ความแตกต่างระหว่างไซยาโนแบคทีเรียและแบคทีเรียอื่น ๆ คืออะไร ไซยาโนแบคทีเรียรวมการสังเคราะห์ด้วยแสงและการตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศไว้ในเซลล์เดียว
ไซยาโนแบคทีเรีย
สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว, ไซยาโนแบคทีเรีย (ละติน ไซยาโนแบคทีเรีย, จากภาษากรีก κυανός - น้ำเงินเขียว) - กลุ่มที่มีนัยสำคัญแบคทีเรียแกรมลบขนาดใหญ่ที่สามารถสังเคราะห์แสงได้พร้อมกับการปล่อยออกซิเจน
ตำแหน่งวิวัฒนาการและเป็นระบบ
ไซยาโนแบคทีเรียอยู่ใกล้กับจุลินทรีย์ที่เก่าแก่ที่สุดมากที่สุด โดยพบซาก (สโตรมาโตไลต์อายุมากกว่า 3.5 พันล้านปี) บนโลก แบคทีเรียเพียงชนิดเดียวพร้อมด้วยโปรคลอโรไฟต์ซึ่งมีความสามารถในการสังเคราะห์ด้วยแสงด้วยออกซิเจน บรรพบุรุษของไซยาโนแบคทีเรียได้รับการพิจารณาในทฤษฎีการสร้างเอนโดซิมไบโอเจเนซิสว่าเป็นบรรพบุรุษที่เป็นไปได้มากที่สุดของโครมาโตฟอร์ของสาหร่ายสีแดง (โปรคลอโรไฟต์ตามทฤษฎีนี้มีบรรพบุรุษร่วมกันกับคลอโรพลาสต์ของ สาหร่ายอื่น ๆ และ พืชที่สูงขึ้น).
ขนาดของเซลล์ที่ค่อนข้างใหญ่และความคล้ายคลึงทางสรีรวิทยากับสาหร่ายเป็นเหตุผลในการพิจารณาก่อนหน้านี้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของสาหร่าย ("สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว", "ไซยาเนีย") ในช่วงเวลานี้ มีการอธิบายเกี่ยวกับสาหร่ายมากกว่า 1,000 สปีชีส์จากเกือบ 175 สกุล ปัจจุบันวิธีการทางแบคทีเรียยืนยันว่ามีอยู่ไม่เกิน 400 สายพันธุ์ ความคล้ายคลึงทางชีวเคมี โมเลกุลทางพันธุกรรม และความคล้ายคลึงทางสายวิวัฒนาการของไซยาโนแบคทีเรียกับแบคทีเรียอื่น ๆ ได้รับการยืนยันจากหลักฐานที่ชัดเจน แต่นักพฤกษศาสตร์บางคนยังคงยกย่องประเพณี มีแนวโน้มที่จะจำแนกไซยาโนแบคทีเรียเป็นสาหร่าย
รูปแบบชีวิตและนิเวศวิทยา
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นจุลินทรีย์เซลล์เดียวเส้นใยและโคโลเนียล ขนาดกลางเซลล์ 2 µm มีความโดดเด่นด้วยความสามารถที่โดดเด่นในการปรับองค์ประกอบของเม็ดสีสังเคราะห์แสงให้เข้ากับองค์ประกอบสเปกตรัมของแสง เพื่อให้สีแตกต่างจากสีเขียวอ่อนไปจนถึงสีน้ำเงินเข้ม ไซยาโนแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน (Nostocales) ที่สูงกว่าบางชนิดสามารถสร้างความแตกต่าง - การก่อตัวของเซลล์พิเศษ: เฮเทอโรซิสต์และฮอร์โมนโกเนียม
ทางทะเลและน้ำจืด พันธุ์ดิน ผู้เข้าร่วมในสิ่งมีชีวิตที่คล้ายกัน (เช่น ไลเคน) พวกมันประกอบเป็นสัดส่วนสำคัญของแพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทร สามารถสร้างแผ่นแบคทีเรียที่มีความหนาได้ บางชนิดเป็นพิษ (ที่มีการศึกษามากที่สุดคือสารพิษไมโครซิสตินที่ผลิตโดย Microcystis aeruginosa) และเชื้อฉวยโอกาส (Anabaena sp.) ผู้เข้าร่วมหลักในการบานสะพรั่งทำให้เกิดปลาจำนวนมากฆ่าและเป็นพิษต่อสัตว์และคน ตัวอย่างเช่น ในช่วงที่น้ำบานในอ่างเก็บน้ำของประเทศยูเครน ตำแหน่งทางนิเวศวิทยาที่เป็นเอกลักษณ์นั้นเกิดจากการรวมความสามารถสองประการที่ยากต่อการรวมเข้าด้วยกัน ได้แก่ การผลิตออกซิเจนสังเคราะห์แสงและการตรึงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ (ใน 2/3 ของสายพันธุ์ที่ศึกษา)
การหารไบนารีในหนึ่งหรือหลายระนาบ หลายดิวิชั่น วงจรชีวิตในรูปแบบเซลล์เดียวภายใต้สภาวะการเจริญเติบโตที่เหมาะสม - 6-12 ชั่วโมง
ลักษณะทางชีวเคมีและสรีรวิทยา
ไซยาโนแบคทีเรียมีเครื่องมือสังเคราะห์แสงที่มีคุณสมบัติครบถ้วนซึ่งเป็นลักษณะของการสังเคราะห์แสงที่ผลิตออกซิเจน ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนสังเคราะห์ด้วยแสงประกอบด้วยระบบภาพถ่าย (PS) II, b6f-cytochrome complex และ PSI ตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายคือเฟอร์ดอกซิน ส่วนผู้บริจาคอิเล็กตรอนคือน้ำ ซึ่งถูกแบ่งออกเป็นระบบออกซิเดชันของน้ำคล้ายกับของพืชชั้นสูง คอมเพล็กซ์การเก็บเกี่ยวแสงจะแสดงด้วยเม็ดสีพิเศษ - ไฟโคบิลินซึ่งประกอบ (เช่นในสาหร่ายสีแดง) ให้เป็นไฟโคบิลิโซม เมื่อปิดสวิตช์ PSII สามารถใช้ผู้บริจาคอิเล็กตรอนภายนอกนอกเหนือจากน้ำได้: สารประกอบกำมะถันรีดิวซ์ สารประกอบอินทรีย์ภายในกรอบการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแบบวงจรโดยการมีส่วนร่วมของ PSI อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของวิถีการสังเคราะห์แสงนี้ยังต่ำ และใช้เพื่อความอยู่รอดในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยเป็นหลัก
