Выделяющийся при фотосинтезе
цианобактерий кислород, токсичный для многих организмов той эпохи, стал менять ландшафт нашей планеты – окислять восстанавливающие компоненты атмосферы и земной коры.
Однако именно появление
цианобактерий запустило цепочку событий, в результате которых эстафета эволюционного прогресса была в конечном счёте передана более высокоорганизованным живым существам – эукариотам.
Примерно 2,5 млрд лет назад или даже раньше
цианобактерии начали производить свободный кислород, но он поглощался горными породами и шёл на образование озонового слоя.
Таким образом удалось выяснить, откуда берут азот микробные маты, живущие при температурах, не пригодных для роста обычных нитчатых азотфиксирующих
цианобактерий с гетероцистами.
Однако новейшие исследования показали, что мы до сих пор сильно недооценивали метаболические способности
цианобактерий.
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать
Карту слов. Я отлично
умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: на безрыбье и рак рыба — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?
Но
цианобактерии живут там, где есть солнечный свет, они дышат.
Это позволило
цианобактериям избежать конкуренции с другими микроорганизмами за молекулы среды обитания, поглощаемые такими микроорганизмами в качестве пищи.
Оказалось, что можно получать питательные вещества от живущих внутри клетки
цианобактерий, не переваривая их, а подставляя солнечному свету и снабжая их углекислым газом.
Скорее всего, настоящие
цианобактерии появились позже – 2,5–2,7 млрд. лет назад.
Важность сделанного
цианобактериями "открытия" трудно переоценить.
Все растения осуществляют фотосинтез при помощи особых органелл – пластид, которые суть не что иное, как симбиотические
цианобактерии.
Некоторые биологи говорят, пользуясь метафорическим языком, что растения – всего лишь удобные "домики" для проживания
цианобактерий.
По сути дела
цианобактерии не только изобрели кислородный фотосинтез, но и по сей день сохранили за собой "эксклюзивные права" на его осуществление.
Главная проблема, с которой сталкиваются азотфиксирующие
цианобактерии, состоит в том, что ключевые ферменты азотфиксации – нитрогеназы – не могут работать в присутствии кислорода, который выделяется при фотосинтезе.
Поэтому у азотфиксирующих
цианобактерий выработалось разделение функций между клетками.
После появления
цианобактерий безраздельное господство прокариот на нашей планете продолжалось ещё очень долго – полтора или два миллиарда лет.
Скорее всего, предки
цианобактерий приобрели вторую фотосистему от каких-то других фотосинтезирующих микробов путём горизонтального переноса генов (см. главу "Наследуются ли приобретённые признаки?").
Эти виды
цианобактерий образуют нитевидные колонии, в которых одни клетки занимаются только фотосинтезом и не фиксируют азот, другие – покрытые плотной оболочкой гетероцисты – не фотосинтезируют и занимаются только фиксацией азота.
Пластиды (органеллы растительной клетки, отвечающие за фотосинтез) являются потомками
цианобактерий.
К примеру, 3,4 миллиарда лет назад от первых самовоспроизводящихся протоорганизмов произошли
цианобактерии (сине-зелёные водоросли).
Но на это способны растения и другие организмы, например
цианобактерии [8], посредством фотосинтеза.
Например, аналогичные механизмы фотосинтеза у растений и
цианобактерий демонстрируют, как одни и те же биохимические процессы могут возникать независимо.
Бактериальные клетки чрезвычайно просты по своему устройству – одиночные ли это бактерии или соединённые в маты на океанском дне либо в длинные нитчатые колонии
цианобактерий.
Один из способов, которым современные
цианобактерии обнаруживают источник нужного им света, был выявлен только в 2016 г. благодаря случайному открытию, связанному с микроорганизмами рода Synechocystis.
Но
цианобактерии размножались и доразмножались до того, что их стало настолько много, что они смогли изменить атмосферу таким образом, что в ней стало больше кислорода.
Вода этих озёр окрашена в сине-зелёный цвет из-за большой концентрации
цианобактерий, большая часть которых принадлежит виду Arthrospira fusiformis.
Такие причины, как загрязнение воды тяжёлыми металлами и пестицидами или отравление
цианобактериями и инфекционные заболевания, могли усугубиться недостатком пищи.
На протяжении огромного периода времени – от 2,2 до 2,7 миллиарда лет –
цианобактерии играли существенную роль в формировании стабильной и пригодной для жизни атмосферы, вырабатывая кислород.
В этом случае переизбыток азота приводит в хаос весь живой мир водоёма и становится причиной чрезмерного роста
цианобактерий и водорослей.
Только при таких условиях экологической деградации, когда
цианобактерии бесконтрольно размножаются, а их среда обитания выходит из равновесия, выделяемые ими токсины начинают представлять опасность и для нас.
Водород жизненно необходим для питания клетки, а кислород – это побочный продукт, который
цианобактерия отрыгивает в атмосферу.
Намного раньше растений (3,8 млрд лет назад) появились
цианобактерии.
При этом
цианобактерии выделяют химические вещества токсичные для других организмов и приводившие к их массовой гибели.
Между
цианобактериями возникают иерархические отношения.
Когда учёные измерили плотность популяции
цианобактерий A.
У
цианобактерии нет ядра, но есть ряд примечательных особенностей, сыгравших ключевую роль в том, что мы с тобой существуем.
Как бы там ни было, важной вехой биологической эволюции стало то, что некий ранний представитель жизни (полагают, архаичный организм
цианобактерия, или сине-зелёная бактерия) был первой клеткой, освоившей химическую реакцию превращения энергии солнечного света в специальные макромолекулы – углеводы.