Бактерии — первые организмы, населившие нашу планету. Это мельчайшие прокариотические организмы, имеющие клеточное строение. Размеры бактерий колеблются от нескольких десятых микрона до 10-13 мкм. Они содержатся в воздухе (на высоте до 40 000 м), почве, воде, снегах полярных областей и горячих источниках с температурой около 90 °С. Особенно много их в почве — от 200-500 млн до 2 млрд и более особей в 1 г, в зависимости от типа почв.

По форме и особенностям объединения клеток различают несколько морфологических групп бактерий: шаровидные, называемые кокками, прямые палочковидные — бациллы, изогнутые — вибрионы, спирально изогнутые — спириллы. Кокки, сцепленные попарно, получили название — диплококки, соединенные в виде цепочки — стрептококки, в виде гроздей — стафилококки и др. Реже встречаются нитчатые формы.

Некоторые бактерии имеют органоиды движения — жгутики (от 1 до 50), которые состоят из особого белка — флагеллина. У ряда бактерий они расположены на одном конце клетки, у других — на двух или по всей поверхности. Способ расположения жгутиков является одним из признаков при классификации подвижных бактерий.


Тонкая и эластичная клеточная оболочка, в состав которой входит муреин, придает бактериальной клетке определенную форму, защищает ее содержимое от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды и выполняет ряд других функций. Многие виды бактерий окружены слизистой капсулой.

Плазматическая мембрана способна образовывать выпячивания внутрь цитоплазмы, называемые мезосомами. На мембранах мезосом располагаются окислительно-восстановительные ферменты, а у фотосинтезирующих бактерий — и соответствующие пигменты, благодаря чему мезосомы способны выполнять функции митохондрий, хлоропластов и других органелл.

B центральной части клетки находится одна кольцевая молекула ДНК — геном, состоящий примерно из 5 млн пар нуклеотидов. Многие бактерии имеют мелкие кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Митохондрии, хлоропласты, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и другие мембранные структуры, характерные для всех эукариотических клеток у бактерий отсутствуют. Однако в цитоплазме имеется до 20 тыс. мелких рибосом.

У некоторых лишенных жгутиков водных и почвенных бактерий в цитоплазме имеются газовые вакуоли. Регулируя количество газов в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на ее поверхность, а почвенные — передвигаться в капиллярах почвы. Запасные вещества бактериальной клетки — полисахариды (крахмал, гликоген), жиры, полифосфаты, сера.


Бактерии бесцветны (в их цитоплазме нет пигментов), за исключением зеленых и пурпурных серных.

Размножение бактерий происходит путем простого бинарного деления клетки. Этому предшествует самоудвоение (репликация) молекулы ДНК. Почкование встречается как исключение.

У некоторых бактерий обнаружены упрощенные формы полового процесса (например, у кишечной палочки). Половой процесс напоминает конъюгацию, при которой происходит передача генетического материала из одной клетки в другую при их непосредственном контакте. После этого клетки разъединяются. Количество особей в результате полового процесса остается прежним, но происходит обмен наследственным материалом, т. е. осуществляется генетическая рекомбинация.

Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий бациллам, клостридиуму. В виде спор бактерии переносят неблагоприятные условия. Они выдерживают длительное высыхание, нагревание свыше 100 °C и охлаждение почти до абсолютного нуля. В обычном же состоянии бактерии неустойчивы при высушивании, воздействии прямых солнечных лучей, повышении температуры до 65-80 °C и т. д. В благоприятных условиях споры набухают и прорастают.

По типу питания бактерии делятся на две группы: автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные бактерии синтезируют органические вещества из неорганических. В зависимости от используемой энергии автотрофами, различают фото- (зеленые и пурпурные) и хемосинтезирующие бактерии (нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии и др.), Гетеротрофные бактерии питаются готовыми органическими веществами мертвых остатков (сапротрофы) или живых растений, животных и человека (паразиты).