ไซยาโนแบคทีเรียมีความโดดเด่นด้วยระบบการพัฒนาอย่างมากของการรุกรานภายในเซลล์ของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม (CPM) - ไทลด์ดาคอยด์; มีการเสนอข้อเสนอแนะเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของระบบไทลาคอยด์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับ CPM ซึ่งจนถึงขณะนี้ถือว่าเป็นไปไม่ได้ในโปรคาริโอต พลังงานที่สะสมจากการสังเคราะห์ด้วยแสงจะใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงที่มืดเพื่อผลิตสารอินทรีย์จากคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ
ไซยาโนแบคทีเรียส่วนใหญ่เป็นโฟโตโทรฟที่ต้องอาศัยแสง ซึ่งอย่างไรก็ตาม สามารถดำรงอยู่ได้ในระยะสั้นเนื่องจากการสลายไกลโคเจนที่สะสมในแสงในวงจรออกซิเดชันเพนโตสฟอสเฟตและในกระบวนการไกลโคไลซิส (ความเพียงพอของไกลโคไลซิสเพียงอย่างเดียวในการดำรงชีวิตยังเป็นที่น่าสงสัย ). วงจรกรดไตรคาร์บอกซิลิก (วงจร TCA) ไม่สามารถมีส่วนร่วมในการผลิตพลังงานได้เนื่องจากไม่มี α-ketoglutarate dehydrogenase โดยเฉพาะอย่างยิ่ง “การหยุดชะงัก” ของวงจร TCA นำไปสู่ความจริงที่ว่าไซยาโนแบคทีเรียแตกต่างออกไป ระดับที่เพิ่มขึ้นการส่งออกสารออกสู่สิ่งแวดล้อม
การตรึงไนโตรเจนได้มาจากเอนไซม์ไนโตรเจนเนส ซึ่งมีความไวสูงต่อออกซิเจนโมเลกุล เนื่องจากออกซิเจนถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง จึงมีการนำกลยุทธ์สองประการมาใช้ในการวิวัฒนาการของไซยาโนแบคทีเรีย: การแยกเชิงพื้นที่และเชิงเวลาของกระบวนการเหล่านี้ ในไซยาโนแบคทีเรียที่มีเซลล์เดียว จุดสูงสุดของกิจกรรมการสังเคราะห์แสงจะถูกสังเกตในแสง และกิจกรรมสูงสุดของไนโตรเจนจะสังเกตได้ในความมืด กระบวนการนี้ได้รับการควบคุมทางพันธุกรรมที่ระดับการถอดรหัส ไซยาโนแบคทีเรียเป็นโปรคาริโอตเพียงชนิดเดียวที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีอยู่จริง จังหวะวงจรชีวิต(และระยะเวลาของวงจรชีวิตรายวันอาจเกินระยะเวลาของวงจรชีวิต!) ในไซยาโนแบคทีเรียแบบเส้นใย กระบวนการตรึงไนโตรเจนจะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในเซลล์ที่มีความแตกต่างกันขั้นสุดท้ายแบบพิเศษ - เฮเทอโรซิสต์ ซึ่งมีลักษณะเป็นแผ่นหนาที่ป้องกันการแทรกซึมของออกซิเจน เนื่องจากขาดไนโตรเจนคงที่ในสารอาหาร อาณานิคมจึงมีเฮเทอโรซิสต์ 5-15% PSII ลดลงในเฮเทอโรซิสต์ เฮเทอโรซิสต์ได้รับ สารอินทรีย์จากการสังเคราะห์แสงของสมาชิกในอาณานิคม ไนโตรเจนคงที่ที่สะสมจะถูกเก็บไว้ในเม็ดไซยาโนไฟซินหรือส่งออกเป็นกรดกลูตามิก
อนุกรมวิธาน
อนุกรมวิธานของไซยาโนแบคทีเรียยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างดี มีคำสั่งอยู่ห้าคำสั่ง: คำสั่ง Chroococales และ Pleurocapsales รวมคำสั่งเปรียบเทียบเดี่ยวหรืออาณานิคม รูปร่างที่เรียบง่ายลำดับ Oscillatoriales, Nostocales, Stigoneomatales รวมถึงรูปแบบเส้นใยที่มีการจัดระเบียบสูง
ความสำคัญ ไซยาโนแบคทีเรียตามเวอร์ชันที่ยอมรับกันโดยทั่วไปคือ "ผู้สร้าง" ของบรรยากาศที่มีออกซิเจนสมัยใหม่บนโลก (ตามทฤษฎีอื่นออกซิเจนในบรรยากาศมีต้นกำเนิดทางธรณีวิทยา) ซึ่งนำไปสู่ระดับโลกครั้งแรก ภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อมในประวัติศาสตร์ธรรมชาติและการเปลี่ยนแปลงอันน่าทึ่งในชีวมณฑล ปัจจุบันไซยาโนแบคทีเรียถือเป็นองค์ประกอบสำคัญของแพลงก์ตอนในมหาสมุทร ห่วงโซ่อาหารและผลิตออกซิเจนได้มากที่สุด (การมีส่วนร่วมไม่ได้รับการยอมรับจากนักวิจัยทุกคน) ไซยาโนแบคทีเรียม Synechocystis กลายเป็นสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงชนิดแรกที่มีการจัดลำดับจีโนมอย่างสมบูรณ์ ปัจจุบันไซยาโนแบคทีเรียทำหน้าที่เป็นวัตถุต้นแบบที่สำคัญที่สุดของการวิจัยทางชีววิทยา ใน อเมริกาใต้และจีนแบคทีเรียจำพวกสาหร่ายเกลียวทองและนอสตอคเนื่องจากขาดอาหารประเภทอื่นจึงถูกนำมาใช้เป็นอาหาร ตากแห้ง และเตรียมแป้ง พวกเขาให้เครดิตกับคุณสมบัติในการรักษาและการรักษาซึ่งยังไม่ได้รับการยืนยัน พิจารณาการใช้ที่เป็นไปได้ของไซยาโนแบคทีเรียในการสร้างวงจรการช่วยชีวิตแบบปิด เช่นเดียวกับการใช้อาหารสัตว์หรือวัตถุเจือปนอาหาร
