Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Cyanobacterium» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о роде, см. Cyanobacterium (род) .

Цианобактерии
Временной диапазон: 2100–0 млн лет
CSIRO ScienceImage 4203 Вид сине-зеленых водорослей Cylindrospermum sp под увеличением. Jpg
Изображение под микроскопом Cylindrospermum , нитчатого рода цианобактерий
Научная классификация е
Домен:Бактерии
(без рейтинга):Террабактерии
(без рейтинга):Цианобактерии-мелаинабактерии группы
Тип:Цианобактерии
Stanier , 1973
Учебный класс:Cyanophyceae
Заказы [3]

По состоянию на 2014 г. таксономия находилась на пересмотре [1] [2]

Синонимы
  • Myxophyceae Wallroth, 1833 г.
  • Phycochromaceae Rabenhorst, 1865 г.
  • Cyanophyceae Sachs, 1874 г.
  • Schizophyceae Cohn, 1879 г.
  • Cyanophyta Steinecke, 1931 г.
  • Оксифотобактерии Гиббонс и Мюррей, 1978
Вид светового микроскопа цианобактерий с микробной циновки

Цианобактерии / с aɪ ˌ æ п oʊ б æ к т ɪər я ə / , также известный как Cyanophyta , является филюмом из бактерий , которые получают энергию с помощью фотосинтеза . Название цианобактерии происходит от их цвета ( греч . Κυανός , латинизировано :  kyanós , букв.  «Синий»), [4] [5], давая им другое название, « сине-зеленые водоросли », [6][7], хотя современные ботаники ограничивают термин « водоросли» эукариотами и не применяют его к цианобактериям, которые являются прокариотами . [8] Похоже, они произошли в пресной воде или в наземной среде. [9]

В отличие от гетеротрофных прокариот, цианобактерии имеют внутренние мембраны. Это уплощенные мешочки, называемые тилакоидами, в которых осуществляется фотосинтез. [10] [11]

Фототрофные эукариоты, такие как зеленые растения, осуществляют фотосинтез в пластидах, которые, как считается, произошли от цианобактерий, приобретенных давным-давно в результате процесса, называемого эндосимбиозом . Эти эндосимбиотические цианобактерии у эукариот затем эволюционировали и дифференцировались в специализированные органеллы, такие как хлоропласты , этиопласты и лейкопласты .

При производстве и выпуская кислород ( в качестве побочного продукта фотосинтеза), цианобактерии , как полагают, превращают раннюю бедной кислородом, восстановительную атмосферу в окислительной один, в результате чего Great оксигенации событие и «ржавление Земли», [12] , который резко изменил состав форм жизни на Земле и привел к почти исчезновению анаэробных организмов . [13]

Цианобактерии производят ряд токсинов, известных как цианотоксины, которые могут представлять опасность для людей и животных.

Цианобактерии Synechocystis и Cyanothece являются важными модельными организмами с потенциальным применением в биотехнологии для производства биоэтанола, пищевых красителей, в качестве источника пищи для людей и животных, пищевых добавок и сырья.

Описание [ править ]

Цианобактерии - это группа фотосинтезирующих бактерий, некоторые из которых являются азотфиксирующими , которые живут в самых разных влажных почвах и воде либо свободно, либо в симбиотических отношениях с растениями или грибами, образующими лишайник (как в роде лишайников Peltigera ). [14] Они варьируются от одноклеточных до нитчатых и включают колониальные виды. Колонии могут образовывать нити, листы или даже полые сферы. Некоторые виды нитчатых могут дифференцироваться на несколько различных типов клеток : вегетативные клетки - нормальные фотосинтетические клетки, которые образуются при благоприятных условиях роста;акинеты - устойчивые к климату споры, которые могут образовываться при ухудшении условий окружающей среды; и толстостенные гетероцисты, которые содержат фермент нитрогеназу , жизненно важный для фиксации азота [15] [16] [17] в анаэробной среде из-за его чувствительности к кислороду. [17]

Фиксация азота [ править ]

Некоторые цианобактерии могут фиксировать атмосферный азот в анаэробных условиях с помощью специализированных клеток, называемых гетероцистами . [16] [17] Гетероцисты также могут образовываться в соответствующих условиях окружающей среды (бескислородных), когда фиксированный азот недостаточен. Виды, образующие гетероцисты, специализируются на фиксации азота и способны превращать газообразный азот в аммиак ( NH
3), нитриты ( NO- 2) или нитратов ( NO- 3), которые могут поглощаться растениями и превращаться в белок и нуклеиновые кислоты (атмосферный азот не является биодоступным для растений, за исключением тех, которые имеют эндосимбиотические азотфиксирующие бактерии , особенно из семейства Fabaceae , среди прочих).