К сапротрофам относится бактерия гниения и брожения. Первые расщепляют азотсодержащие, вторые — углеродсодержащие соединения. В обоих случаях выделяется энергия, необходимая для их жизнедеятельности.

Роль бактерий в биосфере достаточно велика. Благодаря их жизнедеятельности происходит разложение и минерализация органических веществ, отмерших растений и животных. Образовавшиеся при этом простые неорганические соединения (аммиак, сероводород, диоксид углерода и др.) вовлекаются в общий круговорот веществ. Бактерии, вместе с грибами и лишайниками, участвуют в начальных стадиях почвообразовательных процессов.

Особую роль в природе играют азотфиксирующие бактерии. Населяя почву, такие бактерии обогащают ее азотом, к ним относятся свободноживущий азотобактер и клубеньковые бактерии, поселяющиеся на корнях бобовых и мимозовых растений.

Бактерии играют положительную роль в хозяйственной деятельности человека. Молочнокислые бактерии используются в приготовлении разнообразных пищевых продуктов из молока: сметаны, простокваши, кефира, масла, сыра.


Патогенные бактерии — возбудители опасных болезней у человека и животных: чумы, туляремии, сибирской язвы, пневмонии, дизентерии, туберкулеза и др.

Поражают бактерий я растения, вызывая у них так называемые бактериозы (пятнистость, увядание, ожоги, мокрые гнили, опухоли и др.).

Сапротрофные бактерии играют не только положительную роль, обеспечивая круговорот веществ в природе, но и отрицательную, вызывая гниение продуктов питания.

Широко распространенными методами борьбы с гнилостными бактериями являются: высушивание плодов, грибов, мяса, рыбы, зерна; их охлаждение и замораживание в холодильниках и ледниках; маринование продуктов в уксусной кислоте; высокая концентрация сахара, например, при изготовлении варенья, что вызывает плазмолиз в клетках бактерий и нарушает их жизнедеятельность; засолка.

Для уничтожения вегетативных форм бактерий и сохранения молока, вина, фруктовых соков и других продуктов применяется метод пастеризации — нагревание до 65 °С в течение 10-20 мин., а для освобождения среды от спорообразующих бактерий наибольший эффект дает метод стерилизации — кипячение при повышенном давлении в автоклавах. В медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве используют метод дезинфекции (обработка йодом, перекисью водорода, борной кислотой и т. д.).

Цианобактерии (сине-зеленые водоросли). Они представляют собой древнейшую, уникальную группу организмов.


огие свойства цианобактерий (фиксация азота, прижизненные выделения органических веществ и др.) определяют их чрезвычайно важную роль в биосфере. Отдел включает одноклеточные, колониальные и многоклеточные (нитчатые) организмы различной морфологической структуры: от микроскопических до видимых простым глазом. В цитоплазме расположены фотосинтезирующие ламмедлярные структуры и пигменты: хлорофилл α, каротинонды, фикобилины, пигменты, отсутствующие у других фотосинтетиков. Благодаря разнообразию пигментов цианобактерии способны к поглощению света различных длин волн.

Размножаются цианобактерии бесполым путем (одноклеточные -делением клеток, колониальные и нитчатые — распадением на отдельные участки, способные прорастать в новые организмы). Половой процесс и подвижные жгутиковые формы и стадии не выявлены.

Цианобактерии распространены в пресных и соленых водах, на поверхности почвы, на скалах, в горячих источниках, входят в состав лишайников. Они обогащают почву органикой и азотом, являются кормом для зоопланктона и рыб, могут использоваться для получения ряда ценных веществ, продуцируемых ими в процессе жизнедеятельности (аминокислоты, витамин B12, пигменты и др.). Некоторые — носток, спирулина — могут применяться в пищу. В период массового размножения цианобактерий в водоемах (так называемого «цветения воды») происходит процесс их гниения: вода приобретает неприятный запах и становится непригодной для питья; наблюдается массовая гибель рыбы; на поверхности водоема образуется маслянистая грязно-зеленая пленка, состоящая из отмерших цианобактерий.


