Medzi organizmami, ktoré teraz existujú, sú tie, o ktorých príslušnosti k akémukoľvek kráľovstvu voľne žijúcich živočíchov sa neustále vedú spory. Tak je to aj s tvormi nazývanými cyanobaktérie. Aj keď nemajú ani poriadne meno. Príliš veľa synoným:
- modro-zelené riasy;
- cyanobionts;
- fykochrómové pelety;
- kyanides;
- hlienové riasy a iné.
Ukazuje sa teda, že sinica je úplne malý, no zároveň taký zložitý a kontroverzný organizmus, ktorý si vyžaduje starostlivé štúdium a zváženie jeho štruktúry, aby bolo možné určiť presnú taxonomickú príslušnosť.
História existencie a objavovania
Súdiac podľa fosílnych pozostatkov, história existencie modrozelených rias siaha ďaleko do minulosti, pred niekoľkými (3,5) miliardami rokov. Takéto závery umožnili uskutočniť štúdie paleontológov, ktorí analyzovali horniny (ich časti) tých vzdialených čias.
Na povrchu vzoriek bolinašli sa cyanobaktérie, ktorých štruktúra sa nelíšila od moderných foriem. To svedčí o vysokej miere adaptability týchto tvorov na rôzne biotopové podmienky, až po ich extrémnu vytrvalosť a prežitie. Je zrejmé, že v priebehu miliónov rokov došlo na planéte k mnohým zmenám v teplote a zložení plynu. Nič však neovplyvnilo životaschopnosť azúrovej.
V modernej dobe sú sinice jednobunkovým organizmom, ktorý bol objavený súčasne s inými formami bakteriálnych buniek. To znamená Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur a ďalší výskumníci v XVIII-XIX storočia.
Dôkladnejšie boli študované neskôr, s rozvojom elektrónovej mikroskopie a modernizovanými metódami a metódami výskumu. Boli identifikované vlastnosti, ktoré majú cyanobaktérie. Štruktúra bunky zahŕňa množstvo nových štruktúr, ktoré sa nenachádzajú u iných tvorov.
Klasifikácia
Otázka určenia ich taxonomickej príslušnosti zostáva otvorená. Zatiaľ je známe len jedno: sinice sú prokaryoty. Potvrdzujú to funkcie ako:
- nedostatok jadra, mitochondrií, chloroplastov;
- prítomnosť mureínu v bunkovej stene;
- S-ribozómové molekuly v bunke.
Napriek tomu sú sinice prokaryoty s asi 1500 tisíc odrodami. Všetky boli klasifikované a spojené do 5 veľkých morfologických skupín.
- Chrookokové. Dostatočne veľká skupina, združujúca jednotnú respkoloniálne formy. Vysoké koncentrácie organizmov drží pohromade spoločný hlien vylučovaný bunkovou stenou každého jedinca. Pokiaľ ide o tvar, táto skupina zahŕňa tyčovité a guľovité štruktúry.
- Pleurocapsal. Veľmi podobný predchádzajúcim formám sa však objavuje znak v podobe tvorby beocytov (viac o tomto jave neskôr). Tu zahrnuté sinice patria do troch hlavných tried: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarciny.
- Oxillatóriá. Hlavnou črtou tejto skupiny je, že všetky bunky sú spojené do spoločnej hlienovej štruktúry nazývanej trichómy. K rozdeleniu dochádza bez toho, aby sa prekročilo toto vlákno, dovnútra. Oscilatoria zahŕňajú výlučne vegetatívne bunky, ktoré sa nepohlavne delia na polovicu.
- Nostock. Zaujímavé pre ich kryofilitu. Schopný žiť v otvorených ľadových púšťach a vytvárať na nich farebné nájazdy. Takzvaný fenomén „rozkvitnutých ľadových púští“. Formy týchto organizmov sú tiež vláknité vo forme trichómov, ale pohlavné rozmnožovanie, pomocou špecializovaných buniek - heterocyst. Tu možno priradiť nasledujúcich zástupcov: Anabens, Nostocs, Calotrix.
- Stigonem. Veľmi podobné predchádzajúcej skupine. Hlavný rozdiel v spôsobe rozmnožovania je v tom, že sa dokážu viacnásobne deliť v rámci tej istej bunky. Najpopulárnejším predstaviteľom tohto združenia sú Fisherells.
Kyanid sa teda klasifikuje podľa morfologického kritéria, pretože v ostatných prípadoch existuje veľa otázok a nejasností. Botanici a mikrobiológovia k spoločnému menovateľovi vsystematika cyanobaktérií ešte nemôže prísť.
Habitats
Vďaka prítomnosti špeciálnych adaptácií (heterocysty, beocyty, nezvyčajné tylakoidy, plynové vakuoly, schopnosť fixovať molekulárny dusík a iné) sa tieto organizmy usadili všade. Sú schopní prežiť aj v tých najextrémnejších podmienkach, v ktorých nemôže existovať žiadny živý organizmus. Napríklad horúce teplomilné pramene, anaeróbne podmienky so sírovodíkovou atmosférou, kyslé prostredie s pH menším ako 4.