Свободноживущие цианобактерии присутствуют в воде рисовых полей , а цианобактерии растут в виде эпифитов на поверхности зеленой водоросли Чара , где они могут связывать азот. [18] Цианобактерии, такие как Anabaena (симбионт водного папоротника Azolla ), могут обеспечивать рисовые плантации биоудобрениями . [19]

Благодаря фиксации азота цианобактерии становятся критически важными для более широкой экологической системы. Являясь основным двигателем азотного цикла, биогеохимического процесса, который имеет жизненно важное значение для преобразования и циркуляции азота через его различные химические формы и среды. Такие как атмосфера, наземные и морские экосистемы. Азот важен из-за его включения в аминокислоты , строительные блоки белков . [20]

Морфология [ править ]

Колонии Nostoc pruniforme

Многие цианобактерии образуют подвижные волокна клеток, называемые гормониями , которые перемещаются от основной биомассы к почкам и образуют новые колонии в другом месте. [21] [22] Клетки в гормогониуме часто тоньше, чем в вегетативном состоянии, и клетки на обоих концах подвижной цепи могут сужаться. Чтобы отделиться от родительской колонии, гормогоний часто должен разорвать более слабую клетку в нити, называемую некридиумом.

Каждая отдельная клетка (каждая отдельная цианобактерия) обычно имеет толстую студенистую клеточную стенку . [23] У них отсутствуют жгутики , но гормогонии некоторых видов могут перемещаться, скользя по поверхности. [24] Многие из многоклеточных нитчатых форм Oscillatoria способны к колебательным движениям; филамент колеблется взад и вперед. В водяных столбах некоторые цианобактерии плавают, образуя пузырьки газа , как у архей . [25] Эти везикулы не являются органеллами как таковые. Они ограничены не липидными мембранами, а белковой оболочкой.

Экология [ править ]

Дополнительная информация: Цветение водорослей

Цианобактерии можно найти практически в любой наземной и водной среде обитания  - океанах , пресной воде , влажной почве, временно увлажненных камнях в пустынях , голых скалах и почве и даже антарктических скалах. Они могут существовать в виде планктонных клеток или образовывать фототрофные биопленки . Они встречаются в эндолитических экосистемах . [26] Некоторые из них эндосимбионты в лишайников , растений, различных простейшими , или губок и обеспечивают энергию для хозяина . Некоторые живут в меху ленивцев, обеспечивая маскировку . [27]

Водные цианобактерии известны своим обширным и хорошо заметным цветением, которое может образовываться как в пресноводной, так и в морской среде. Цветки могут иметь вид сине-зеленой краски или накипи. Эти цветы могут быть токсичными и часто приводят к закрытию рекреационных вод, если их заметят. Морские бактериофаги - важные паразиты одноклеточных морских цианобактерий. [28]

Воздействие на окружающую среду цианобактерий и других фотосинтезирующих микроорганизмов в водных системах. Различные классы фотосинтезирующих микроорганизмов встречаются в водной и морской среде, где они составляют основу здоровых пищевых сетей и участвуют в симбиозах с другими организмами. Однако изменение условий окружающей среды может привести к дисбактериозу сообщества, когда рост условно-патогенных видов может привести к вредоносному цветению и выработке токсинов с негативными последствиями для здоровья человека, домашнего скота и рыбных запасов. Положительные взаимодействия обозначены стрелками; отрицательные взаимодействия обозначены темными кружками на экологической модели. [29]

Рост цианобактерий благоприятен в прудах и озерах, где вода спокойная и имеет небольшое турбулентное перемешивание. [30] Их жизненные циклы нарушаются, когда вода естественным образом или искусственно смешивается из-за вспенивания потоков, вызванных текущей водой ручьев или вспенивающей водой фонтанов. По этой причине цветение цианобактерий редко бывает в реках, если вода не течет медленно. Росту также способствует более высокая температура, что позволяет видам Microcystis вытеснять диатомовые водоросли и зеленые водоросли и потенциально способствует развитию токсинов. [30]