Источник: ed-lib.ru

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 си­не­зе­лё­ны­ми во­до­рос­ля­ми. Хо­тя это на­зва­ние ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся и ны­не, всё же на ос­но­ва­нии сход­ст­ва в ор­га­ни­за­ции кле­ток Ц. с клет­ка­ми бак­те­рий (в т. ч. строе­ние кле­точ­ных сте­нок и ге­не­ти­че­ско­го ап­па­ра­та, не­оформ­лен­ное яд­ро) их от­но­сят к чис­лу про­ка­ри­от.

Сре­ди Ц. есть од­но­кле­точ­ные и мно­го­кле­точ­ные нит­ча­тые фор­мы. Клет­ки сфе­ри­че­ские или па­лоч­ко­вид­ные. Не­ред­ко Ц. об­ра­зу­ют до­воль­но круп­ные за­мет­ные не­воо­ру­жён­ным гла­зом ско­п­ле­ния в ви­де ша­ри­ков, ко­рок, плё­нок и др. об­ра­зо­ва­ний. Мно­гие Ц. по­кры­ты сли­зи­стой кап­су­лой или чех­лом. Боль­шин­ст­во Ц. раз­мно­жа­ют­ся де­ле­ни­ем кле­ток или уча­ст­ка­ми ни­тей – гор­мо­го­ния­ми. Ряд нит­ча­тых Ц. об­ра­зу­ют спе­циа­ли­зир. клет­ки (ге­те­ро­ци­сты), ко­то­рые слу­жат для фик­са­ции ат­мо­сфер­но­го азо­та.


н. пиг­мен­та­ми фо­то­син­те­за у Ц. яв­ля­ют­ся хло­ро­филл а, а так­же ка­ро­ти­нои­ды и осо­бые све­то­со­би­раю­щие пиг­мен­ты – фи­ко­би­ли­ны (го­лу­бой фи­ко­циа­нин и крас­ный фи­ко­эрит­рин). Бо́ль­шая часть Ц. ок­ра­ше­на в яр­ко-зе­лё­ный цвет, но есть Ц. крас­но­го, ко­рич­не­во­го и да­же поч­ти чёр­но­го цве­та. Ок­ра­ска не­ко­то­рых Ц. мо­жет ме­нять­ся в за­ви­си­мо­сти от спек­траль­но­го со­ста­ва све­та, что по­зво­ля­ет им наи­бо­лее эф­фек­тив­но ис­поль­зо­вать свет.

Опи­са­но бо­лее 1500 ви­дов Ц. 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 Ц. ор­га­нич. ве­ще­ст­ва слу­жат ис­точ­ни­ком пи­та­ния для дру­гих (ге­те­ро­троф­ных) мик­ро­ор­га­низ­мов, а азот­фик­си­рую­щие Ц. обо­га­ща­ют их и со­еди­не­ния­ми азо­та. Мно­гие Ц. всту­па­ют в сим­био­тич. от­но­ше­ния с бес­по­зво­ноч­ны­ми жи­вот­ны­ми, не­ко­то­ры­ми гри­ба­ми и рас­те­ния­ми, яв­ля­ют­ся ком­по­нен­та­ми ли­шай­ни­ков. Не­ко­то­рые ста­но­вят­ся внут­ри­кле­точ­ны­ми сим­би­он­та­ми про­стей­ших (жгу­ти­ковых, амёб), диа­то­мо­вых во­до­рос­лей и др. од­но­кле­точ­ных ор­га­низ­мов. При этом они мо­гут те­рять кле­точ­ную стен­ку и пре­вра­щать­ся в свое­об­раз­ные фо­то­син­те­зи­рую­щие ор­га­нел­лы (циа­нел­лы). Пред­по­ла­га­ют, что в ре­зуль­та­те сим­био­за Ц. или род­ст­вен­ных им бак­те­рий с древ­ни­ми во­до­рос­ля­ми поя­ви­лись хло­ро­пла­сты – пла­сти­ды, в ко­то­рых осу­ще­ст­в­ля­ет­ся фо­то­син­тез у эу­ка­ри­от.


