I cianobatteri sono il più grande e vario gruppo di batteri fotosintetici. Erano precedentemente conosciuti come alghe verdi blu. Mostrano le seguenti caratteristiche:
Tipo di cellula: Sono veri procarioti. Non hanno un vero nucleo e una membrana nucleare.
Dimensione e forma: Variano notevolmente in dimensioni e forma. Il loro diametro varia da I a I Opm.
Struttura vegetativa: Possono essere unicellulari o formare colonie di forme diverse o formare filamenti. Il filamento è composto da tricomi. Il tricoma è una catena di cellule. Ogni filamento è circondato da una guaina mucillaginosa. Un tricoma con la guaina che lo racchiude è chiamato filamento. Il tricoma può essere ramificato o non ramificato. Locomozione: Mancano di flagelli. Usano vescicole di gas per muoversi nell’acqua. Molte specie filamentose mostrano movimenti di scivolamento. Alcuni filamenti spostano la loro posizione lateralmente nell’acqua.
Struttura cellulare: La cellula ha le seguenti parti:
1. Parete cellulare e guaina mucillaginosa: Hanno tipi di cellule primitive. La cellula è circondata dalla parete cellulare. La parete cellulare è composta da cellulosa e sostanze pectiche. La mucillagine forma una guaina intorno alla cellula. La guaina aumenta la capacità di trattenere l’acqua della cellula. Il colore della guaina protegge la cellula dalla luce forte.
2. Protoplasto: Il protoplasto è diviso in due parti:
(a) Centroplasma: La regione centrale è incolore chiamata centroplasma. Il centroplasma ha un corpo centrale. Contiene materiale cromatinico. Il materiale nucleare non è presente sotto forma di cromosoma. È presente sotto forma di granuli cristallini. Può essere chiamato nucleo primitivo. Ma manca la membrana nucleare e il nucleolo.
(b) Cromoplasma: La regione esterna è pigmentata di verde blu. Si chiama cromoplasma. Il cromoplasma contiene i pigmenti clorofilla, carotina, myxothanhophyll e ficocianina. Contiene anche goccioline di olio e glicogeno. Alcune vescicole di gas sono anche presenti in esso.
3. Sistema fotosintetico: Il loro sistema fotosintetico è molto simile a quello degli eucarioti. Hanno la clorofilla e il fotosistema II. Usano l’acqua come donatore di elettroni. Rilasciano ossigeno durante la fotosintesi. Pertanto, effettuano la fotosintesi ossigenica. Usano le ficobiline come pigmenti accessori. I pigmenti fotosintetici e i componenti della catena di trasporto degli elettroni si trovano all’interno della membrana del tilakoide. Questi pigmenti sono collegati con particelle ficobilisomi. Un pigmento blu Phycoeyanin è il loro predominante phycobilins.Cyanobacteria fissare CO2 attraverso il ciclo di Calvin.
4. Heterocysts: I filamenti di alcuni cianobatteri hanno cellule speciali chiamate eterocisti. Sono cellule allargate a forma di barile. Ci sono diverse opinioni sulla natura delle eterocisti. Secondo una visione, sono spore vestigiali. Secondo il secondo punto di vista le eterocisti hanno un ruolo nella fissazione dell’azoto.
Riproduzione
La riproduzione sessuale è completamente assente nei cianobatteri. Si riproduce asessualmente con i seguenti metodi:
a) Fissione binaria: È una semplice divisione cellulare. Il materiale genetico si replica. Si spostano ai poli opposti. Un’escrescenza ad anello appare al centro della cellula. Divide la cellula in due. ) Frammentazione: Il filamento del cianobatterio si rompe in piccoli frammenti. Ogni filamento cresce per formare una nuova colonia. Ormogonia: I pezzi rotti di un filamento sono chiamati ormogonie. Tra due cellule si formano doppi dischi concavi di materiale gelatinoso. Si chiama disco di separazione. I filamenti si rompono in questi punti e formano le ormogonie. Ormogonie: In condizioni sfavorevoli, alcuni ormogoni sviluppano una parete spessa. Sono chiamate ormospore. In condizioni favorevoli germinano direttamente in un nuovo filamento.
