Зеленые бактерии – живые организмы с повадками растений

Солнечные лучи являются источником пищи для всего живого на Земле. Мы привыкли считать, что первыми в игру вступают зеленые растения, использующие свет в качестве источника энергии для протекающих в них химических процессов. Однако существует еще целая группа живых организмов, использующих фотосинтез, но в отличие от растений и сине-зеленых водорослей не выделяющих при этом кислород. В эту группу входят пурпурные и зеленые бактерии, содержащие пигменты соответствующего цвета, похожие по функциональным признакам на хлорофиллы бактерий.

горячие источники

Научное открытие бактерий, питающихся как растения

Довольно долго зеленые бактерии относили к сине-зеленым водорослям. И только труды русского микробиолога С.Н. Виноградского и американского ученого ван Ниля (Cornelis Bernardus van Niel) помогли определить разницу между ними. Хотя и те, и другие используют фототрофный тип питания (свет как источник энергии), зеленые бактерии в отличие от сине-зеленых водорослей не выделяют кислород в процессе фотосинтеза.

Бактериальный фотосинтез был открыт в 30-х годах прошлого века ван Нилем. Сейчас фототрофы (организмы, использующие солнечный свет для синтеза питания) активно используются в биологии для различных научных изысканий, например, эволюции фотосинтеза, организации фотосинтезирующих комплексов, фиксации молекулярного азота, круговорота углерода и серы в естественной среде и т. д. Бактериальный фотосинтезирующий тип питания присущ не только пурпурным и зеленым бактериям, но и огромной группе сине-зеленых водорослей.

Характеристика хлоробактерий

Зеленые бактерии, или хлоробактерии, имеют следующие признаки:

  • это эубактерии (истинные бактерии);
  • тип питания – фотосинтез (т. е. используют для питания солнечный свет), но не выделяют кислород;
  • прокариоты – не содержат четко выраженного клеточного ядра и большинства органоидов;
  • анаэробы – способны жить в бескислородной среде, получают кислород путем расщепления органических соединений;
  • грамотрицательны – не сохраняют цвет при окрашивании по Граму (датский ученый, предложивший метод идентификации бактерий с помощью анилиновых красителей);
  • имеют бактериохлорофиллы и каротиноиды – пигменты, поглощающие свет и перерабатывающие его в энергию химических процессов.

Ученые считают, что зеленые бактерии – одни из самых древних организмов, использующих процесс фотосинтеза для питания. Немного позже (на пару-тройку миллионов лет) к этой группе фототрофов присоединились сине-зеленые водоросли. Однако состав хлорофиллов и некоторых других пигментов зеленых бактерий отличается от аналогичных структур сине-зеленых водорослей, хотя обе эти группы используют один и тот же тип питания (фотосинтез).

водоросли

Биологи до сих пор спорят о принадлежности сине-зеленых водорослей. Есть гипотезы, что они не относятся ни к бактериям, ни к растительному миру, а представляют собой отдельную, тупиковую, ветвь эволюции. Однако мнение ученых не мешает сине-зеленым водорослям оставаться одними из самых распространенных организмов на Земле. Благодаря гибкому типу питания они, не опасаясь конкуренции, умудряются существовать в граничных, порой экстремальных условиях.

Обитатели и «убийцы» водоемов

Зеленые бактерии живут в основном в воде. Они одинаково любят пресные и соленые водоемы, предпочитают места с повышенным содержанием сероводорода, но могут выживать и в почве. При затоплении таких участков бактерии могут мгновенно разрастаться и придавать воде соответствующую окраску. Застойные или малоподвижные участки водоемов особенно привлекают эти микроорганизмы. При повышении температуры среды они довольно быстро образуют в таких местах огромные колонии, видимые даже невооруженным взглядом («цветущие» водоемы).

загрязненная вода

«Цветение» воды способно буквально убивать водоемы, особенно хорошо это явление знакомо владельцам аквариумов. Дело в том, что некоторые выделения зеленых бактерий в процессе питания и продукты их разложения опасны, а иногда и ядовиты. Поэтому водоем или аквариум, загрязненный такими «постояльцами», без соответствующей очистки очень быстро превращается в болото.

