Mezi organismy, které nyní existují, jsou ty, o jejichž příslušnosti k nějakému království divoké zvěře se neustále vedou spory. Tak je to i s tvory zvanými sinice. I když ani nemají pořádné jméno. Příliš mnoho synonym:
- modrozelené řasy;
- cyanobionts;
- phycochrome pellets;
- kyanides;
- slizové řasy a další.
Ukazuje se tedy, že sinice je úplně malý, ale zároveň tak složitý a kontroverzní organismus, který vyžaduje pečlivé studium a zvážení jeho struktury, aby bylo možné přesně určit taxonomickou příslušnost.
Historie existence a objevů
Soudě podle fosilních pozůstatků sahá historie existence modrozelených řas daleko do minulosti, před několika (3,5) miliardami let. Tyto závěry umožnily provést studie paleontologů, kteří analyzovali horniny (jejich části) těchto vzdálených časů.
Na povrchu vzorků bylybyly nalezeny sinice, jejichž struktura se nelišila od moderních forem. To ukazuje na vysokou míru adaptability těchto tvorů na různé podmínky prostředí, na jejich extrémní odolnost a přežití. Je zřejmé, že za miliony let došlo na planetě k mnoha změnám v teplotě a složení plynu. Nic však neovlivnilo životaschopnost azurové.
V moderní době jsou sinice jednobuněčným organismem, který byl objeven současně s jinými formami bakteriálních buněk. Tedy Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur a další badatelé v XVIII-XIX století.
Později byly důkladněji studovány s rozvojem elektronové mikroskopie a modernizovaných metod a metod výzkumu. Byly identifikovány vlastnosti, které sinice mají. Struktura buňky zahrnuje řadu nových struktur, které se nenacházejí u jiných tvorů.
Klasifikace
Otázka určení jejich taxonomické příslušnosti zůstává otevřená. Zatím se ví jen jedno: sinice jsou prokaryota. To potvrzují funkce jako:
- nedostatek jádra, mitochondrií, chloroplastů;
- přítomnost mureinu v buněčné stěně;
- S-ribozomové molekuly v buňce.
Sinice jsou nicméně prokaryota s asi 1500 tisíci odrůdami. Všechny byly klasifikovány a spojeny do 5 velkých morfologických skupin.
- Chrookokové. Dostatečně velká skupina, sdružující jednotlivá respkoloniální formy. Vysoké koncentrace organismů drží pohromadě společný sliz vylučovaný buněčnou stěnou každého jedince. Pokud jde o tvar, tato skupina zahrnuje tyčovité a kulovité struktury.
- Pleurocapsal. Velmi podobně jako u předchozích forem se však objevuje rys v podobě tvorby beocytů (o tomto jevu více později). Zde zahrnuté sinice patří do tří hlavních tříd: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarciny.
- Oxillatoria. Hlavním rysem této skupiny je, že všechny buňky jsou spojeny do společné struktury hlenu zvaného trichomy. K rozdělení dochází, aniž by šlo za toto vlákno, uvnitř. Oscilatoria zahrnují výhradně vegetativní buňky, které se nepohlavně dělí na poloviny.
- Není skladem. Zajímavé pro svou kryofilitu. Schopný žít v otevřených ledových pouštích a vytvářet na nich barevné nájezdy. Takzvaný fenomén „rozkvetlých ledových pouští“. Formy těchto organismů jsou také vláknité ve formě trichomů, ale pohlavní rozmnožování, pomocí specializovaných buněk - heterocyst. Zde lze přiřadit následující zástupce: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Stigonem. Velmi podobné předchozí skupině. Hlavní rozdíl ve způsobu reprodukce spočívá v tom, že se mohou v rámci jedné buňky vícenásobně dělit. Nejoblíbenějším zástupcem tohoto sdružení je Fisherells.
Kyanid je tedy klasifikován podle morfologického kritéria, protože ve zbytku existuje mnoho otázek a nejasností. Botanici a mikrobiologové mají společného jmenovatele vsystematika sinic ještě nemůže přijít.
Habitats
Díky přítomnosti speciálních adaptací (heterocysty, beocyty, neobvyklé tylakoidy, plynové vakuoly, schopnost fixovat molekulární dusík a další) se tyto organismy usadily všude. Jsou schopni přežít i v těch nejextrémnějších podmínkách, ve kterých nemůže existovat vůbec žádný živý organismus. Například horké teplomilné prameny, anaerobní podmínky se sirovodíkovou atmosférou, kyselé prostředí s pH nižším než 4.