Основываясь на тенденциях в окружающей среде, модели и наблюдения предполагают, что цианобактерии, вероятно, увеличат свое доминирование в водной среде. Это может привести к серьезным последствиям, в частности к загрязнению источников питьевой воды . Цианобактерии могут мешать очистке воды по-разному, в первую очередь из-за закупоривания фильтров (часто больших слоев песка и подобных сред) и образования цианотоксинов , которые при употреблении могут вызвать серьезные заболевания. Последствия также могут быть связаны с рыболовством и методами обращения с отходами. Антропогенная эвтрофикация , повышение температуры, вертикальная стратификация и увеличение содержания углекислого газа в атмосферевносят вклад в усиление доминирования цианобактерий в водных экосистемах. [31]

Было обнаружено, что цианобактерии играют важную роль в наземных средах обитания. Широко сообщается, что почвенные корки цианобактерий помогают стабилизировать почву, предотвращать эрозию и удерживать воду. [32] Примером цианобактерий, которые так поступают, является Microcoleus vaginatus . M. vaginatus стабилизирует почву с помощью полисахаридной оболочки, которая связывается с частицами песка и впитывает воду. [33]

Некоторые из этих организмов вносят значительный вклад в глобальную экологию и кислородный цикл . Крошечная морская цианобактерия Prochlorococcus была обнаружена в 1986 году и составляет более половины фотосинтеза в открытом океане. [34] Когда-то считалось, что циркадные ритмы существуют только в эукариотических клетках, но многие цианобактерии демонстрируют бактериальный циркадный ритм .

"Цианобактерии, возможно, являются самой успешной группой микроорганизмов на Земле. Они наиболее генетически разнообразны; они занимают широкий спектр местообитаний на всех широтах, широко распространены в пресноводных, морских и наземных экосистемах и встречаются в самых экстремальных нишах. такие как горячие источники, солеварни и гиперсоленые бухты. Фотоавтотрофные , производящие кислород цианобактерии создали условия в ранней атмосфере планеты, которые направили эволюцию аэробного метаболизма и эукариотического фотосинтеза. Цианобактерии выполняют жизненно важные экологические функции в Мировом океане, являясь важными участниками к глобальным балансам углерода и азота ". - Стюарт и Фальконер [35]

Фотосинтез [ править ]

Цианобактерии обладают несколькими уникальными особенностями. Поскольку эндосимбиотические пластиды являются эндосимбиотическими цианобактериями, они разделяют эти особенности постольку, поскольку они не утратили их.

Углеродная фиксация [ править ]

Цианобактерии используют энергию солнечного света для фотосинтеза - процесса, при котором энергия света используется для синтеза органических соединений из углекислого газа. Поскольку они являются водными организмами, они обычно используют несколько стратегий, которые в совокупности известны как «механизм концентрации углерода», чтобы помочь в поглощении неорганического углерода ( CO
2или бикарбонат ). Среди более конкретных стратегий широко распространены бактериальные микрокомпартменты, известные как карбоксисомы . [36] Эти икосаэдрические структуры состоят из гексамерных белков оболочки, которые собираются в подобные клетке структуры, которые могут достигать нескольких сотен нанометров в диаметре. Считается, что эти структуры связывают CO
2-фиксирующий фермент RuBisCO к внутренней части оболочки, а также фермент карбоангидраза , используя метаболические каналы для увеличения локального CO
2концентрации и, таким образом, увеличивают эффективность фермента RuBisCO. [37]

Электронный транспорт [ править ]

В отличие от пурпурных бактерий и других бактерий, осуществляющих аноксигенный фотосинтез , тилакоидные мембраны цианобактерий не являются непрерывными с плазматической мембраной, а представляют собой отдельные компартменты. [38] Механизм фотосинтеза встроен в мембраны тилакоидов , а фикобилисомы действуют как светособирающие антенны, прикрепленные к мембране, что дает зеленую пигментацию, наблюдаемую (с длинами волн от 450 до 660 нм) у большинства цианобактерий. [39]

Схема типичной цианобактериальной клетки

Хотя большая часть высокоэнергетических электронов, полученных из воды, используется клетками цианобактерий для собственных нужд, часть этих электронов может быть передана во внешнюю среду посредством электрогенной активности. [40]

Дыхание [ править ]

Дыхание у цианобактерий может происходить в тилакоидной мембране наряду с фотосинтезом [41], при этом их фотосинтетический транспорт электронов находится в том же компартменте, что и компоненты респираторного транспорта электронов. В то время как цель фотосинтеза состоит в накоплении энергии путем создания углеводов из CO 2 , дыхание обратное, когда углеводы снова превращаются в CO 2, сопровождающееся высвобождением энергии.

