Найти тему
Мысли биолога

Эта бактерия живёт в вашем саду. Её можно увидеть без микроскопа и потрогать голыми руками

Приветствую друзья, это двадцатый второй выпуск проекта “Наглядная биология” и сегодня мы с вами познакомимся с удивительной бактерией, которую можно не только увидеть невооруженным глазом, но и потрогать руками в ближайшем от Вас саду или водоёме.

Цианобактерия Носток
Цианобактерия Носток

Носток – это род микроскопических одноклеточных организмов, относящийся к отделу цианобактерий.

Представители цианобактерий или как их ещё называют в литературе – синезелёные водоросли, в отличии от других отделов бактерий, могут подобно растениям проводить фотосинтез, с выделением кислорода (оксигенный фотосинтез), за что и получили такое название. На самом деле никакого реального отношения к водорослям они не имеют.

Колония Носток
Колония Носток

Суть фотосинтеза такая же как у обычных растений. В результате процесса бактерии под действием солнечного света преобразуют находящиеся в субстрате неорганические вещества (углекислый газ и воду) в питательные сахара. Часть из них может запасаться в виде особой формы крахмала.

Клетки содержат следующий набор пигментов: хлорофилл а, ß -каротин, c-фикоэритрин, аллофикоцианин, c-фикоцианин. Их сочетание может окрашивать клетки в зеленый, оливковый, желтовато-зеленый и синеватый цвет.

Упрощённая схема фотосинтеза с выделением кислорода (оксигенный фотосинтез)
Упрощённая схема фотосинтеза с выделением кислорода (оксигенный фотосинтез)

Поскольку бактериальная клетка устроена очень просто и не имеет мембранных структур, то все процессы фотосинтеза протекают прямо во внутреннем пространстве клетки, ближе к краям.

Строение клетки Nostoc. На фотографии с электронного микроскопа 2 клетки. Цельная (слева) и ещё одна в процессе деления (справа).
Строение клетки Nostoc. На фотографии с электронного микроскопа 2 клетки. Цельная (слева) и ещё одна в процессе деления (справа).

В остальном это самые обычные бактерии. У них нет ядра, ДНК в виде кольцевой молекулы свободно плавает в цитоплазме, а вокруг оболочки имеется прочная четырехслойная клеточная стенка из муреина (пептидогликана).

Дополнительный слой клеточной оболочки мешает проникновению красителя, поэтому по Граму бактерии рода Носток не окрашиваются. Это Грам отрицательные (-) бактерии.

Форма клетки шарообразная, жгутиков для передвижения нет, а размеры не превышают нескольких микрометров. Вы спросите, но как же тогда их можно увидеть, ведь в начале статьи было сказано, что это можно сделать даже без помощи микроскопа. Ответ очень прост – “колониальные формы”.

3д модель цепочки из бактерий Носток
3д модель цепочки из бактерий Носток

В природе Носток формирует длинные цепочки из сотен и даже тысяч бактерий. При этом каждая из них остаётся самостоятельным живым организмом.

Тем не менее совместное существование даёт множество преимуществ для выживания, поэтому отдельные цепочки тоже стараются соединяться друг с другом. Далее вокруг них образуется дополнительная оболочка, а всё внутреннее содержимое заполняется веществом похожим на слизь.

Сферическая колония
Сферическая колония

В результате такого объединения, появляются колонии, которые приобретают впечатляющие по меркам микромира размеры. Так, например, колонии вида Носток Сливовидный, могут достигать 2-3 сантиметров в диаметре, а самые большие задокументированные колонии, найденные в семидесятых годах прошлого века, имели размер от двадцати пяти до тридцати сантиметров в диаметре и весили до трёх килограмм.

Форма колонии не всегда шарообразная, встречаются и сплющенные, вытянутые, изогнутые колонии и даже просто отдельные слизневые комки на поверхности растений, камней и почвы.

Скученные колонии Носток
Скученные колонии Носток

Помимо фотосинтезирующих клеток в колонии имеются специализированные структуры – гетероцисты. Они по размерам чуть крупнее и в них происходит процесс фиксации атмосферного азота.

Гетероциста Носток
Гетероциста Носток

Помимо участии в создании новых белков его функция в жизнедеятельности Ностока ещё не до конца определена, однако свойство фиксации азота может быть использовано человеком в сельском хозяйстве.

Колонии Ностока используют как биоудобрение, которое значительно ускоряет рост растений, на корнях которых они поселяются.

Эксперимент по использованию цианобактерий Носток при проращивании семян пшеницы
Эксперимент по использованию цианобактерий Носток при проращивании семян пшеницы

Размножается Носток также и остальные бактерии за счёт простого деления надвое (бинарное деление), при этом внутренние слои оболочки во время процесса врастают внутрь клетки.

Схема деления бактериальных клеток. Бинарное деление. (с) Википедия
Схема деления бактериальных клеток. Бинарное деление. (с) Википедия

Носток как и другие цианобактерии очень широко распространён в живой природе. Его можно встретить почти в каждом природном водоёме и почве. Отдельные микроскопические колонии были найдены даже в реликтовых озёрах Антарктиды.

Значение цианобактерий в экосистеме огромно, именно они 2.4 миллиарда лет назад сформировали атмосферу планеты, обеспечив почти половину всего имеющегося в ней на данный момент кислорода.

Водоёмы с цианобактериями
Водоёмы с цианобактериями

Ещё Цианобактерии это один из главных поставщиков питательных веществ на Земле, в составе планктона ими питаются микроорганизмы и некоторые животные.

Колония Носток и Инфузории.  Увеличение х100
Колония Носток и Инфузории. Увеличение х100

Иногда цианобактерии могут размножиться в таком количестве, что становятся токсичными для всех остальных водных обитателей, а их гниение вызывает мор рыбы и образование слизистой плёнки на поверхности водоёма, которая мешающей фотосинтезу водных растений.

Это природное явление получило название – цветение воды, из-за характерного зелёного оттенка, который приобретает вода в водоёме.

Цветение воды
Цветение воды
Спасибо за внимание друзья, подписывайтесь на канал и оставляйте комментарии, каких микроорганизмов Вы бы хотели увидеть в следующих статьях и видео.
До скорых встреч.

Другие соц.сети проекта:
Ютуб
Вконтакте
Boosty (бонусы от автора за поддержку проекта)

Наука
7 млн интересуются