Цианобактерии

Источник статьи: Большая российская энциклопедия

ЦИАНОБАКТЕ́РИИ (от греч. ϰυανός – синий и бактерии) – группа бактерий, осуществляющих фотосинтез с выделением молекулярного кислорода. Первоначально из-за способности к фотосинтезу и наличия в клетках типичных для водорослей пигментов их относили к растениям и называли сине-зелёными водорослями. Хотя это название широко используется и ныне, всё же на основании сходства в организации клеток цианобактерий с клетками бактерий (в том числе строение клеточных стенок и генетического аппарата, неоформленное ядро) их относят к числу прокариот.

Среди цианобактерий есть одноклеточные и многоклеточные нитчатые формы. Клетки сферические или палочковидные. Нередко цианобактерии образуют довольно крупные заметные невооружённым глазом скопления в виде шариков, корок, плёнок и других образований. Многие цианобактерии покрыты слизистой капсулой или чехлом. Большинство цианобактерий размножаются делением клеток или участками нитей – гормогониями. Ряд нитчатых цианобактерий образуют специализированные клетки (гетероцисты), которые служат для фиксации атмосферного азота. Основными пигментами фотосинтеза у цианобактерий являются хлорофилл а, а также каротиноиды и особые светособирающие пигменты – фикобилины (голубой фикоцианин и красный фикоэритрин). Бо́льшая часть цианобактерий окрашена в ярко-зелёный цвет, но есть цианобактерии красного, коричневого и даже почти чёрного цвета. Окраска некоторых цианобактерий может меняться в зависимости от спектрального состава света, что позволяет им наиболее эффективно использовать свет.

Описано более 1500 видов цианобактерий. Они широко распространены в природе; встречаются в разнообразных пресных и солёных водоёмах (входят в состав планктона и бентоса), илах, почве, на коре деревьев, растут на поверхности камней и скал, есть виды, обитающие в горячих источниках и на поверхности льда. Образуемые цианобактериями органические вещества служат источником питания для других (гетеротрофных) микроорганизмов, а азотфиксирующие цианобактерии обогащают их и соединениями азота. Многие цианобактерии вступают в симбиотические отношения с беспозвоночными животными, некоторыми грибами и растениями, являются компонентами лишайников. Некоторые становятся внутриклеточными симбионтами простейших (жгутиковых, амёб), диатомовых водорослей и других одноклеточных организмов. При этом они могут терять клеточную стенку и превращаться в своеобразные фотосинтезирующие органеллы (цианеллы). Предполагают, что в результате симбиоза цианобактерий или родственных им бактерий с древними водорослями появились хлоропласты – пластиды, в которых осуществляется фотосинтез у эукариот.

Цианобактерии сыграли важную роль в эволюции биосферы. Древнейшие ископаемые остатки цианобактерий обнаруживаются в породах возрастом более 3,5 млрд. лет. Предположительно долгое время сообщества цианобактерий были преобладающими на нашей планете. Вероятно, именно массовое развитие цианобактерий привело к появлению и накоплению свободного кислорода в атмосфере Земли, что обусловило возникновение и развитие растений и животных. Судить о широте их географическом распространения в далёком прошлом позволяют строматолиты, возникшие в результате жизнедеятельности сообществ цианобактерий.

Массовое развитие цианобактерий приводит к вспышкам «цветения» водоёмов. При этом вода становится непригодной для использования, гибнет рыба и другие обитатели. Это происходит потому, что прижизненные выделения или продукты посмертного разложения ряда цианобактерий ядовиты.

Цианобактерии применяют для очистки сточных вод. В ряде стран Африки и Южной Америки, в Китае цианобактерии родов носток и спирулина используют в пищу. Благодаря азотфиксирующим цианобактериям в некоторых азиатских странах удаётся длительное время выращивать рис без внесения азотных удобрений.

Литература статьи Большой российской энциклопедии

• Шлегель Г. Общая микробиология. М., 1987.