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

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

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


Источник: bigenc.ru

Раздел 4. БАКТЕРИИ

 

Тема 9. БАКТЕРИИ

 

59. Цианобактерии (сине-зеленые водоросли)

 

Цианобактерии — древнейшие существа, которые прокладывали путь жизни на Земле.

Когда неподалеку Исландии в результате извержения вулкана образовался новый остров, то первыми в нем поселились цианобактерии. Если в зоопарке вы увидите белого медведя с зеленоватой «шубой», то знайте: в порожнинках меха и между ними размножились колонии цианобактерий. Они сохраняют жизнеспособность как среди вечных льдов Антарктики, так и в горячих источниках Камчатки. Обнаруживают их даже в атомных реакторах, на асфальте, в ванных комнатах (ил. 59.1), где полно дезинфицирующих средств. Какие особенности обеспечивают ціанобактеріям такую высокую приспособленность к условиям окружающей среды?

Цианобактерии тип питания

Ил. 59.1. Разнообразие цианобактерий (увеличено)

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Одноклеточные, колониальные и нитчатые безъядерные организмы, которые способны к фотосинтезу и использования атмосферного азота, относят к цианобактериям.


них, как и у бактерий, отсутствуют: сформированное ядро, большинство органелл клетки и тому подобное. Они имеют зеленые и синие пигменты, благодаря которым происходит фотосинтез. По типу питания большинство цианобактерий являются автотрофами. Некоторые цианобактерии способны фиксировать и использовать для образования собственных веществ азот из воздуха. Размножаются делением клеток пополам.

Цианобактерии имеют разнообразную окраску и живут в самых разнообразных условиях по всему земному шару. их называют «пионерами» в освоении новых территорий. Они первыми поселяются на пожарищах, асфальте, железобетонных ограждениях, в отработанных атомных реакторах и тому подобное.

Цианобактерии в природе участвуют в освоении новых мест обитания, в образовании почвы и атмосферного кислорода. Для человека имеют как положительное (например, их употребляют в пищу), так и отрицательное (они обусловливают «цветения» воды) значение.

Какие особенности строения и жизнедеятельности цианобактерий?

Клетка цианобактерий укрыта оболочкой, вокруг которой есть слизистая капсула, которая выполняет защитную и двигательную функции. Цитоплазма имеет два слоя: фотосиитезуючий и наследственный. Внешний фогосинтезуючий слой содержит пигменты, которые осуществляют фотосинтез. В центре клетки находится наследственная вещество. Еще есть вакуоля с запасными веществами и так называемые «газовые вакуоли», заполненные азотом (ил. 59.2). Благодаря им вся масса водорослей всплывает на поверхность, ближе к солнечным лучам. Окраска цианобактерий определяется зелеными и особыми синими пигментами. Благодаря такому набору фотосинтезирующих пигментов цианобактерии заселили даже глубокие пещеры, где довольствуются слабыми проблесками света. Фотосинтез у этих организмов, как и у растений, сопровождается выделением кислорода, тогда как фотосинтезуючі бактерии его не выделяют. Цианобактерии по типу питания являются автотрофами. Для многих видов характерен смешанный тип питания: при наличии света — они фотосинтезують, а при отсутствии — поглощают из окружающей среды готовые органические вещества. Жгутиков и ресничек цианобактерии не имеют, но все же способны перемещаться. Они скользят опорной поверхностью, вращаются вокруг длинной оси вследствие выделения слизи. В отличие от растений и большинства бактерий, цианобактерии способны к азотфиксации. Фиксация азота происходит в гетероцистах — больших клетках, которые образуются в нитчатых форм (ил. 59.3). Размножаются цианобактерии, как и бактерии, делением клеток пополам или частями колоний. Разделение нитей на части осуществляется с участием гетероцист, по которым происходит разрыв. Итак, наиболее характерными особенностями цианобактерий является строение клетки, способность к фотосинтезу и азотфиксации.

