Die Cyanobakterien sind die größte und vielfältigste Gruppe photosynthetischer Bakterien. Sie waren früher als Blaualgen bekannt. Sie weisen folgende Merkmale auf:
Zelltyp: Sie sind echte Prokaryoten. Sie haben keinen echten Zellkern und keine Kernmembran.
Größe und Form: Sie variieren stark in Größe und Form. Ihr Durchmesser reicht von I bis I Opm.
Vegetative Struktur: Sie können einzellig sein oder Kolonien verschiedener Formen bilden oder Fäden bilden. Das Filament besteht aus Trichomen. Ein Trichom ist eine Kette von Zellen. Jedes Filament ist von einer schleimigen Hülle umgeben. Ein Trichom mit seiner umgebenden Hülle wird als Filament bezeichnet. Trichome können verzweigt oder unverzweigt sein. Fortbewegung: Sie haben keine Geißeln. Sie benutzen Gasbläschen, um sich im Wasser fortzubewegen. Viele fadenförmige Arten zeigen gleitende Bewegungen. Einige Filamente verschieben ihre Position seitlich im Wasser.
Zellstruktur: Die Zelle hat folgende Teile:
1. Zellwand und schleimige Hülle: Sie haben primitive Zelltypen. Die Zelle ist von einer Zellwand umgeben. Die Zellwand besteht aus Zellulose und Pektinstoffen. Schleimstoffe bilden eine Hülle um die Zelle. Die Hülle erhöht die Wasseraufnahmekapazität der Zelle. Die Farbe der Hülle schützt die Zelle vor starkem Licht.
2. Protoplast: Das Protoplast ist in zwei Teile unterteilt:
(a) Centroplasma: Der zentrale Bereich ist farblos und wird Centroplasma genannt. Das Zentroplasma hat einen zentralen Körper. Es enthält Chromatinmaterial. Das Kernmaterial ist nicht in Form von Chromosomen vorhanden. Es liegt in Form von kristallinen Körnchen vor. Er kann als primitiver Kern bezeichnet werden. Aber es fehlen Kernmembran und Nukleolus.
(b) Chromoplasma: Der äußere Bereich ist blau-grün pigmentiert. Er wird Chromoplasma genannt. Das Chromoplasma enthält die Pigmente Chlorophyll, Carotin, Myxothanhophyll und Phycocyanin. Außerdem enthält es Öltröpfchen und Glykogen. Bestimmte Gasbläschen sind ebenfalls darin vorhanden.
3. Photosynthesesystem: Ihr photosynthetisches System ist dem der Eukaryoten sehr ähnlich. Sie haben Chlorophyll und Photosystem II. Sie verwenden Wasser als Elektronendonator. Während der Photosynthese setzen sie Sauerstoff frei. Daher betreiben sie eine sauerstoffhaltige Photosynthese. Sie verwenden Phycobiline als akzessorische Pigmente. Die Photosynthesepigmente und die Komponenten der Elektronentransportkette befinden sich innerhalb der Thylakoidmembran. Diese Pigmente sind mit Partikeln, den Phycobilisomen, verbunden. Das blaue Pigment Phycoeyanin ist ihr vorherrschendes Phycobilin.
4. Heterocysten: Die Fäden einiger Cyanobakterien haben spezielle Zellen, die Heterozysten genannt werden. Das sind vergrößerte tonnenförmige Zellen. Es gibt verschiedene Ansichten über die Natur der Heterozysten. Nach einer Ansicht sind sie rudimentäre Sporen. Nach der zweiten Ansicht spielen Heterozysten eine Rolle bei der Stickstofffixierung.
Vermehrung
Die geschlechtliche Vermehrung fehlt bei Cyanobakterien völlig. Sie vermehren sich ungeschlechtlich durch folgende Methoden:
a) Binäre Spaltung: Es handelt sich um eine einfache Zellteilung. Das genetische Material repliziert sich. Sie bewegen sich zu entgegengesetzten Polen. In der Mitte der Zelle erscheint ein ringförmiger Auswuchs. Er teilt die Zelle in zwei Teile. ) Fragmentierung: Das Filament der Cyanobakterien bricht in kleine Fragmente auf. Jedes Fadenstück wächst und bildet eine neue Kolonie. Hormogonien: Die abgebrochenen Teile eines Fadens werden Hormogonien genannt. Zwischen zwei Zellen bilden sich doppelte konkave Scheiben aus gallertartigem Material. Man nennt sie Trennscheiben. Die Fäden brechen an diesen Stellen und bilden Hormogonien. Hormosporen: Unter ungünstigen Bedingungen entwickeln einige Hormogonien eine dicke Wand. Sie werden Hormosporen genannt. Unter günstigen Bedingungen keimen sie direkt zu neuen Fäden aus.