Цианобактерии, по-видимому, разделяют эти два процесса с их плазматической мембраной, содержащей только компоненты дыхательной цепи, в то время как тилакоидная мембрана является хозяином взаимосвязанной дыхательной и фотосинтетической цепей переноса электронов. [41] Цианобактерии для дыхания используют электроны сукцинатдегидрогеназы, а не НАДФН . [41]

Цианобактерии дышат только ночью (или в темноте), потому что средства, используемые для переноса электронов, используются наоборот для фотосинтеза на свету. [42]

Электронная транспортная цепь [ править ]

Многие цианобактерии способны восстанавливать азот и углекислый газ в аэробных условиях, что может быть причиной их эволюционного и экологического успеха. Фотосинтез, окисляющий воду, осуществляется путем объединения активности фотосистем (ФС) II и I ( Z-схема ). В отличие от зеленых серных бактерий, которые используют только одну фотосистему, использование воды в качестве донора электронов требует энергии и требует двух фотосистем. [43]

Присоединенные к тилакоидной мембране фикобилисомы действуют как светособирающие антенны для фотосистем. [44] Компоненты фикобилисом ( фикобилипротеины ) ответственны за сине-зеленую пигментацию большинства цианобактерий. [45] Вариации на эту тему в основном связаны с каротиноидами и фикоэритринами, которые придают клеткам красно-коричневую окраску. У некоторых цианобактерий цвет света влияет на состав фикобилисом. [46] [47] В зеленом свете клетки накапливают больше фикоэритрина, тогда как в красном свете они производят больше фикоцианина.. Таким образом, бактерии выглядят зелеными в красном свете и красным в зеленом. [48] Этот процесс дополнительной хроматической адаптации позволяет клеткам максимально использовать доступный свет для фотосинтеза.

У некоторых родов фикобилисомы отсутствуют, но вместо них присутствует хлорофилл b ( Prochloron , Prochlorococcus , Prochlorothrix ). Первоначально они были сгруппированы как прохлорофиты или хлороксибактерии, но, по-видимому, развились в нескольких различных линиях цианобактерий. По этой причине они теперь считаются частью группы цианобактерий. [49] [50]

Метаболизм [ править ]

В общем, фотосинтез у цианобактерий использует воду в качестве донора электронов и производит кислород в качестве побочного продукта, хотя некоторые могут также использовать сероводород [51], процесс, который происходит среди других фотосинтезирующих бактерий, таких как пурпурные серные бактерии .

Углекислый газ восстанавливается с образованием углеводов через цикл Кальвина . [52] Считается, что большое количество кислорода в атмосфере было впервые создано в результате деятельности древних цианобактерий. [53] Они часто встречаются как симбионты с рядом других групп организмов, такими как грибы (лишайники), кораллы , птеридофиты ( Azolla ), покрытосеменные ( Gunnera ) и т. Д. [54]

Есть некоторые группы, способные к гетеротрофному росту [55], в то время как другие являются паразитическими , вызывая болезни у беспозвоночных или водорослей (например, болезнь черной полосы ). [56] [57] [58]

Связь с хлоропластами [ править ]

Смотрите также: хлоропласт § происхождение и эволюция хлоропластов

Первичные хлоропласты - это клеточные органеллы, обнаруженные в некоторых эукариотических линиях, где они специализируются на фотосинтезе. Считается, что они произошли от эндосимбиотических цианобактерий. [59] [60] После нескольких лет дебатов [61] в настоящее время принято считать, что три основные группы первичных эндосимбиотических эукариот (т.е. зеленые растения , красные водоросли и глаукофиты ) образуют одну большую монофилетическую группу под названием Archaeplastida , которая возникла после одно уникальное эндосимбиотическое событие. [62] [63] [64] [65]

Морфологическое сходство между хлоропластами и цианобактерий было впервые описано немецким ботаник Шимпером в 19 веке [66] Хлоропласты находятся только в растениях и водоросль , [67] , таким образом , проложив путь для русского биолога Константина Сергеевича Мережковского предложить symbiogenic происхождения пластиды в 1905 году. [68] Линн Маргулис обратила внимание на эту гипотезу более 60 лет спустя [69], но идея не была полностью принята до тех пор, пока не начали накапливаться дополнительные данные. Цианобактериальное происхождение пластид теперь подтверждается различными частямифилогенетические , [70] [62] [65] геномные , [71] биохимические [72] [73] и структурные доказательства. [74] Описание другого независимого и более недавнего события первичного эндосимбиоза между цианобактериями и отдельной эукариотической линией ( ризарией Paulinella chromatophora ) также придает достоверность эндосимбиотическому происхождению пластид. [75]