Где распространены цианобактерии?

Цианобактериям относят около 2000 видов, распространенных во влажной почве, в поверхностных слоях морских и пресных водоемов. Они могут жить на голых скалах и в пустынях, в горячих источниках при температуре 85 С и в замерзших озерах подо льдом толщиной 5 м. Они первыми поселяются па пожарищах, вулканических островах и тому подобное. Цианобактерии часто образуют скопления в виде кустиков, корки или плотной массы, площадь которой может достигать нескольких сотен квадратных метров и до 1 м толщиной. Колонии и нити образуются после того, как клетки цианобактерий разделились, но не разошлись, поскольку оболочка покрыта слизью. Цианобактерии часто вступают во взаимовыгодное сосуществование с водорослями, мхами, папоротниками, грибами и животными. Распространению многих

Цианобактерии тип питания

Ил. 59.2. Строение клетки цианобактерии (синею -зеленой водоросли)

Цианобактерии тип питания

Ил. 59.3. Ціанобактерія анабена с гетероцистою

 

цианобактерий способствует и то, что они способны образовывать устойчивые к высыханию «споры». В Украине обычными представителями цианобактерий является носток, анабена и тому подобное. Итак, основными условиями, обеспечивающими распространение цианобактерий является наличие в среде существования света и воды для фотосинтеза, кислорода для дыхания и молекулярной азота для азотфиксации.

Какое значение цианобактерий в природе и в жизни человека?

Цианобактерии — древнейшие организмы среди тех, которые способны выделять кислород. Именно они способствовали повышению в первобытной атмосфере содержания кислорода, что сделало возможным существование на планете грибов, растений и животных. Отмирая, они участвуют в создании горных пород и почв. Однако цианобактерии могут наносить природе и человеку больших убытков. Так, массовое скопления цианобактерий вместе с микроскопическими водорослями у поверхности воды обуславливает ее «цветения». При этом вода окрашивается в сине-зеленый или коричневый цвет и приобретает болотного запаха, вызванного процессами гниения. В воде появляются ядовитые вещества, уменьшается количество кислорода, вследствие чего гибнет рыба и другие водные обитатели. «Цветение» воды в настоящее время является настоящей экологической проблемой, поскольку в водоемы попадает все больше стоков, вредных веществ с полей и тому подобное. Меры известны: нельзя строить неподалеку от рек и озер склады минеральных удобрений и ядохимикатов, мыть в водоемах машины, выкашивать камыш и тому подобное. Некоторые цианобактерии человек употребляет в пищу. Например, носток потребляют в Китае и Японии, а спирулину — местное население в районе озера Чад в Африке. Из спирулины получают пищевой белок (спірулін), который используют как дополнение к пище. На плантациях риса цианобактерии используют как удобрение благодаря их способности к азотфиксации (например анабена в сосуществовании с папоротником азолою). Следовательно, в природе и в жизни человека цианобактерии имеют как положительное, так и отрицательное значение.