แบคทีเรีย- สิ่งมีชีวิตชนิดแรกที่อาศัยอยู่ในโลกของเรา เหล่านี้เป็นสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตที่เล็กที่สุดที่มีโครงสร้างเซลล์ ขนาดของแบคทีเรียมีตั้งแต่ไม่กี่ในสิบของไมครอนไปจนถึง 10-13 ไมครอน พบได้ในอากาศ (ที่ระดับความสูงไม่เกิน 40,000 ม.) ดิน น้ำ หิมะ ในบริเวณขั้วโลก และน้ำพุร้อนที่มีอุณหภูมิประมาณ 90 °C โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีพวกมันจำนวนมากในดิน - ตั้งแต่ 200-500 ล้านถึง 2 พันล้านคนขึ้นไปต่อ 1 กรัม ขึ้นอยู่กับประเภทของดิน
ขึ้นอยู่กับรูปร่างและลักษณะของการเชื่อมโยงของเซลล์กลุ่มทางสัณฐานวิทยาของแบคทีเรียหลายกลุ่มมีความโดดเด่น: ทรงกลมเรียกว่า cocci, รูปทรงแท่งตรง - แบคทีเรีย, โค้ง - วิบริโอ, โค้งเป็นเกลียว - spirilla Cocci เชื่อมโยงกันเป็นคู่เรียกว่า - นักการทูตเชื่อมโยงกันเป็นลูกโซ่ - สเตรปโตคอคกี้ในรูปแบบของกระจุก - สตาฟิโลคอคกี้เป็นต้น รูปแบบเส้นใยพบได้น้อย
แบคทีเรียบางชนิดมีออร์แกเนลล์ในการเคลื่อนไหว - แฟลเจลลา (ตั้งแต่ 1 ถึง 50) ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนพิเศษ - แฟลเจลลิน ในแบคทีเรียจำนวนหนึ่ง พวกมันจะอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของเซลล์ และอีกจำนวนหนึ่งอยู่ที่สองจุดหรือทั่วพื้นผิวทั้งหมด วิธีการจัดเรียงแฟลเจลลาเป็นหนึ่งในสัญญาณในการจำแนกประเภทของแบคทีเรียที่เคลื่อนที่ได้
เยื่อหุ้มเซลล์ที่บางและยืดหยุ่น ซึ่งรวมถึงมูริน ทำให้เซลล์แบคทีเรียมีรูปร่างที่แน่นอน และปกป้องเนื้อหาจากการสัมผัส ปัจจัยที่ไม่เอื้ออำนวย สภาพแวดล้อมภายนอกและทำหน้าที่อื่นๆ อีกมากมาย แบคทีเรียหลายชนิดล้อมรอบด้วยแคปซูลเมือก
พลาสมาเมมเบรนสามารถสร้างส่วนที่ยื่นออกมาในไซโตพลาสซึมได้เรียกว่า มีโซโซม- เอนไซม์รีดอกซ์ตั้งอยู่บนเยื่อหุ้มของ mesosome และในแบคทีเรียสังเคราะห์แสงจะมีเม็ดสีที่เกี่ยวข้องอยู่ซึ่งทำให้ mesosome สามารถทำหน้าที่ของไมโตคอนเดรีย, คลอโรพลาสต์และออร์แกเนลล์อื่น ๆ ได้
ในส่วนกลางของเซลล์จะมีโมเลกุล DNA ทรงกลมหนึ่งโมเลกุล ซึ่งเป็นจีโนมที่ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ประมาณ 5 ล้านคู่ แบคทีเรียจำนวนมากมีโมเลกุล DNA ทรงกลมขนาดเล็กที่เรียกว่าพลาสมิด ไมโตคอนเดรีย คลอโรพลาสต์ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม อุปกรณ์กอลไจ และโครงสร้างเมมเบรนอื่น ๆ ที่มีลักษณะเฉพาะของเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมดไม่มีอยู่ในแบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม มีไรโบโซมขนาดเล็กมากถึง 20,000 ตัวในไซโตพลาสซึม
แบคทีเรียในน้ำและในดินบางชนิดที่ไม่มีแฟลเจลลาจะมีอยู่ในไซโตพลาสซึม แวคิวโอลของแก๊ส- ด้วยการควบคุมปริมาณของก๊าซในแวคิวโอล แบคทีเรียในน้ำสามารถจมลงในคอลัมน์น้ำหรือลอยขึ้นสู่ผิวน้ำได้ และแบคทีเรียในดินสามารถเคลื่อนที่ในเส้นเลือดฝอยในดินได้ สารสำรองเซลล์แบคทีเรีย - โพลีแซ็กคาไรด์ (แป้ง, ไกลโคเจน), ไขมัน, โพลีฟอสเฟต, ซัลเฟอร์
แบคทีเรียไม่มีสี (ไม่มี เม็ดสี) ยกเว้นซัลเฟอร์สีเขียวและสีม่วง
การสืบพันธุ์แบคทีเรียเกิดขึ้นจากการแบ่งเซลล์แบบไบนารีอย่างง่าย นำหน้าด้วยการทำซ้ำตัวเอง (การจำลอง) ของโมเลกุล DNA การแตกหน่อเกิดขึ้นเป็นข้อยกเว้น
แบคทีเรียบางชนิดมีกระบวนการทางเพศในรูปแบบที่เรียบง่าย (เช่น E. coli) กระบวนการทางเพศคล้ายกับการผันคำกริยา ซึ่งสารพันธุกรรมจะถูกถ่ายโอนจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งโดยการสัมผัสโดยตรง หลังจากนี้เซลล์จะถูกแยกออกจากกัน จำนวนบุคคลอันเป็นผลมาจากกระบวนการทางเพศยังคงเท่าเดิม แต่มีการแลกเปลี่ยนเนื้อหาทางพันธุกรรมเกิดขึ้น เช่น การรวมตัวกันทางพันธุกรรมเกิดขึ้น
การสร้างสปอร์ลักษณะเฉพาะของแบคทีเรียกลุ่มเล็กๆ ได้แก่ บาซิลลัส คลอสตริเดียม แบคทีเรียจะถูกส่งไปในรูปของสปอร์ เงื่อนไขที่ไม่เอื้ออำนวย- พวกเขาสามารถทนต่อการอบแห้งเป็นเวลานาน ความร้อนสูงกว่า 100 °C และความเย็นจนเกือบเป็นศูนย์สัมบูรณ์ ในสภาวะปกติ แบคทีเรียจะไม่เสถียรเมื่อแห้งและสัมผัสโดยตรง แสงอาทิตย์, เพิ่มอุณหภูมิเป็น 65-80 °C เป็นต้น เงื่อนไขที่ดีสปอร์จะบวมและงอก
Saprotrophs รวมถึงแบคทีเรียที่เน่าเปื่อยและการหมัก อดีตสลายสารประกอบที่มีไนโตรเจนส่วนหลัง - สารประกอบที่มีคาร์บอน ในทั้งสองกรณี พลังงานที่จำเป็นต่อชีวิตจะถูกปล่อยออกมา