В дополнении к этому первичному эндосимбиозу, многие эукариотические клоны были подвергнуты вторичными или даже третичными эндосимбиотическими события , то есть « Матрёшка -подобным» охват с помощью эукариота другого пластида-подшипник эукариота. [76] [59]

В рамках этого эволюционного контекста примечательно, что, насколько мы можем судить, оксигенный фотосинтез развился только один раз (у прокариотических цианобактерий), и все фотосинтезирующие эукариоты (включая все растения и водоросли) приобрели эту способность от них. Другими словами, весь кислород, который делает атмосферу пригодной для дыхания аэробных организмов, изначально поступает от цианобактерий или их более поздних потомков. [77]

Ремонт ДНК [ править ]

Цианобактерии подвергаются стрессу со стороны окружающей среды и внутренне генерируемым реактивным формам кислорода , вызывающим повреждение ДНК . Цианобактерии обладают многочисленными генами репарации ДНК, подобными E. coli . [78] Некоторые гены репарации ДНК являются высококонсервативными у цианобактерий, даже в небольших геномах , что позволяет предположить, что процессы репарации ядер ДНК, такие как рекомбинационная репарация , эксцизионная репарация нуклеотидов и репарация ошибочного спаривания ДНК с метилом , распространены среди цианобактерий. [78]

Естественная генетическая трансформация [ править ]

Цианобактерии способны к естественной генетической трансформации . [79] [80] [81] Естественная генетическая трансформация - это генетическое изменение клетки в результате прямого поглощения и включения экзогенной ДНК из ее окружения. Для того, чтобы произошла бактериальная трансформация, бактерии-реципиенты должны быть в состоянии компетентности , что может происходить в природе в ответ на такие условия, как голод, высокая плотность клеток или воздействие агентов, повреждающих ДНК. При хромосомной трансформации гомологичная трансформирующая ДНК может быть интегрирована в геном реципиента посредством гомологичной рекомбинации , и этот процесс, по-видимому, является адаптацией для восстановления повреждений ДНК . [82]

Классификация [ править ]

Смотрите также: Бактериальная систематика
Древо жизни в Generelle Morphologie der Organismen (1866). Обратите внимание на расположение рода Nostoc с водорослями, а не с бактериями (царство «Монера»).

Исторически сложилось так , бактерии были впервые классифицированы как растения , составляющие класс шизомицетов, который вместе с Schizophyceae (сине-зеленых водорослей / цианобактерий) , образованный филюмом Schizophyta, [83] , то в Филюм Monera в царстве Protista по Геккелем в 1866 году, включающий Protogens , Protamaeba, Vampyrella, Protomonae и вибрион , но не Nostoc и другие цианобактерии, которые были классифицированы водорослями, [84] позже реклассифицировали как прокариот по Чаттону . [85]

Цианобактерии традиционно классифицируются по морфологии на пять секций, обозначенных цифрами I – V. Первые три - Chroococcales , Pleurocapsales и Oscillatoriales - не подтверждаются филогенетическими исследованиями. Последние два - Nostocales и Stigonematales - являются монофилетическими и составляют гетероцистозные цианобактерии. [86] [87]

Члены Chroococales одноклеточные и обычно собираются в колонии. Классическим таксономическим критерием была морфология клетки и план клеточного деления. В Pleurocapsales клетки обладают способностью образовывать внутренние споры (баеоциты). Остальные разделы включают нитчатые виды. У Oscillatoriales клетки расположены однорядно и не образуют специализированных клеток (акинет и гетероцист). [88] У Nostocales и Stigonematales клетки обладают способностью к развитию гетероцист в определенных условиях. Stigonematales, в отличие от Nostocales, включают виды с действительно разветвленными трихомами. [86]

Большинство таксонов, включенных в тип или подразделение Cyanobacteria, еще не были официально опубликованы в соответствии с Международным кодексом номенклатуры прокариот (ICNP), за исключением:

  • Классы Chroobacteria , Hormogoneae и Gloeobacteria.
  • Отряды Chroococcales, Gloeobacterales , Nostocales, Oscillatoriales, Pleurocapsales и Stigonematales.
  • Семейства Prochloraceae и Prochlorotrichaceae.
  • Роды Halospirulina , Planktothricoides , Prochlorococcus, Prochloron и Prochlorothrix.