 

САМОПРОВЕРКА И ОБОБЩЕНИЯ ЗНАНИЙ

 

Содержание материала

Вы освоили эту тему, если можете:

57. Общая характеристика бактерий

— назвать общие признаки и среды обитания бактерий;

— привести примеры взаимосвязей бактерий с другими организмами;

— сделать вывод о роли бактерий в природе и в жизни человека

58. Болезнетворные бактерии

— назвать характерные признаки болезнетворных бактерий;

— назвать бактерии, которые вызывают заболевания растений, животных, человека;

— применить знания для обоснования способов хранения продуктов питания, профилактики бактериальных заболеваний

59. Цианобактерии (сине-зеленые водоросли)

— назвать общие признаки и среды обитания цианобактерий;

— привести примеры цианобактерий;

— охарактеризовать роль цианобактерий в природе и в жизни человека

Источник: schooled.ru

ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2008, № 6, с. 26-29

УДК 595.77:[591.53:582.232]

О ПИТАНИИ НАСЕКОМЫХ ЦИАНОБАКТЕРИЯМИ

© 2008 г. M. Г. Кривошеина

Институт проблем экологии и эволюции РАН; e-mail: [email protected] Поступила в редакцию 17.05.2007 г. Принята к печати 08.11.2007 г.

Дан обзор 19 видов двукрылых насекомых из семейств Chironomidae, Ceratopogonidae и Ephydridae, питающихся цианобактериями, которые токсичны для большинства групп животных. Обсуждаются вопросы биологии и эволюции двукрылых семейства Ephydridae, позволившие им освоить этот пищевой субстрат.

Цианобактерии или сине-зеленые водоросли -это древнейшая группа автотрофных прокариот-ных организмов. Их ископаемые остатки найдены в докембрийских отложениях, возраст которых около 3.5 млрд. лет. Эти организмы способны существовать практически в любых условиях, при температуре -83°С в Антарктиде и + 85-90°С в горячих источниках (Кукк, 1977). Цианобактерии первыми заселяют лишенные почвы голые скалы, лавовые потоки и вулканические острова, так как многие виды способны фиксировать атмосферный азот. Устойчивость к затемнению и анаэробным условиям позволяют им обитать в пещерах, богатых сероводородом придонных слоях водоемов, в минеральных источниках. На основании палеонтологических данных установлено, что современные сине-зеленые водоросли по строению мало отличаются от ископаемых форм (Бактериальная палеонтология, 2002). Большинство находок ископаемых остатков цианобакте-рий сделано в морских отложениях, где цианобактерии абсолютно доминировали в докембрии, создавая карбонатные постройки — строматолиты. В фанерозое строматолиты почти исчезают в морях, но в пресных водах они были еще весьма обычны в мезозое (Сочава, 1977; Ponomarenko, 1996). Показано, что строителями этих строматолитов были цианобактерии (Корде, 1977). В пресноводных строматолитах многочисленны домики ручейников, которые могли питаться водорослями-строителями строматолитов в прошлом (Сукачева, 1982), хотя есть мнение, что ручейники лишь очищают поверхность от цианобактерий, а питаются другими водорослями (Hart, 1985). Остатки древних пресноводных цианобактерий могут быть найдены в отложениях любого возраста (Ponomarenko, 2003).

Для цианобактерий в целом характерно высокое содержание белков, аминокислот, полисахаридов, витаминов и микроэлементов. Казалось бы, такой древнейший и доступный источник пи-

щи мог бы использоваться многими видами беспозвоночных. В действительности, токсические свойства цианобактерий резко ограничивают круг питающихся ими животных.

Использование в пищу цианобактерий в смеси с детритом и другими водорослями (диатомовыми, зелеными и др.) известно для многих групп водных беспозвоночных. Так, например, коловратки, ветвистоусые, веслоногие, личинки поденок, ручейников и двукрылых (хирономиды и кровососущие комары) питаются в основном зелеными и диатомовыми водорослями (Монаков, 1998), но при исследовании содержимого кишечника этих водных беспозвоночных часто можно обнаружить небольшое количество сине-зеленых водорослей. Брюхоногие моллюски усваивают сине-зеленые водоросли в отмершем виде (Монаков, 1998). Некоторые виды дождевых червей способны питаться сине-зелеными водорослями (Стриганова, 1980). Очевидно, в смеси с детритом или другими водорослями, цианобактерии не проявляют токсичных свойств. При повышении содержания цианобактерий в пищевом субстрате (для разных видов до 20-40%) начинает прослеживаться их негативное влияние на животных.