Cyanobaktérie sú organizmom, ktorý ticho prežíva na morskom piesku a skalnatých rímsach, ľadových blokoch a horúcich púšťach. Prítomnosť kyanidov spoznáte a určíte podľa charakteristického farebného plaku, ktorý tvoria ich kolónie. Farba sa môže líšiť od modro-čiernej po ružovú a fialovú.
Nazývajú sa modrozelené, pretože na povrchu obyčajnej sladkej alebo slanej vody často vytvárajú modrozelený slizký film. Tento jav sa nazýva „vodný kvet“. Dá sa vidieť takmer na každom jazere, ktoré začína zarastať a bažinaté.
Funkcie bunkovej štruktúry
Sinice majú zvyčajnú štruktúru pre prokaryotické organizmy, ale existujú určité znaky.
Všeobecný plán bunkovej štruktúry je nasledujúci:
- bunková stena vyrobená z polysacharidov a mureínu;
- bilipidová štruktúra plazmatickej membrány;
- cytoplazma s voľne distribuovaným genetickým materiálom vo forme molekulyDNA;
- tillacoidy, ktoré plnia funkciu fotosyntézy a obsahujú pigmenty (chlorofyly, xantofyly, karotenoidy).
O špeciálnych častiach bunky sa bude diskutovať ďalej.
Typy špecializovaných štruktúr
V prvom rade sú to heterocysty. Tieto štruktúry nie sú časti, ale samotné bunky ako súčasť trichómu (bežné koloniálne vlákno spojené hlienom). Pri pohľade cez mikroskop sa líšia svojim zložením, keďže ich hlavnou funkciou je produkcia enzýmu, ktorý umožňuje fixáciu molekulárneho dusíka zo vzduchu. Preto v heterocystách prakticky nie sú žiadne pigmenty, ale je tam veľa dusíka.
Po druhé, ide o hormogónie – oblasti vytrhnuté z trichómov. Slúžia ako miesta na rozmnožovanie.
Beocyty sú akési dcérske bunky, ktoré sú hromadne obdarené jednou materskou. Niekedy ich počet dosiahne tisíc za jedno deliace obdobie. Dermocaps a iné Pleurocapsodiaceae sú schopné takejto funkcie.
Akinety sú špeciálne bunky, ktoré sú v pokoji a sú súčasťou trichómov. Líšia sa v masívnejšej bunkovej stene bohatej na polysacharidy. Ich úloha je podobná heterocystám.
Plynové vakuoly – majú ich všetky sinice. Štruktúra bunky spočiatku naznačuje ich prítomnosť. Ich úlohou je podieľať sa na procesoch vodného kvitnutia. Iný názov pre takéto štruktúry je karboxyzómy.
Inklúzie buniek. Určite existujú v rastlinných, živočíšnych a bakteriálnych bunkách. V modrozelených riasach sú však tieto inklúzie trochu odlišné. Patria sem:
- glykogén;
- polyfosfátové granule;
- kyanofycín je špeciálna látka pozostávajúca z aspartátu, arginínu. Slúži na akumuláciu dusíka, keďže tieto inklúzie sú v heterocystách.
Toto má cyanobaktéria. Hlavné časti a špecializované bunky a organely umožňujú kyanidom vykonávať fotosyntézu, no zároveň patria baktériám.
Reprodukcia
Tento proces nie je nijak zvlášť náročný, keďže je rovnaký ako u bežných baktérií. Sinice sa môžu deliť vegetatívne, časti trichómov, normálnu bunku na dve časti alebo vykonávať sexuálny proces.
Na týchto procesoch sa často podieľajú špecializované bunky heterocyst, akinét, beocytov.
Spôsoby dopravy
Bunka siníc je zvonka pokrytá bunkovou stenou a niekedy aj vrstvou špeciálneho polysacharidu, ktorý okolo nej môže vytvoriť hlienovú kapsulu. Práve vďaka tejto funkcii sa uskutočňuje pohyb azúrovej.
Neexistujú žiadne bičíky ani špeciálne výrastky. Pohyb je možné vykonávať len na tvrdom povrchu pomocou hlienu, v krátkych kontrakciách. Niektoré oscilatóriá majú veľmi neobvyklý spôsob pohybu – otáčajú sa okolo svojej osi a zároveň spôsobujú rotáciu celého trichómu. Takto sa pohybuje povrch.
Schopnosť fixácie dusíka
Túto funkciu má takmer každá sinica. Je to možné vďaka prítomnosti enzýmu dusíka, ktorý je schopný fixovať molekulárny dusík apremieňať ho na stráviteľnú formu zlúčenín. To sa deje v štruktúrach heterocyst. Preto tie druhy, ktoré ich nemajú, nemôžu fixovať dusík zo vzduchu.
Vo všeobecnosti tento proces robí sinice veľmi dôležitými tvormi pre život rastlín. Cyany, ktoré sa usadzujú v pôde, pomáhajú zástupcom flóry asimilovať viazaný dusík a viesť normálny život.
Anaeróbne druhy
Niektoré formy modrozelených rias (napríklad Oscillatoria) sú schopné žiť v úplne anaeróbnych podmienkach a v atmosfére sírovodíka. V tomto prípade sa zlúčenina spracováva vo vnútri tela a v dôsledku toho vzniká molekulárna síra, ktorá sa uvoľňuje do životného prostredia.