(e) Plancocci: Dies sind einzellige Hormogonien. Sie zeigen . kriechende Bewegungen. Plancocci entwickeln eine neue Kolonie. (1) Sporenbildung: Es gibt folgende Arten von Sporen:
- Akinetes oder Arthrosporen: Akinetes sind dickwandige, vergrößerte Fortpflanzungszellen. Die Zelle speichert Nahrungsreserven und Vergrößerungsstoffe. Sie sondert eine dicke Wand ab und wird zur Akinete. Akineten haben eine außenwandige Exospore und eine innenwandige Endospore. Sie sind gelb oder braun gefärbt. Die Akinete keimen sofort nach dem Regen.
- Endosporen: Einige Cyanobakterien entwickeln Endosporen. Der Protoplast bestimmter Zellen teilt sich und entwickelt Endosporen. Die alte Zellwand platzt auf und Endosporen kommen heraus.
- Exosporen: Sie werden an der Spitze einiger Äste herausgeschnitten. Sie werden abgetrennt und entwickeln neue Fäden.
Klassifizierung der Cyanobakterien Es gibt drei Ordnungen von Cyanobakterien
- Chroococcales: Dies sind Süßwassercyanobakterien. Sie sind einzellig oder bilden nicht-filamentöse Kolonien. Die Vermehrung erfolgt durch Binärspaltung oder Fragmentierung. Beispiele: Chroococcus
- Chamaesiphonales: Diese sind im Allgemeinen Epiphyten. Sie bilden Fäden. Die Vermehrung erfolgt durch Sporenbildung. Die meisten Arten sind marin. Beispiel: Chameaesiphon
- Hormogonales: Diese sind alle fadenförmig. Sie vermehren sich durch Hormogonienbildung. Sie bilden auch Heterocysten und Akinetes. Die meisten von ihnen kommen im Süßwasser vor. Beispiele: Nostoc, Anabaena, Osiellatoria
Nostoc ist eine Gattung von Cyanobakterien. Sie umfasst 29 Arten. Die häufigsten Arten sind N. caneunt, N. commune, N. endophytunr, N. rivttlare usw. Man findet sie in einer Vielzahl von Umweltnischen. Er bildet Kolonien, die aus Fäden monilifer Zellen bestehen. Diese Kolonie ist in einer gallertartigen Hülle verpackt.
Habitat
I. Nostoc findet man im Boden, auf feuchten Felsen, am Grund von Seen und Quellen (sowohl Süß- als auch Salzwasser), selten in marinen Lebensräumen. In Süßwasserkörpern bilden sie frei schwimmende Kugeln. Manchmal können diese Kugeln an einem Gegenstand befestigt sein.
- Sie können auch symbiotisch im Gewebe von Pflanzen, wie z. B. Hauswurzen, wachsen. Über Heterozysten versorgen sie ihren Wirt mit Stickstoff. Heterozysten sind endständig differenzierte Zellen.
- Sie sind auch als Algenbestandteil einiger Flechten zu finden.
- Sie sind auch auf Baumstämmen zu finden. Sie bilden schleimige oder ledrige Auswüchse auf den Baumstämmen.
Struktur
Struktur der Kolonie
Die Nostoc-Kolonie ist unter normalen Bedingungen nicht auf dem Boden zu sehen. Nach Regen schwillt sie jedoch an und bildet eine auffällige gallertartige Masse. Deshalb dachte man früher, dass sie vom Himmel fallen. Ihre volkstümlichen Namen sind daher Sternschnuppe und Sterngelee. Sie werden auch Hexenbutter genannt. Die Kolonie ist fast rund. Ihre Größe kann so groß wie ein Hühnerei sein.
Ihr gallertartiger Körper besteht aus zahlreichen inneren Fäden, den Trichomen. Die Kolonie sondert eine große Menge an gallertartiger
Substanz ab. Sie bildet einen gallertartigen Klumpen. Eine große Anzahl von Trichomen ist in einer Hülle oder Haut dieses Klumpens eingekapselt.
Jedes Trichom ist einfach, frei und oft gebogen oder gewunden. Es ist nicht verzweigt. Es besteht aus perlenartigen Zellen. Diese Zellen sind zur Außenhaut des Körpers hin dichter besiedelt. Die Filamente oder Trichome sind in großer Zahl vorhanden. Sie verursachen das schleimige Gefühl, wenn die gallertartigen Kolonien aufgerissen werden. Das Trichom kann eine
oder mehrere vergrößerte Zellen enthalten, die als Heterozysten bezeichnet werden.
