2.32: Nostoc - найменший багатоклітинний організм

Last updated
Save as PDF

Page ID: 7327

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Nostoc - рід ціанобактерій, який поширений в самих різних середовищах проживання: грунті, ставках і зростаючих на поверхні гірських порід, які підтримуються вологими. Він також живе симбіотично всередині інших організмів. Через свою здатність метаболізувати азот (див. Нижче) він може бути значним для екосистем та організмів, з якими він асоціюється. Як обговорювалося в розділі 5, його можна вважати багатоклітинним, оскільки він має кілька типів клітин, які спілкуються та співпрацюють один з одним.

мікроскопічний вигляд: клітини знаходяться в струнках, як намисто — Нитки Ностока вбудовані в желатиновий полісахарид. Часто присутні збільшені гетероцистні клітини.

Філогенія

Носток входить до групи із загальною назвою «синьо-зелені водорості», група, яку часто називають ціанобактеріями. У класифікації п'яти королівств вони знаходяться в Королівстві Монера, Phylum Cyanobacteria. В інших системах класифікації вони можуть бути поміщені в Домен Еубактерії, Царство Бактерії, Phylum Cyanobacteria. Вважається, що ціанобактерії є ендосимбіонтом, який став хлоропластом еукаріотичних фотосинтетичних організмів.

Структура

Ностоки ниткоподібні з грубо сферичними клітинами. Окрім нормальних клітин, вони також виробляють два більші спеціалізовані типи клітин: гетероцисти, які є клітинами, спеціалізованими для фіксації азоту; і акінети, які є типом спор, стійких до екстремальних явищ навколишнього середовища. Nostoc зазвичай виробляє велику кількість полісахаридного слизу, які утворюють оболонку навколо ниток і іноді утворюють порожнисті кульки та інші аморфні форми розміром до декількох см.

Нерегулярні желатинові маси Ностока. Іноді такі зустрічаються у вигляді сферичних кульок діаметром 5-20 мм.

Пол і розмноження

Як і всі бактерії, Носток не є статевими, але вони здатні обмінюватися генетичним матеріалом іншими способами.

Матерія і енергія

Носток і ціанобактерії є важливою групою організмів, які «можуть все це зробити», маючи можливість отримувати як вуглець (за допомогою фотосинтезу), так і азот (за допомогою фіксації азоту) з атмосфери. Азот набувається шляхом відновлення азоту газу в аміак, який згодом використовується для формування амінокислот. Хоча їм не вистачає хлоропластів, їх фотосинтез в основному такий же, як у еукаріотичних організмів, і він виробляє кисень. Більше, ніж більшість організмів, вони можуть «жити самостійно», набуваючи вуглець та азот, не вимагаючи посередників інших організмів.

Взаємодії

Носток утворює асоціації з декількома рослинами, включаючи рогоцвіття (група несудинних рослин), печінкові вертушки, папороті, деякі квітучі рослини. Фіксація азоту Ностоком може бути важливим джерелом азоту в грунтах, які молоді і мають мало рослин, що ростуть на них і, отже, мало доступності азоту звичайним шляхом, тобто в результаті розкладання органічного матеріалу. Носток іноді їдять люди, особливо в Азії, хоча є деякі повідомлення про те, що він виробляє токсини.

Деякі ціанобактерії можуть утворювати токсичне цвітіння водоростей на озерах, змушуючи працівників охорони здоров'я закривати пляжі.

У глобальному масштабі ціанобактерії, такі як Носток, були причиною «Великої події оксигенації», що почалася приблизно три мільярди років тому Кисень, вироблений фотосинтетичним процесом, почав накопичуватися в атмосфері, викликаючи біологічну катастрофу, усуваючи більшу частину життя, присутнього в час, метаболізм якого був отруєний киснем. (див. https://www.scientificamerican.com/article/origin-of-oxygen-in-atmosphere/)