Известно, что цианобактерии характеризуются как ядовитыми прижизненными выделениями, так и ядовитыми продуктами посмертного разложения. Попадание значительного количества сине-зеленых водорослей в пищу нередко вызывает гибель организма. Токсичность цианобактерий Aphanizomenon flos-aquae была доказана для двухлетних осетров, которые погибали в течение двух месяцев даже после помещения их в чистую воду (Строганов, 1978), а цианобактерий рода Microcystis — для карповых (Zhao et al., 2006). Microcystis aeruginosa ингибируют питание, замедляют рост и половое созревание дафний (DeMott, 1999; Ferrao-Filho et al., 2000). Cylindrospermum raciborskii и Raphidiopsis mediterranea оказались токсичны не

Таблица 1. Примеры успешного разведения личинок двукрылых насекомых на монокультурах цианобактерий

Пищевой субстрат Название вида Источник Пищевой субстрат Название вида Источник

Anabaena Pelina truncatula Foote, 1981b Lyngbya spiralis Pelina truncatula Foote, 1981b

flos-aquae Coenia curvicauda Foote, 1990 Lyngbya sp. Setacera atrovirens Foote, 1982

Scatella stagnalis Zack, Foote, 1978 Scatella picea Connell, Scheir-

Chironomus crassicaudatus Frouz et al., 2004a ing,1981

Glyptotendipes paripes Frouz et al., 2004b Hyadina subnitida Foote, 1979

Anabaena Nostima approximata Foote, 1983 Hyadina binotata Foote, 1979

variabilis Setacera atrovirens Foote, 1982 Lytogaster excavata Foote, 1979

Lytogaster excavata Foote, 1981a Axysta cesta Foote, 1977

Pelina truncatula Foote, 1981b Microcystis sp. Chironomus crassi- Frouz et al., 2004a

Coenia curvicauda Foote, 1990 caudatus

Anabaena sp. Ephydra riparia Thier, Foote, 1980 Nostoc commune Setacera atrovirens Foote, 1982

Setacera atrovirens Foote, 1982 Scatella stagnalis Zack, Foote, 1978

Pelina truncatula Foote, 1981b Nostoc muscorum Scatella stagnalis Zack, Foote, 1978

Hyadina binotata Foote, 1979 Nostoc sp. Scatella stagnalis Foote, 1977

Hyadina subnitida Foote, 1979 Setacera pacifica Foote, 1982

Lytogaster excavata Foote, 1979 Setacera atrovirens Thier, Foote, 1980

Forcipomyia taiwana Yeh, Chuang, 1996 Oscillatoria limosa Nostima approximata Foote, 1983

Anacystis sp. Hyadina subnitida Foote, 1979 Oscillatoria tenius Setacera atrovirens Foote, 1982

Calotrix sp. Coenia curvicauda Foote, 1990 Nostima approximata Foote, 1983

Cylindrosper- Hyadina subnitida Foote, 1979 Coenia curvicauda Foote, 1990

mum sp. Hyadina binotata Foote, 1979 Pelina truncatula Foote, 1981b

Hyadina neglecta Foote, 1977 Oscillatoria sp. Pelina truncatula Foote, 1981b

Lytogaster excavata Foote, 1979 Setacera atrovirens Thier, Foote, 1980

Lytogaster abdominalis Foote, 1977 Phormidium sp. Setacera atrovirens Foote, 1982