(e) Plancocci: Questi sono ormogoni monocellulari. Mostrano . movimenti striscianti. I plancocci sviluppano una nuova colonia. (1) Formazione di spore: Ci sono i seguenti tipi di spore:
- Akinetes o artrospore: Gli acineti sono cellule riproduttive a parete spessa e allargate. La cellula immagazzina cibo di riserva ed enlarans. Secerne la parete spessa e diventa akinete. Gli acineti hanno esospore a parete esterna ed endospore a parete interna. Sono di colore giallo o marrone. Gli acineti germinano immediatamente dopo la pioggia.
- Endospore: Alcuni cianobatteri sviluppano endospore. Il protoplasto di alcune cellule si divide e sviluppa endospore. La vecchia parete cellulare scoppia ed escono le endospore.
- Esospore: Vengono tagliate all’estremità di alcuni rami. Si separano e sviluppano un nuovo filamento.
Classificazione dei cianobatteri Esistono tre ordini di cianobatteri
- Chroococcales: Sono cianobatteri d’acqua dolce. Sono unicellulari o formano colonie non filamentose. La riproduzione avviene per fissione binaria o frammentazione. Esempi: Chroococcus
- Chamaesiphonales: Questi sono generalmente epifiti. Formano dei filamenti. La riproduzione avviene per formazione di spore. La maggior parte delle specie sono marine. Esempio: Chameaesiphon
- Hormogonales: Sono tutte filamentose. Si riproducono per formazione di ormogonie. Formano anche eterocisti e Akinetes. La maggior parte sono d’acqua dolce. Esempi: Nostoc, Anabaena, Osiellatoria
Nostoc è un genere di cianobatteri. Ha 29 specie. Le sue specie comuni sono N.caneunt, N.commune, N.endophytunr, N. rivttlare ecc. Si trova in una varietà di nicchie ambientali. Forma colonie composte da filamenti di cellule moniliformi. Questa colonia è imballata in una guaina gelatinosa.
Habitat
I. Nostoc si trova nel suolo, sulle rocce umide, sul fondo di laghi e sorgenti (sia di acqua dolce che salata). Formano palline galleggianti libere in corpi d’acqua dolce. A volte, queste palline possono essere attaccate a qualche oggetto.
- Possono anche crescere simbioticamente all’interno dei tessuti delle piante, come le omelie. Forniscono azoto al loro ospite attraverso eterocisti. Le eterocisti sono cellule differenziate terminalmente.
- Si trovano anche come componente algale di alcuni licheni.
- Si trovano anche sui tronchi degli alberi. Formano escrescenze mucose o coriacee sui tronchi degli alberi.
Struttura
Struttura della colonia
La colonia di Nostoc non si vede sul terreno in condizioni normali. Ma dopo la pioggia si gonfia e forma una cospicua massa gelatinosa. Pertanto, prima si pensava che cadessero dal cielo. Pertanto, i loro nomi popolari sono stella caduta e gelatina di stelle. Sono anche chiamate burro di streghe. La colonia è quasi arrotondata. La sua dimensione può essere grande come un uovo di gallina.
Il suo corpo gelatinoso è costituito da numerosi filamenti interni chiamati tricomi. La colonia secerne una grande quantità di sostanza gelatinosa
. Forma un grumo gelatinoso. Un gran numero di tricomi sono incapsulati in una guaina o pelle di questo grumo.
Ogni tricoma è semplice, libero e spesso curvo o arrotolato. Non è ramificato. È composto da cellule simili a perle. Queste cellule appaiono più densamente popolate verso la pelle esterna del corpo. I filamenti o tricomi sono in grande abbondanza. Essi causano la sensazione di viscido quando le colonie gelatinose vengono rotte. Il tricoma può contenere una
o più cellule ingrandite, chiamate eterocisti.
Struttura delle cellule
La maggior parte delle cellule di una colonia sono di dimensioni simili. Le sue cellule hanno i seguenti componenti:
I. Ogni cellula ha una parete cellulare esterna. Questa parete consiste di tre strati. Lo strato interno è uno strato cellulare sottile, lo strato medio è pectico e lo strato esterno è mucillagine.