บทบาทของแบคทีเรียในชีวมณฑลค่อนข้างใหญ่ ต้องขอบคุณกิจกรรมที่สำคัญของพวกมัน จึงเกิดการย่อยสลายและการทำให้เป็นแร่ของสารอินทรีย์ พืชและสัตว์ที่ตายแล้ว สารประกอบอนินทรีย์อย่างง่ายที่เกิดขึ้น (แอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์ คาร์บอนไดออกไซด์ ฯลฯ) มีส่วนเกี่ยวข้องในวัฏจักรทั่วไปของสาร แบคทีเรีย เชื้อรา และไลเคน มีส่วนร่วมในระยะเริ่มแรกของกระบวนการสร้างดิน
แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนมีบทบาทพิเศษในธรรมชาติ แบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในดินทำให้มีไนโตรเจนเพิ่มขึ้น ซึ่งรวมถึงแบคทีเรีย Azotobacter และปมที่อาศัยอยู่ตามรากของพืชตระกูลถั่วและผักกระเฉด
แบคทีเรียมีบทบาทเชิงบวกใน กิจกรรมทางเศรษฐกิจบุคคล. แบคทีเรียกรดแลคติคถูกนำมาใช้ในการเตรียมสารต่างๆ ผลิตภัณฑ์อาหารจากนม: ครีมเปรี้ยว, นมเปรี้ยว, kefir, เนย, ชีส
แบคทีเรียก่อโรค- สาเหตุของโรคที่เป็นอันตรายในมนุษย์และสัตว์: กาฬโรค ทิวลาเรเมีย แอนแทรกซ์ ปอดบวม โรคบิด วัณโรค ฯลฯ
แบคทีเรียและพืชได้รับผลกระทบ ทำให้เกิดแบคทีเรีย (การพบเห็น การเหี่ยวแห้ง แผลไหม้ เน่าเปื่อย เนื้องอก ฯลฯ)
แบคทีเรียซาโปรโทรฟิกพวกเขาไม่เพียงมีบทบาทเชิงบวกในการสร้างความมั่นใจในการหมุนเวียนของสารในธรรมชาติ แต่ยังมีบทบาทเชิงลบอีกด้วยทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารเน่าเปื่อย
แพร่หลาย วิธีการต่อสู้ที่มีแบคทีเรียที่เน่าเปื่อย ได้แก่ ผลไม้แห้ง เห็ด เนื้อสัตว์ ปลา เมล็ดพืช; การทำความเย็นและการแช่แข็งในตู้เย็นและธารน้ำแข็ง การหมักอาหารด้วยกรดอะซิติก ตัวอย่างเช่นน้ำตาลที่มีความเข้มข้นสูงเมื่อทำแยมซึ่งทำให้เกิดพลาสโมไลซิสในเซลล์แบคทีเรียและขัดขวางการทำงานที่สำคัญของพวกเขา ดอง
วิธีการนี้ใช้เพื่อทำลายแบคทีเรียในรูปแบบพืชและเก็บรักษานม ไวน์ น้ำผลไม้ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ พาสเจอร์ไรซ์- ทำความร้อนที่อุณหภูมิ 65 °C เป็นเวลา 10-20 นาที และเพื่อให้สิ่งแวดล้อมปลอดจากแบคทีเรียที่สร้างสปอร์ วิธีการนี้ให้ผลสูงสุด การทำหมัน- เดือดที่ ความดันโลหิตสูงในหม้อนึ่งความดัน ในด้านการแพทย์ อุตสาหกรรมอาหาร เกษตรกรรมใช้วิธีการฆ่าเชื้อ (บำบัดด้วยไอโอดีน, ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์, กรดบอริก ฯลฯ )
ไซยาโนแบคทีเรีย(สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว). พวกมันเป็นตัวแทนของกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดและมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว คุณสมบัติหลายประการของไซยาโนแบคทีเรีย (การตรึงไนโตรเจน การปล่อยสารอินทรีย์ทางหลอดเลือดดำ ฯลฯ) เป็นตัวกำหนดอย่างมาก บทบาทที่สำคัญในชีวมณฑล แผนกนี้ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว อาณานิคม และหลายเซลล์ (เส้นใย) ของโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาต่างๆ ตั้งแต่กล้องจุลทรรศน์ไปจนถึงที่มองเห็นได้ ด้วยตาเปล่า- โครงสร้างลาเมลลาร์และเม็ดสีสังเคราะห์แสงนั้นอยู่ในไซโตพลาสซึม: คลอโรฟิลล์α, แคโรทีโนด, ไฟโคบิลิน, เม็ดสีที่ไม่มีอยู่ในการสังเคราะห์แสงอื่น ๆ เนื่องจากเม็ดสีมีหลากหลาย ไซยาโนแบคทีเรียจึงสามารถดูดซับแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันได้
ไซยาโนแบคทีเรียสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (เซลล์เดียว - โดยการแบ่งเซลล์, โคโลเนียลและเส้นใย - โดยแบ่งออกเป็นส่วนต่าง ๆ ที่สามารถงอกเป็นสิ่งมีชีวิตใหม่ได้) ยังไม่ได้ระบุกระบวนการทางเพศและรูปแบบและขั้นตอนของแฟลเจลลาร์ที่เคลื่อนไหวได้
ไซยาโนแบคทีเรียพบได้ทั่วไปในน้ำจืดและน้ำเค็ม บนผิวดิน บนโขดหิน ในน้ำพุร้อน และเป็นส่วนหนึ่งของไลเคน พวกมันทำให้ดินอุดมด้วยอินทรียวัตถุและไนโตรเจน ให้อาหารสำหรับแพลงก์ตอนสัตว์และปลา และสามารถนำมาใช้เพื่อให้ได้สารอันมีค่าจำนวนหนึ่งที่พวกมันผลิตขึ้นในระหว่างกระบวนการชีวิตของพวกมัน (กรดอะมิโน วิตามินบี 12 เม็ดสี ฯลฯ) บางชนิด เช่น นอสตอค สาหร่ายสไปรูลิน่า สามารถใช้ในอาหารได้ ในช่วงระยะเวลาของการแพร่กระจายของไซยาโนแบคทีเรียจำนวนมากในแหล่งน้ำ (ที่เรียกว่า "บานน้ำ") กระบวนการสลายตัวของพวกมันจะเกิดขึ้น: น้ำจะได้กลิ่นอันไม่พึงประสงค์และไม่เหมาะที่จะดื่ม สังเกต ความตายครั้งใหญ่ปลา; ฟิล์มสีเขียวมันสกปรกซึ่งประกอบด้วยไซยาโนแบคทีเรียที่ตายแล้วก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของอ่างเก็บน้ำ