Lytogaster flavipes Foote, 1977 Hyadina binotata Foote, 1979

Lytogaster furva Foote, 1977 Hyadina subnitida Foote, 1979

Pelina truncatula Foote, 1981b Lytogaster excavata Foote, 1979

Setacera atrovirens Foote, 1982 Symploca mus- Nostima approximata Foote, 1983

Gloeocapsa sp. Scatella stagnalis Zack, Foote, 1978 corum

Ephydra riparia Thier, Foote, 1980 Synechococcus Coenia curvicauda Foote, 1990

Lyngbya Chironomus crassicaudatus Frouz et al., 2004a leopoliensis

aeroginosa Glyptotendipes paripes Frouz et al, 2004b

только в отношении дафний, но и в отношении чрезвычайно устойчивого к загрязнителям жабро-ногого ракообразного Artemia salina (Zaharia, 2007). При питании в опыте личинок хирономид Thalassomya frauenfeldi и Cricotopus vitripennis ци-анобактериями рода Calotrix происходило замедление роста и гибель личинок на ранних стадиях развития (Луферов, 1957). Кроме того было показано, что токсическое действие на членистоногих наиболее сильно проявляется, когда культуры цианобактерий выращиваются при pH = 8 (Телит-ченко, Левшина, 1964). Неоднократно отмечалось резкое снижение численности личинок кро-

вососущих комаров Culex pipiens и Aedes aegypti в местах массового развития цианобактерий, из которых наиболее токсичными были признаны виды Hapalosiphon fontinalis, Anabaena variabilis и Microcystis aeruginosa. В опыте средний процент гибели личинок составлял 80-100%. Эти же виды водорослей вызывали 100% гибель гусениц непарного шелкопряда, 20-70% гибель личинок комнатной мухи. Другой вид цианобактерий, Nos-toc muscorum, вызывал 100% гибель личинок комнатной мухи (Семаков, 1985).

Тем не менее, некоторые группы беспозвоночных способны питаться и хорошо расти на субстра-

28

КРИВОШЕИНА

тах из цианобактерий. Это коловратки Brachionus dimidiatus, мшанки Plumatella fogosa (переходили на питание цианобактериями Aphanizomenon flos-aqua и Anabaenopsis raciborskii в водоемах-охладителях при температуре 30°С), остракоды Dolerocypris fasciata (Монаков, 1998).

Наибольшее количество примеров успешного питания цианобактериями известно для личинок двукрылых насекомых. Они входят в группу животных, в естественных условиях питающихся детритом в смеси с цианобактериями. Для подтверждения возможности питания и переваривания цианобактерий насекомыми была поставлена серия экспериментов по выращиванию личинок двукрылых насекомых на монокультурах цианобактерий в лабораторных условиях, результаты которых отражены в табл. 1. Из перечисленных в ней видов два — Chironomus crassicaudatus и Glyptotendipes paripes — относятся к семейству Chi-ronomidae, один вид — Forcipomyia taiwana — к семейству Ceratopogonidae и 16 видов — к семейству Ephydridae.

Появившись, как и другие высшие мухи, в кайнозое (Evenhuis, 1994), мухи-береговушки (сем. Ephydridae) отличаются рядом уникальных особенностей как от других двукрылых, так и от насекомых в целом. Мухи-береговушки обитают в горячих, серных, минеральных источниках, щелочных озерах, приливной зоне морей, на солеразработках. Специальные исследования по энтомо-фауне геотермальных систем Камчатки продемонстрировали явное преобладание представителей этого семейства в приповерхностном слое ци-анобактериальных матов. Наибольшей численности — 100 особей на 1 дм2 — достигали мухи-береговушки Scatella stagnalis и Ephydra scholtzi (Лобкова, Лобков, 2003). Сообщество насекомых в газогидротермальных источниках Долины Гейзеров при температуре воды 40°С, помимо вышеперечисленных видов, было представлено, в основном, также мухами-береговушками Paracoenia fumosalis, Ephydra japonica, Scatella crassicosta, Parydra aquila и P. fossarum. Из двукрылых других семейств наиболее многочисленными были личинки и имаго лимониид Limonia (Symplecta) hybr-ida и сирфид Eristalinus sepulchralis.

Эфидриды хорошо приспособились и к обитанию в мелких период

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Источник: naukarus.com

Цианобактерии тип питания

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.