Struktur der Zellen
Die meisten Zellen einer Kolonie sind ähnlich groß. Ihre Zellen haben folgende Bestandteile:
I. Jede Zelle hat eine äußere Zellwand. Diese Wand besteht aus drei Schichten. Die innere Schicht ist eine dünne Zellschicht, die mittlere ist eine Pektinschicht und die äußere eine Schleimschicht.
2. Das Protoplasma besteht aus zwei Teilen. Der äußere Teil wird Chromoplasma genannt. Er enthält Pigmente. Daher ist es farbig.
Monera (Prokaryoten)
Plastiden fehlen in Nostoc. Der zentrale Teil des Protoplasmas ist farblos. Er enthält kernähnliches Material, das als Zentralkörper oder Chromatinkörnchen bezeichnet wird.
- In einigen Kolonien sind Pseudovakuolen vorhanden. Ihre Nahrungsreserve besteht aus Glykogen und Öltröpfchen.
- Heterozysten sind größere tonnenförmige Zellen. Sie sind auf die Stickstofffixierung spezialisiert.
- Golgikörper, endoplasmatisches Retikulum und Mitochondrien fehlen in ihren Zellen.
Reproduktion
Geschlechtliche Fortpflanzung ist bei Nostoc-Arten nicht bekannt. Nostoc pflanzt sich durch ungeschlechtliche Methoden fort.
I. Vegetative Vermehrung: Sie setzt sich innerhalb der Kolonie fort, bis
die Feuchtigkeit verschwindet. Dann bilden viele der Zellen Sporen. Diese Sporen bilden die schwärzliche Masse, die man bei trockenem Wetter sieht. Diese Sporen sind in der Lage, Trockenheit und ultraviolette Strahlung im Sommer zu überstehen. Diese Sporen wachsen im Frühjahr und bilden neue Kolonien.
- Hormonbildung: Sie ist die häufigste Methode der ungeschlechtlichen Fortpflanzung bei Nostoc. Hormogone sind kurze Fäden. Sie entwickeln sich durch vegetative Vermehrung zu größeren Längen. Heterozysten sind der Punkt, an dem der Faden in Hormone zerfällt. Hormone können auch durch den Bruch des Fadens oder den Zerfall des Fadens an anderen Stellen entstehen. Hormogone können eine gallertartige Hülle behalten. In einigen Fällen lösen sich die Hormone jedoch aus der gallertartigen Hülle und entwickeln sich zu einer neuen Kolonie. In einigen Fällen lösen sich die Hormone nicht aus der Kolonie und wachsen zu neuen Trichomen innerhalb der Mutterkolonie heran. Auf diese Weise wird eine große Anzahl von Trichomen in derselben Kolonie gebildet.
- Bildung von Akineten oder Anthrosporen: Akinetes werden bei ungünstigen Bedingungen gebildet. Akineten sind dickwandige Sporen mit einer großen Menge an reserviertem Nahrungsmaterial. Ihre Wand ist zwei bis drei Schichten dick. Sie haben körniges Protoplasma. Akinetes haben einen Nahrungsvorrat in Form von Cyanophycin-Stärkekörnern. Akinetes sind in der Lage, neue Fäden zu bilden. Die Akinetes können trockene Bedingungen überleben. Sie gründen schließlich neue Kolonien an anderen Orten, an denen Regen fällt.
- Ileterozysten: Heterozysten sind bei Nostoc kein übliches Mittel der -Erzeugung. Aber in Nostoc commune keimen Heterozysten, um neue Kolonien zu bilden“. Der Inhalt der Heterozysten teilt sich in zwei und dann in vier Zellkeime. Die Wand der Heterozyste reißt oder löst sich auf, und die Keimzellen kommen heraus. Sie keimen und bilden eine neue Pflanze.
- Endosporenbildung: Endosporen können sich bei N. commune und N. tnicroscpicum bilden. Die Endosporen werden durch die Teilung des Inhalts der Heterozyste gebildet. Sie kommen heraus und entwickeln neue Pflanzen.
Abbildung: Nostoc-Filament Nostoc-Kolonie
Wirtschaftliche Bedeutung von Nostoc
I. Nostoc enthält Eiweiß und Vitamin C.
2. Nostoc-Arten werden vor allem in Asien angebaut und als Nahrungsmittel verzehrt. Die Sorten N. flagelliforme und N. commune werden in China, Japan und Java verzehrt, N. commune wird auch in den Anden konsumiert. Die bevorzugte Sorte in Zentralasien ist N. ellipsosporunt.
3. Fat choy (Nostoc flagelliforme) wird in China reichlich konsumiert. Er hat jedoch keinen Nährwert. Er enthält auch Betamethylamino L-Alanin (BMAA), eine giftige Aminosäure. Diese Aminosäure kann die normalen Funktionen der Nervenzellen beeinträchtigen. Sie kann degenerative Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson und Demenz verursachen.
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