อ่านเพิ่มเติม
← ระบบสมัยใหม่ของโลกออร์แกนิก | ไวรัส → |
ไซยาโนแบคทีเรียหรือสาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว (lat. Cyanobacteria) เป็นกลุ่มแบคทีเรียแกรมลบขนาดใหญ่กลุ่มใหญ่ คุณสมบัติที่โดดเด่นซึ่งเป็นความสามารถในการสังเคราะห์แสง ไซยาโนแบคทีเรียเป็นโปรคาริโอตที่ซับซ้อนและแตกต่างที่สุด เนื่องจากสิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีคุณสมบัติร่วมกันหลายประการทางสรีรวิทยาของพวกมันกับสาหร่ายยูคาริโอต ตามการจำแนกประเภทบางประเภท ไซยาโนแบคทีเรียจึงถือเป็นสาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียวในพืช ปัจจุบันมีไซยาโนแบคทีเรียมากกว่า 150 สกุลและประมาณ 1,000 สปีชีส์เป็นที่รู้จักในวิชาสาหร่ายวิทยา โดยนักแบคทีเรียวิทยานับได้ประมาณ 400 สายพันธุ์
ไซยาโนแบคทีเรียพบได้ทั่วไปในทะเลและแหล่งน้ำจืด ดินปกคลุม และสามารถมีส่วนร่วมในสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพ (ไลเคน) ส่วนสำคัญของแพลงก์ตอนพืชในแหล่งน้ำประกอบด้วยสาหร่ายของกลุ่มนี้ สามารถสร้างแผ่นปิดหลายชั้นหนาบนพื้นผิวได้ พันธุ์หายากเป็นพิษและเป็นโอกาสสำหรับมนุษย์ สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียวเป็นองค์ประกอบหลักที่ทำให้น้ำ "เบ่งบาน" ซึ่งนำไปสู่การตายของปลาจำนวนมากพิษต่อสัตว์และมนุษย์ บางชนิดมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติที่หาได้ยาก: ความสามารถในการสังเคราะห์แสงและในเวลาเดียวกันก็ตรึงไนโตรเจนจากอากาศในบรรยากาศ
โครงสร้าง- โครงสร้างของไซยาโนแบคทีเรียประกอบด้วย คุณสมบัติลักษณะ- สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกัน สิ่งที่พบบ่อยในโครงสร้างของสาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียวคือเยื่อเมือก (glycocalyx of peptidoglycans) และไม่มีแฟลเจลลา เยื่อเมือกถูกปกคลุมด้วยเยื่อหุ้มชั้นนอก ขนาดของเซลล์ไซยาโนแบคทีเรียมีตั้งแต่ 1 ไมครอนถึง 100 ไมครอน สี ประเภทต่างๆเปลี่ยนจากสีเขียวอ่อนเป็นสีน้ำเงินเข้มเนื่องจากความสามารถในการเปลี่ยนอัตราส่วนของเม็ดสีสังเคราะห์แสงในเซลล์ตามองค์ประกอบสเปกตรัมของแสง
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่สามารถสร้างอาณานิคมได้ การสืบพันธุ์ดำเนินการผ่านฟิชชันแบบไบนารี ฟิชชันหลายครั้งเป็นไปได้ วงจรชีวิตภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวยคือ 6-12 ชั่วโมง
โครงสร้างภายใน - เซลล์ของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีเครื่องมือที่สมบูรณ์สำหรับการสังเคราะห์แสงด้วยการปล่อยออกซิเจน พลังงานที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงจะใช้ในการผลิตอินทรียวัตถุจาก CO 2 ในแง่ของวิธีการให้อาหาร สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินส่วนใหญ่เป็นโฟโตโทรฟ แต่สามารถดำรงอยู่ได้ในช่วงเวลาสั้นๆ เนื่องจากมีการใช้ไกลโคเจนที่สะสมอยู่ในแสง
ความหมาย- ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าเป็นสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ที่กระตุ้นให้เกิดการปรับโครงสร้างชั้นบรรยากาศทั่วโลก - "ภัยพิบัติจากออกซิเจน" ในตอนต้นของยุคโปรเทโรโซอิก (ประมาณ 2.5 พันล้านปีก่อน) สิ่งนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงอย่างมากในชีวมณฑลและธารน้ำแข็งของฮูโรเนียน
เป็นครั้งแรกในสภาพห้องปฏิบัติการที่มีการถอดรหัสจีโนมของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงโดยใช้ตัวอย่างของไซยาโนแบคทีเรียม Synechocystis จนถึงขณะนี้ สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียวเป็นวัตถุวิจัยทางชีววิทยาที่มีคุณค่า
ในประเทศจีนและอเมริกาใต้ สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียวของสาหร่ายสไปรูลิน่าและสกุลนอสตอคถูกใช้เป็นอาหาร หลังจากการอบแห้งก็ทำเป็นแป้ง สาหร่ายเกลียวทองใช้เป็นอาหารเสริมเนื่องจากสาหร่ายนี้มีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์มากมาย