2. Il protoplasma è composto da due parti. La parte periferica è chiamata cromoplasma. Contiene pigmento. Quindi è colorato.
Monera (procarioti)
I plastidi sono assenti in Nostoc. La parte centrale del protoplasma è incolore. Contiene materiale simile al nucleo chiamato corpo centrale o granuli di cromatina.
- In alcune colonie sono presenti pseudo-vasi. Il loro materiale alimentare di riserva è glicogeno e goccioline d’olio.
- Le eterocisti sono cellule più grandi a forma di barile. Sono specializzate per la fissazione dell’azoto.
- Corpi di Golgi, reticolo endoplasmatico e mitocondri sono assenti nelle loro cellule.
Riproduzione
La riproduzione sessuale non è riportata nelle specie di Nostoc. Nostoc si riproduce seguendo metodi asessuati.
I. Riproduzione vegetativa: Continua all’interno della colonia fino a quando
quando l’umidità scompare. Allora molte delle cellule formano spore. Queste spore formano la massa nerastra che si vede con il tempo secco. Queste spore sono in grado di sopravvivere alla siccità e alle radiazioni ultraviolette in estate. Queste spore crescono in primavera e formano nuove colonie.
- Formazione di ormoni: È il metodo più comune di riproduzione asessuata in Nostoc. Gli ormogoni sono filamenti di breve lunghezza. Si sviluppano in lunghezze maggiori per riproduzione vegetativa. Le eterocisti sono il punto in cui il filamento si rompe in ormogoni. Gli ormogoni possono anche formarsi dalla rottura del filamento o dal decadimento del filamento in altri punti. Gli ormogoni possono mantenere un involucro gelatinoso. Ma in alcuni casi, gli ormoni escono dall’involucro gelatinoso e si sviluppano in una nuova colonia. In alcuni casi, gli ormogoni non escono dalla colonia e crescono per formare nuovi tricomi all’interno della colonia madre. Così un gran numero di tricomi si sviluppa nella stessa colonia.
- Formazione di acineti o antrospore: Gli acineti si formano in condizioni sfavorevoli. Gli acineti sono spore dalla parete spessa con una grande quantità di materiale alimentare riservato. La loro parete è spessa da due a tre strati. Hanno protoplasma granulare. Gli acineti hanno materiale alimentare riservato sotto forma di grani di amido di cianofini. Gli acineti sono capaci di formare nuovi filamenti. Gli acineti possono sopravvivere a condizioni di siccità. Questi alla fine iniziano nuove colonie altrove dove arriva la pioggia.
- Ileterocisti: Le eterocisti non sono mezzi comuni di -produzione in Nostoc. Ma in Nostoc commune le eterocisti germinano per formare nuove colonie. Il contenuto delle eterocisti si divide in due e poi quattro cellule che germinano. La parete dell’eterocisti si rompe o si dissolve e le cellule germinative escono. Esse germinano per sviluppare una nuova pianta.
- Formazione di endospore: Le endospore possono formarsi in N. commune e N. tnicroscpicum. Le endospore sono formate dalla divisione del contenuto dell’eterocisti. Escono e sviluppano una nuova pianta.
Fig: Filamento di Nostoc colonia di Nostoc
Importanza economica di Nostoc
I. Nostoc contiene proteine e vitamina C.
2. Le specie di Nostoc sono coltivate e consumate come prodotto alimentare, soprattutto in Asia. Le varietà N. flagelliforme e N commune sono consumate nell’ Cina, in Giappone e a Java, N. commune è anche consumata nelle Ande. La varietà preferita in Asia centrale è N. ellipsosporunt.
3. Il choy grasso (Nostoc flagelliforme) è abbondantemente consumato in Cina. Ma non ha valore nutrizionale. Contiene anche Betamethylamino L-alanina (BMAA), un aminoacido tossico. Questo aminoacido può influenzare le normali funzioni delle cellule nervose. Può causare malattie degenerative come l’Alzheimer, il Parkinson e la demenza.
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