тохиолддог энэхүү үйл явц нь дэлхий дээрх амьдралын бараг бүх хэлбэрийг тодорхойлж, нарны гэрлийн урсгалыг химийн холбоо энерги болгон хувиргаж, дараа нь олон тооны оргил руу алхам алхмаар дамждаг. хүнсний сүлжээ.

Нэгэн цагт ижил үйл явц нь дэлхийн агаар мандалд хүчилтөрөгчийн хэсэгчилсэн даралт огцом нэмэгдэж, нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хувь хэмжээ буурч, эцэст нь олон тооны нарийн төвөгтэй организмууд цэцэглэн хөгжихөд хүргэсэн байх магадлалтай. Өнөөг хүртэл олон эрдэмтдийн үзэж байгаагаар хүн төрөлхтөн өдөр бүр олон сая тонн нүүрсустөрөгчийн түлш шатаасны үр дүнд агаарт ялгарч буй CO 2-ын хурдацтай довтолгоог зөвхөн фотосинтез л агуулж чаддаг.

Америкийн эрдэмтдийн хийсэн шинэ нээлт биднийг фотосинтезийн үйл явцыг шинээр харахыг шаардаж байна

"Хэвийн" фотосинтезийн үед энэхүү амин чухал хий нь "давар бүтээгдэхүүн" хэлбэрээр үүсдэг. Хэвийн горимд фотосинтезийн "үйлдвэрүүд" нь CO 2-ыг холбож, нүүрс ус үйлдвэрлэхэд шаардлагатай бөгөөд дараа нь эсийн доторх олон процесст эрчим хүчний эх үүсвэр болдог. Эдгээр "үйлдвэр" дэх гэрлийн энергийг усны молекулуудыг задлахад ашигладаг бөгөөд энэ үед нүүрстөрөгчийн давхар исэл, нүүрс усыг тогтооход шаардлагатай электронууд ялгардаг. Энэ задралын үед хүчилтөрөгч O 2 мөн ялгардаг.

Шинээр нээгдсэн процесст ус задрах явцад ялгардаг электронуудын багахан хэсгийг л нүүрсхүчлийн хийг шингээхэд ашигладаг. Урвуу үйл явцын явцад тэдгээрийн арслангийн хувь нь "шинээр ялгарсан" хүчилтөрөгчөөс усны молекул үүсэхэд ордог. Энэ тохиолдолд шинээр нээгдсэн фотосинтезийн явцад хувирсан энерги нь нүүрс ус хэлбэрээр хадгалагдахгүй, харин эсийн доторх эрчим хүчний амин чухал хэрэглэгчдэд шууд нийлүүлдэг. Гэсэн хэдий ч энэ үйл явцын нарийн механизм нь нууц хэвээр байна.

Гаднаас нь харахад фотосинтезийн үйл явцын ийм өөрчлөлт нь нарнаас цаг хугацаа, энергийн гарз юм шиг санагдаж магадгүй юм. Олон тэрбум жилийн хувьслын туршилт, алдааны үр дүнд жижиг нарийн ширийн зүйл бүр маш үр дүнтэй болсон амьд байгальд ийм бага үр ашигтай үйл явц байж болно гэдэгт итгэхэд бэрх юм.

Гэсэн хэдий ч энэ сонголт нь нарийн төвөгтэй, эмзэг фотосинтезийн аппаратыг нарны гэрэлд хэт их өртөхөөс хамгаалах боломжийг олгодог.

Бактерийн фотосинтезийн процессыг хүрээлэн буй орчинд шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд байхгүй тохиолдолд зүгээр л зогсоох боломжгүй юм. Бичил биетүүд нарны цацрагт өртөх тусам гэрлийн энергийг химийн холбоо энерги болгон хувиргах шаардлагатай болдог. Шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд байхгүй тохиолдолд фотосинтез нь бүхэл эсийг сүйтгэдэг чөлөөт радикалууд үүсэхэд хүргэдэг тул цианобактери нь фотоны энергийг уснаас ус болгон хувиргах нөөц сонголтгүйгээр хийж чадахгүй.

CO 2-ыг нүүрс ус болгон хувиргах түвшин буурч, молекулын хүчилтөрөгчийн ялгаралт багассаны үр нөлөөг Атлантын болон Номхон далайн байгалийн нөхцөлд хийсэн сүүлийн үеийн хэд хэдэн судалгаагаар аль хэдийн ажигласан. Тэдний усны талбайн бараг тал хувь нь шим тэжээл, төмрийн ионуудын түвшин бага байгааг олж мэдсэн. Тиймээс,

Эдгээр усны оршин суугчдад хүрч буй нарны гэрлийн энергийн тал орчим хувь нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээх, хүчилтөрөгч ялгаруулах ердийн механизмыг алгасах замаар хувирдаг.

Энэ нь далайн автотрофуудын CO 2-ыг шингээх үйл явцад оруулсан хувь нэмрийг өмнө нь хэт өндөр үнэлдэг гэсэн үг юм.

Карнегийн хүрээлэнгийн Дэлхийн экологийн хэлтсийн мэргэжилтнүүдийн нэг Жо Буригийн хувьд шинэ нээлт нь далайн бичил биетний эсэд нарны энергийг боловсруулах үйл явцын талаарх бидний ойлголтыг эрс өөрчлөх болно. Түүний хэлснээр эрдэмтэд шинэ үйл явцын механизмыг хараахан нээж амжаагүй байгаа ч түүний оршин тогтнох нь дэлхийн усан дахь CO 2-ийн фотосинтезийн шингээлтийн цар хүрээг орчин үеийн тооцооллыг өөр байдлаар харахаас өөр аргагүй болно.