ข้อมูลทั่วไป. ไซยาโนแบคทีเรีย (ไซยาโนแบคทีเรีย) เป็นโปรคาริโอตที่เกิดจากแสงซึ่งมักเรียกว่าสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน (Cyanophyta) ชื่อ "ไซยาโนแบคทีเรีย" ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในวรรณกรรมทางจุลชีววิทยา ในขณะที่ในวรรณกรรมทางพฤกษศาสตร์ ชื่อ "สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว" มักถูกเก็บไว้มากกว่า เนื่องจากความแปรปรวนของตัวอักษรอย่างมากขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม จำนวนสปีชีส์ที่ระบุโดยผู้เขียนหลายคนสำหรับแผนกนี้จึงแตกต่างกันอย่างมาก (200...2000)
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสัตว์น้ำ ส่วนใหญ่เป็นน้ำจืด) ไม่ค่อยพบสิ่งมีชีวิตในดิน การจัดระเบียบของเซลล์, การปรากฏตัวของมูรินในผนังเซลล์, ความคล้ายคลึงกันของคุณสมบัติทางพันธุกรรม, ความสามารถในการตรึงไนโตรเจน - ทั้งหมดนี้ทำให้พวกเขาใกล้ชิดกับแบคทีเรียมากขึ้น อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างระหว่างกัน: เพิ่มเติม ระดับสูงความแตกต่างของร่างกาย ระบบเม็ดสี (คล้ายกับสาหร่ายสีแดงยูคาริโอตและแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากระบบของแบคทีเรียโฟโตโทรฟิค) การสังเคราะห์แสงด้วยการปล่อยออกซิเจน ลักษณะเหล่านี้ตลอดจนวิถีชีวิตทางน้ำทำให้ไซยาโนแบคทีเรียเข้าใกล้สาหร่ายยูคาริโอตมากขึ้น
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดที่เรารู้จัก โดยเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 3 พันล้านปีก่อน ซากของพวกมันถูกพบในโปรเทอโรโซอิกสโตรมาโตไลต์ ด้วยการปรากฏตัวของไซยาโนแบคทีเรีย ออกซิเจนโมเลกุลเริ่มสะสมในชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดสภาวะที่จำเป็นสำหรับวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตที่ได้รับพลังงานผ่านการหายใจแบบใช้ออกซิเจน
โครงสร้าง. ไซยาโนแบคทีเรียรวมถึงสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวโคโลเนียลและเส้นใยแสง (รูปที่ 1) มีลักษณะเฉพาะคือไม่มีระยะแฟลเจลลาร์ที่เคลื่อนไหวได้และกระบวนการทางเพศโดยสิ้นเชิง ไม่มีคลอโรพลาสต์ เม็ดสีสังเคราะห์แสงพบได้ในเยื่อหุ้มเซลล์ที่อยู่ในไซโตพลาสซึม
ข้าว. 1. Cyanobacterium nostoc: a - อาณานิคมรูปพลัมเมือก; b - thalli ใยของไซยาโนแบคทีเรีย (1) ในเมือกทั่วไป (3) มองเห็นเฮเทอโรซิสต์ (2)
เซลล์มีผนังเซลล์หลายชั้นค่อนข้างหนา โดยมีส่วนประกอบหลักคือมูริน ผนังเซลล์มีรูขุมขนซึ่งมีโปรโตพลาสต์ของเซลล์ข้างเคียงเชื่อมต่อกัน ผนังเซลล์มักถูกปกคลุมไปด้วยเปลือกเมือก ซึ่งช่วยปกป้องเซลล์ไม่ให้แห้ง และเอื้อต่อการเลื่อนของเซลล์และเส้นใย
ไซโตพลาสซึมไม่มีแวคิวโอลที่มีน้ำนมของเซลล์ มีสีในส่วนต่อพ่วง (โครมาโตพลาสซึม) และไม่มีสีตรงกลาง (เซนโทรพลาสซึม) โครมาโตพลาสซึมประกอบด้วยไทลาคอยด์เดี่ยวที่สังเคราะห์แสงได้ เยื่อหุ้มประกอบด้วยคลอโรฟิลล์เอและแคโรทีนอยด์ บนพื้นผิวของ thylakoids เม็ดสีไฟโคบิลินเพิ่มเติมจะถูกแปลในรูปแบบของเม็ด - ไฟโคบิลิโซม: สีน้ำเงิน - ไฟโคไซยานินและอัลโลไฟโคไซยานินและสีแดง - ไฟโคเอริทริน ไทลาคอยด์ไม่ได้ถูกแยกออกจากไซโตพลาสซึมด้วยเยื่อหุ้มต่างจากพืช และไม่มีคลอโรฟิลล์ บี เลย ความเด่นของเม็ดสีบางชนิดจะเป็นตัวกำหนดสีของไซยาโนแบคทีเรียตั้งแต่สีน้ำเงินเขียวไปจนถึงสีม่วงและสีแดงหรือเกือบดำ การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นแบบแอโรบิกโดยมีการปล่อยออกซิเจน ในส่วนกลางของเซลล์จะมีนิวเคลียสของโครงสร้างปกติสำหรับโปรคาริโอต ในไซโตพลาสซึมมีการรวมสารสำรองไว้: ไกลโคเจน, โวลูติน โปรตีนไซยาโนไฟซิน ไม่มีแวคิวโอลที่มีน้ำนมจากเซลล์ มีแวคิวโอลของแก๊สหรือซูโดวาคิวโอล ในรูปแบบเส้นใยหลายรูปแบบจะสังเกตการก่อตัวของเฮเทอโรซิสต์ซึ่งเป็นเซลล์ขนาดใหญ่ที่มีการตรึงไนโตรเจน (รูปที่ 1) ในกรณีนี้ไทลาคอยด์จะถูกทำลาย มีการสร้างศูนย์กลางเมมเบรนที่อัดแน่นใหม่และโครงสร้างตาข่ายขึ้น ไฟโคบิลินซึ่งมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการปล่อยออกซิเจนระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงจะหายไป สภาวะไร้ออกซิเจนถูกสร้างขึ้น จำเป็นสำหรับการตรึงไนโตรเจนโดยเอนไซม์ไนโตรเจนเนส การก่อตัวของเฮเทอโรซิสต์ เช่นเดียวกับการตรึงไนโตรเจน ถูกยับยั้งเมื่อมีไนโตรเจนคงที่ โดยเฉพาะแอมโมเนียและไนเตรต การทำงานของเฮเทอโรซิสต์จะระงับกระบวนการเปลี่ยนผ่านของเซลล์พืชที่อยู่ใกล้เคียงไปเป็นเฮเทอโรซิสต์ ซึ่งควบคุมการกระจายตัวของเฮเทอโรซิสต์ไปตามเส้นใย