Sinice je organismus, který tiše přežívá na mořském písku a skalnatých římsách, ledových blocích a horkých pouštích. Přítomnost kyanidů poznáte a určíte podle charakteristického barevného plaku, který jejich kolonie tvoří. Barva se může lišit od modro-černé po růžovou a fialovou.
Nazývají se modrozelené, protože často tvoří modrozelený slizký film na povrchu běžné sladké nebo slané vody. Tento jev se nazývá „vodní květ“. Je vidět téměř na každém jezeře, které začíná zarůstat a bažovat.
Vlastnosti buněčné struktury
Sinice mají obvyklou strukturu pro prokaryotické organismy, ale existují určité rysy.
Obecný plán buněčné struktury je následující:
- buněčná stěna vyrobená z polysacharidů a mureinu;
- bilipidová struktura plazmatické membrány;
- cytoplazma s volně distribuovaným genetickým materiálem ve formě molekulyDNA;
- tillacoidy, které plní funkci fotosyntézy a obsahují pigmenty (chlorofyly, xantofyly, karotenoidy).
Speciální části buňky budou dále diskutovány.
Typy specializovaných struktur
Především jsou to heterocysty. Tyto struktury nejsou části, ale samotné buňky jako součást trichomu (běžné koloniální vlákno spojené hlenem). Při pohledu pod mikroskopem se liší svým složením, protože jejich hlavní funkcí je produkce enzymu, který umožňuje fixaci molekulárního dusíku ze vzduchu. Proto v heterocystách nejsou prakticky žádné pigmenty, ale je tam hodně dusíku.
Zadruhé jsou to hormony - oblasti vytržené z trichomů. Slouží jako hnízdiště.
Beocyty jsou jakési dceřiné buňky, které jsou hromadně obdařeny jednou mateřskou. Někdy jejich počet dosáhne tisíce v jednom období dělení. Dermocaps a další Pleurocapsodiaceae jsou schopné takové funkce.
Akinety jsou speciální buňky, které jsou v klidu a jsou součástí trichomů. Liší se masivnější buněčnou stěnou bohatou na polysacharidy. Jejich role je podobná jako u heterocyst.
Plynové vakuoly – mají je všechny sinice. Struktura buňky zpočátku naznačuje jejich přítomnost. Jejich úlohou je podílet se na procesech vodního květu. Jiný název pro takové struktury je karboxysomy.
Buněčné inkluze. Určitě existují v rostlinných, živočišných a bakteriálních buňkách. U modrozelených řas jsou však tyto inkluze poněkud odlišné. Patří mezi ně:
- glykogen;
- polyfosfátové granule;
- cyanophycin je speciální látka složená z aspartátu, argininu. Slouží k akumulaci dusíku, protože tyto inkluze jsou v heterocystách.
Toto má sinice. Hlavní části a specializované buňky a organely umožňují kyanidům provádět fotosyntézu, ale zároveň patří bakteriím.
Reprodukce
Tento proces není nijak zvlášť obtížný, protože je stejný jako u běžných bakterií. Sinice se mohou dělit vegetativně, části trichomů, normální buňku na dvě části nebo provádět sexuální proces.
Často se na těchto procesech podílejí specializované buňky heterocyst, akinetů, beocytů.
Způsob dopravy
Buňka sinic je zvenčí pokryta buněčnou stěnou a někdy také vrstvou speciálního polysacharidu, který kolem ní může vytvořit slizovou kapsli. Právě díky této funkci se provádí pohyb azurové.
Neexistují žádné bičíky ani zvláštní výrůstky. Pohyb lze provádět pouze na tvrdém povrchu pomocí hlenu, v krátkých kontrakcích. Některá Oscilatoria mají velmi neobvyklý způsob pohybu – točí se kolem své osy a zároveň způsobují rotaci celého trichomu. Takto se povrch pohybuje.
Schopnost fixace dusíku
Tuto funkci má téměř každá sinice. To je možné díky přítomnosti enzymu dusíkaté látky, která je schopna fixovat molekulární dusík apřeměňovat jej na stravitelnou formu sloučenin. To se děje ve strukturách heterocyst. Proto ty druhy, které je nemají, nemohou fixovat dusík ze vzduchu.
Tento proces obecně činí sinice velmi důležitými tvory pro život rostlin. Cyany se usazují v půdě a pomáhají zástupcům flóry asimilovat vázaný dusík a vést normální život.
Anaerobní druhy
Některé formy modrozelených řas (například Oscillatoria) jsou schopny žít ve zcela anaerobních podmínkách a v atmosféře sirovodíku. V tomto případě se sloučenina zpracovává uvnitř těla a v důsledku toho vzniká molekulární síra, která se uvolňuje do životního prostředí.