Что такое нитчатые микроорганизмы и серобактерии

Зеленые бактерии разделяют на две подгруппы:

  1. Зеленые серные бактерии. Эти неподвижные одноклеточные организмы получили такое название, потому что способны расти в серосодержащей среде, а молекулярный кислород их убивает. То есть воздух для них смертелен, а вода – нет, хотя в ней тоже есть кислород в связанном состоянии. В биологии все это звучит следующим образом – облигатные фототрофы, строгие анаэробы, в качестве донора электронов используют неорганические серные соединения или молекулярную серу. Зеленые серобактерии были найдены даже около горячих источников на дне океана на глубине около 2,5 км.
  2. Зеленые нитчатые бактерии состоят из множества клеток, похожих на палочки. Эти микроорганизмы передвигаются скольжением, поэтому иногда их называют скользящими. Нитчатые бактерии используют органические соединения в качестве источника пищи при отсутствии света. Они тоже не нуждаются в кислороде для существования, но в отличие от их собратьев могут существовать и при наличии молекулярного кислорода (т. е. являются факультативными анаэробами). И хотя кислород их не убивает, но может сильно замедлить или совсем прекратить синтез зеленого пигмента (бактериохлорофилла). Это приводит к большему содержанию в клетках каротиноидов, что в целом дает оранжевый цвет популяции таких бактерий.

бактерии в водоемах

По типу питания обе эти группы являются фототрофами, т. е. наличие света для синтеза необходимо. Но определенная группа серобактерий может выживать и при очень малой освещенности, например, в океанских глубинах. А нитчатые бактерии отлично себя чувствуют и при хорошем освещении, и в темноте, используя энергию света или органических соединений. Все это обуславливает широкое распространение зеленых бактерий в некомфортных для других видов условиях.

Загадочное существо – эвглена зеленая

Эвглена зеленая – одноклеточный простейший организм, который, по мнению зоологов, принадлежит к животному миру, а представители других областей биологии считают ее водорослью. Название свое это растение-животное получило, как легко догадаться, за зеленый цвет.

У эвглены зеленой есть еще пара «сестричек»: эвглена кровавая и эвглена снежная. Эти «дамы», массово размножаясь в невозможных, казалось бы, условиях, умудряются окрасить снег в желтый, зеленый, кровавый (чаще всего) и даже черный цвет.

Строение эвглены зеленой

Однако это является исключением из правил. Чаще всего эвглена встречается в пресноводных водоемах, в неглубоких, хорошо освещенных местах, иногда эти микроорганизмы можно встретить в сырой почве или заболоченных участках. В морской воде эвглены встречаются редко, в основном на мелководье с сильно опресненной водой.

Это интересное существо объединяет в себе черты и растений, и животных. Так, при достаточном количестве света эвглена питается за счет фотосинтеза, используя свои хлоропласты. В том случае, когда свет не попадает на клетки водорослей, они теряют свою окраску (хлорофилл разрушается) и переходят к поглощению органических веществ, растворенных в воде.

Благодаря такому типу питания эвглена принимает активное участие в процессе самоочищения водоемов, в том числе и сточных вод. Некоторые виды этих водорослей служат своеобразными биологическими индикаторами для оценки чистоты водоемов. В биологии эвглен используют для изучения влияния на живой организм различных факторов – температуры, антибиотиков, витаминов и т. д.

эвглена зеленая

При комфортных для эвглены условиях размножение этих простейших может стать «взрывным». Именно этой водоросли мы обязаны таким неприятным явлением, как «цветение» воды в стоячих водах (прудах или заводях рек). Признак появления и активного размножения эвглены в аквариуме – мутная, зеленая вода.

Водоросли в аквариуме

«Цветение» воды в аквариуме наблюдают в основном в летний период. Эвглена, которая и является главным виновником, очень любит тепло и солнечный свет. Кроме того, в природных водоемах, из которых берут водопроводную воду, в этот период времени тоже наблюдается бурный рост зеленых одноклеточных водорослей. При простой смене воды в аквариуме велика вероятность получить «в гости» целый набор разного типа водорослей.

В аквариуме мутная вода

Избавиться от этой проблемы помогут регулярные подмены воды, применение ультрафиолетовой лампы в фильтре или обычное фильтрование с помощью плотной ткани на входе внешнего фильтра.

Нитчатые водоросли не менее опасны. Одни виды легко уничтожаются с помощью аквариумных растений, которые перехватывают питательные вещества у водорослей. Другие требуют применения специальных химических средств и тщательной очистки фильтров и самого аквариума. Отдельные водоросли исчезают при устоявшемся азотном цикле.

Сине-зеленые водоросли особенно опасны для обитателей аквариума. Они в буквальном смысле отравляют воду. Уничтожают сине-зеленые водоросли, как и любые бактерии, с помощью антибиотиков и антисептиков, например, перекиси водорода.

Аквариум с рыбкой

Существование зеленых бактерий с их почти безграничной возможностью выживать в любых условиях лишний раз доказывает, что жизнь настолько многообразна и упряма, что может существовать и под многокилометровой толщей воды при почти полном отсутствии света и неимоверной температуре, и в снегах высокогорий или арктической пустыне.

Похожие статьи:
Загрузка...

__________________________

Остались вопросы? Задайте их в комментариях к статье, мы обязательно ответим