ไซยาโนแบคทีเรียสามารถสร้างสปอร์ - อะคิเนเตส - เซลล์ขนาดใหญ่ที่มีเยื่อหุ้มหนาและสำรอง สารอาหาร- พวกมันสามารถทนต่อการแห้งตัวแล้วจึงงอกออกมาเป็นคนละตัวกัน
การสืบพันธุ์ การขยายพันธุ์พืชในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและอาณานิคมเกิดขึ้นจากการแบ่งเซลล์ครึ่งหนึ่งหลังจากการทำซ้ำและความแตกต่างของโครโมโซม ในเส้นใย - โดยการสลายตัวของด้าย
การกระจายตัวและความสำคัญ ไซยาโนแบคทีเรียมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง ส่วนใหญ่เป็นน้ำจืด และยังมีสิ่งมีชีวิตในทะเลและในดินด้วย ต้องขอบคุณ mixotrophy (ความสามารถในการรวมสารอาหารประเภทต่าง ๆ - อัตโนมัติและเฮเทอโรโทรฟีไปพร้อม ๆ กัน) และความเป็นไปได้ของการตรึงไนโตรเจน ช่วงของเงื่อนไขที่พวกมันสามารถมีชีวิตอยู่ได้นั้นกว้างมาก ไซยาโนแบคทีเรียเป็นกลุ่มแรกที่ตั้งอาณานิคมในพื้นที่โล่งหลังจากนั้น การระเบิดของภูเขาไฟหรือ การระเบิดของนิวเคลียร์หิน เกิดอินทรียวัตถุ เกิดดิน เข้าสู่สิ่งมีชีวิตร่วมกับเชื้อรา (สร้างไลเคนที่แข็งที่สุด) มอส และเฟิร์น ไซยาโนแบคทีเรียพัฒนาในน้ำจากน้ำพุร้อนและบนธารน้ำแข็ง ดินทะเลทราย - ทาคีร์ - เป็นหนี้การก่อตัวของพวกมัน
ความสำคัญของไซยาโนแบคทีเรียนั้นยิ่งใหญ่ทั้งในธรรมชาติและในชีวิตมนุษย์ การพัฒนาจำนวนมากในแพลงก์ตอนช้า แม่น้ำไหล,ทะเลสาบ,สระน้ำ เป็นสาเหตุให้น้ำ “เบ่งบาน” จำนวนของพวกมันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแหล่งน้ำที่มีมลพิษ ซึ่งเป็นที่ที่สารอินทรีย์และปุ๋ยมาจากทุ่งนา ในน้ำตื้นที่มีน้ำอุ่นและเกือบจะนิ่ง เมื่อเซลล์สีฟ้าตายและเน่าเปื่อย สารพิษจะถูกปล่อยออกมา น้ำจะได้กลิ่นอันไม่พึงประสงค์และไม่เหมาะที่จะดื่ม และการตายของปลาจำนวนมากก็เกิดขึ้น - สิ่งที่เรียกว่าความตาย - ภัยพิบัติที่แท้จริงในบ่อ การประมง- ไซยาโนแบคทีเรียที่กำลังจะตายด้วยแก๊สแวคิวโอล ลอยขึ้นสู่พื้นผิวและก่อตัวเป็นฟิล์มสีเขียวมันสกปรกซึ่งไม่อนุญาตให้อากาศผ่านได้
การพัฒนาครั้งใหญ่ของ Trichdesmium erythraeum ซึ่งเป็นสีแดงจากไฟโคเอรีทรินที่มากเกินไป ทำให้ทะเลแดงมีชื่อเรียกว่า สายพันธุ์ทะเลไซยาไนด์จะตรึงไนโตรเจนประมาณ 1/4 ของไนโตรเจนทั้งหมดที่ถูกดูดซับโดยทะเล
ไซยาโนแบคทีเรียถูกใช้เป็นปุ๋ยพืชสด Anabena (Anabena oryza, A.cylindrica และสายพันธุ์อื่นๆ) ใน symbiosis กับ Azolla fern มีความสามารถในการตรึงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ เมื่อทาลงดินก่อนหยอดเมล็ดจะทำให้ผลผลิตข้าวเพิ่มขึ้น 50% ผลจะอยู่ได้ 2 ปี และเทียบเท่ากับการใช้ปุ๋ยไนโตรเจน 60 กิโลกรัม/เฮกตาร์
สาหร่ายสไปรูลิน่าบางชนิด (Spirulina maxima ฯลฯ) ซึ่งเกลียวเกลียวจะประกอบด้วยโปรตีน 60...80% โดยน้ำหนักแห้ง และในทางสรีรวิทยาด้วย สารออกฤทธิ์,ฮอร์โมนที่มีไอโอดีนและพรอสตาแกลนดิน
ชาวแอฟริกันในพื้นที่ทะเลสาบใช้สาหร่ายเกลียวทองเป็นอาหารมานานกว่า 2,000 ปีแล้ว ชาด. ยาแผนปัจจุบันแนะนำให้ใช้สาหร่ายเกลียวทองและการเตรียมที่ทำจากสาหร่ายเกลียวทองเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร ไซยาโนแบคทีเรียมีทั้งผลบวก (การตรึงไนโตรเจน การรับประทานได้) และ ค่าลบ(น้ำเน่า การตายของปลา การอุดตันของตัวกรองโครงสร้างการรับน้ำ)
ไซยาโนแบคทีเรีย
(ละติน Cyanobacteria หรือสาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียวหรือไซยาโนโพรคาริโอตจากภาษากรีก κυανός - น้ำเงินเขียว) เป็นกลุ่มสำคัญของแบคทีเรียแกรมลบขนาดใหญ่ที่มีความสามารถในการสังเคราะห์แสงพร้อมกับการปล่อยออกซิเจน
ตำแหน่งเชิงวิวัฒนาการและเป็นระบบ
ไซยาโนแบคทีเรียอยู่ใกล้กับจุลินทรีย์ที่เก่าแก่ที่สุดมากที่สุด โดยพบซาก (สโตรมาโตไลต์อายุมากกว่า 3.5 พันล้านปี) บนโลก เหล่านี้เป็นแบคทีเรียเพียงชนิดเดียวที่สามารถสังเคราะห์แสงด้วยออกซิเจนได้ ไซยาโนโปรคาริโอตเป็นหนึ่งในจุลินทรีย์โปรคาริโอตที่มีการจัดระเบียบที่ซับซ้อนและมีความแตกต่างทางสัณฐานวิทยามากที่สุด บรรพบุรุษของไซยาโนแบคทีเรียได้รับการพิจารณาในทฤษฎีการสร้างเอนโดซิมไบโอเจเนซิสว่าเป็นบรรพบุรุษของโครมาโตฟอร์ของสาหร่ายสีแดงมากที่สุด ตามทฤษฎีนี้ กลุ่มนอกระบบที่เรียกตามอัตภาพว่า "โปรคลอโรไฟต์" มีบรรพบุรุษร่วมกับคลอโรพลาสต์ของสาหร่ายชนิดอื่นและพืชที่สูงกว่า)
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นเป้าหมายของการศึกษาทั้งนักแบคทีเรียวิทยา (โปรคาริโอต) และนักด่างวิทยา (เนื่องจากสิ่งมีชีวิตมีลักษณะทางสรีรวิทยาคล้ายกับสาหร่ายยูคาริโอต) ขนาดเซลล์ที่ค่อนข้างใหญ่และความคล้ายคลึงกับสาหร่ายเป็นเหตุผลในการพิจารณาก่อนหน้านี้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของพืช ("สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว") ในช่วงเวลานี้ มีการอธิบายเกี่ยวกับสาหร่ายมากกว่า 1,000 สปีชีส์จากเกือบ 175 สกุล ปัจจุบันวิธีการทางแบคทีเรียยืนยันว่ามีอยู่ไม่เกิน 400 สายพันธุ์ ความคล้ายคลึงทางชีวเคมี โมเลกุลทางพันธุกรรม และสายวิวัฒนาการของไซยาโนแบคทีเรียกับแบคทีเรียอื่น ๆ ได้รับการยืนยันจากหลักฐานที่มั่นคง
รูปแบบชีวิตและนิเวศวิทยา
ในทางสัณฐานวิทยา ไซยาโนโปรคาริโอตเป็นกลุ่มที่มีความหลากหลายและมีความหลากหลาย คุณสมบัติทั่วไปสัณฐานวิทยาของพวกเขาประกอบด้วยเฉพาะในกรณีที่ไม่มี flagella และมีเยื่อเมือก (glycocalyx ประกอบด้วย peptidoglycan) ด้านบนของชั้น peptidoglycan ที่มีความหนา 2-200 นาโนเมตร มีเยื่อหุ้มชั้นนอก ความกว้างหรือเส้นผ่านศูนย์กลางของเซลล์แตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.5 µm ถึง 100 µm ไซยาโนแบคทีเรียเป็นจุลินทรีย์เซลล์เดียวเส้นใยและโคโลเนียล มีความโดดเด่นด้วยความสามารถที่โดดเด่นในการปรับองค์ประกอบของเม็ดสีสังเคราะห์แสงให้เข้ากับองค์ประกอบสเปกตรัมของแสง เพื่อให้สีแตกต่างจากสีเขียวอ่อนไปจนถึงสีน้ำเงินเข้ม ไซยาโนแบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจนบางชนิดสามารถสร้างความแตกต่างได้ นั่นคือการก่อตัวของเซลล์พิเศษ: เฮเทอโรซิสต์และฮอร์โมนโกเนีย เฮเทอโรซิสต์ทำหน้าที่ตรึงไนโตรเจน ในขณะที่เซลล์อื่นๆ ทำหน้าที่สังเคราะห์แสง
ทางทะเลและน้ำจืด พันธุ์ดิน ผู้เข้าร่วมในสิ่งมีชีวิตที่คล้ายกัน (เช่น ไลเคน) พวกมันประกอบเป็นสัดส่วนสำคัญของแพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทร สามารถสร้างแผ่นแบคทีเรียที่มีความหนาได้ บางชนิดเป็นพิษ (การศึกษามากที่สุดคือสารพิษ microcystin ที่ผลิตโดย Microcystis และฉวยโอกาส (เช่น Anabaena) ผู้เข้าร่วมหลักในการบานของน้ำซึ่งทำให้ปลาจำนวนมากฆ่าและสร้างพิษให้กับสัตว์และคน สถานการณ์ทางนิเวศน์ที่ไม่ซ้ำกันนั้นครบกำหนด ความสามารถในการรวมที่ยากสองประการ: สำหรับการผลิตออกซิเจนสังเคราะห์แสงและการตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศ (ใน 2/3 ของสายพันธุ์ที่ศึกษา)
การหารไบนารีในหนึ่งหรือหลายระนาบ หลายดิวิชั่น วงจรชีวิตของรูปแบบเซลล์เดียวภายใต้สภาวะการเจริญเติบโตที่เหมาะสมคือ 6-12 ชั่วโมง
ความหมาย
ไซยาโนแบคทีเรียตามเวอร์ชันที่ยอมรับกันโดยทั่วไปคือ "ผู้สร้าง" ของชั้นบรรยากาศที่มีออกซิเจนสมัยใหม่บนโลก ซึ่งนำไปสู่ภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อมระดับโลกครั้งแรกในประวัติศาสตร์ธรรมชาติและการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในชีวมณฑล ปัจจุบัน ไซยาโนแบคทีเรียเป็นจุดเริ่มต้นของห่วงโซ่อาหารส่วนใหญ่และเป็นส่วนประกอบสำคัญของแพลงก์ตอนในมหาสมุทร และผลิตออกซิเจนเป็นส่วนสำคัญ (การมีส่วนร่วมไม่ได้ถูกกำหนดอย่างแม่นยำ: การประมาณค่าส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 20% ถึง 40%)
ไซยาโนแบคทีเรียม Synechocystis กลายเป็นสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงชนิดแรกที่มีการจัดลำดับจีโนมอย่างสมบูรณ์
ปัจจุบันไซยาโนแบคทีเรียทำหน้าที่เป็นวัตถุต้นแบบที่สำคัญที่สุดของการวิจัยทางชีววิทยา ในอเมริกาใต้และจีน แบคทีเรียของสาหร่ายสไปรูลิน่าและสกุลนอสตอคถูกใช้เป็นอาหารเนื่องจากขาดอาหารประเภทอื่นๆ โดยนำไปตากแห้งแล้วเตรียมเป็นแป้ง พวกเขาให้เครดิตกับคุณสมบัติในการรักษาและการรักษาซึ่งยังไม่ได้รับการยืนยัน พิจารณาการใช้ที่เป็นไปได้ของไซยาโนแบคทีเรียในการสร้างวงจรการช่วยชีวิตแบบปิด เช่นเดียวกับการใช้อาหารสัตว์หรือวัตถุเจือปนอาหาร
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับพืชในการตั้งรกรากบนพื้นผิวโลกที่แห้งแล้ง