Остальные опубликованы в соответствии с Международным кодексом номенклатуры водорослей, грибов и растений .

Раньше некоторые бактерии, такие как Beggiatoa , считались бесцветными цианобактериями. [89]

История Земли [ править ]

Строматолиты представляют собой слоистые биохимические аккреционные структуры, образованные на мелководье в результате улавливания, связывания и цементации осадочных зерен биопленками ( микробными матами ) микроорганизмов , особенно цианобактерий. [90]

Строматолиты, оставленные цианобактериями, - самые старые известные ископаемые остатки жизни на Земле. Это окаменелость возрастом один миллиард лет находится в Национальном парке Глейшер в Монтане.

В докембрии строматолитовые сообщества микроорганизмов росли в большинстве морских и неморских сред в фотической зоне . После кембрийского взрыва морских животных, поедание травоядных животных на строматолитовых матах значительно уменьшило распространение строматолитов в морской среде. С тех пор они встречаются в основном в гиперсоленых условиях, где пасущиеся беспозвоночные не могут жить (например, залив Шарк , Западная Австралия). Строматолиты представляют собой древние записи о жизни на Земле по ископаемым останкам, датируемым 3,5 млрд лет назад. [91] По состоянию на 2010 г.самое древнее неоспоримое свидетельство существования цианобактерий датируется 2,1 млрд лет назад, но есть некоторые свидетельства их существования еще 2,7 млрд лет назад. Концентрация кислорода в атмосфере оставалась около или ниже 1% от сегодняшнего уровня до 2,4 млрд лет назад ( Великое событие оксигенации ). Повышение содержания кислорода могло вызвать падение концентрации атмосферного метана и спровоцировать гуронское оледенение примерно с 2,4 до 2,1 млрд лет назад. Таким образом, цианобактерии могли убить большую часть других бактерий того времени. [92]

Онколиты - это осадочные структуры, состоящие из онкоидов, которые представляют собой слоистые структуры, образованные в результате роста цианобактерий. Онколиты похожи на строматолиты, но вместо того, чтобы образовывать столбцы, они образуют приблизительно сферические структуры, которые не были прикреплены к нижележащей подложке при их формировании. [93] Онкоиды часто образуются вокруг центрального ядра, такого как фрагмент оболочки, [94] и структура карбоната кальция откладывается за счет образования корки микробов . Онколиты являются индикаторами теплой воды в фотической зоне , но также известны в современной пресноводной среде. [95] Эти структуры редко превышают 10 см в диаметре.

Одна прежняя схема классификации цианобактерий ископаемых разделить их на porostromata и spongiostromata . В настоящее время они признаны таксонами форм и считаются устаревшими с таксономической точки зрения; однако некоторые авторы выступают за то, чтобы термины оставались неофициальными для описания формы и структуры окаменелостей бактерий. [96]

Биотехнология и приложения [ править ]

Одноклеточная цианобактерия Synechocystis sp. PCC6803 был третьим прокариотом и первым фотосинтетическим организмом, геном которого был полностью секвенирован . [97] Он продолжает оставаться важным модельным организмом. [98] Cyanothece ATCC 51142 - важный модельный диазотрофный организм. Наименьшие геномы были обнаружены у Prochlorococcus spp. (1,7 Мб) [99] [100] и самый большой в Nostoc punctiforme (9 Мб). [101] Таковые из Calothrix spp. оцениваются в 12–15 МБ, [102] размером с дрожжи .

Онколиты из воздействия позднедевонского болида Аламо в Неваде

Недавние исследования показали потенциальное применение цианобактерий для производства возобновляемой энергии путем прямого преобразования солнечного света в электричество. Внутренние пути фотосинтеза могут быть связаны с химическими посредниками, которые переносят электроны на внешние электроды . [103] В краткосрочной перспективе предпринимаются усилия по коммерциализации топлива на основе водорослей, такого как дизельное топливо , бензин и авиакеросин . [40] [104] [105]

Цианобактерии, культивируемые в определенных средах: цианобактерии могут быть полезны в сельском хозяйстве, поскольку они обладают способностью фиксировать атмосферный азот в почве.

Исследователи из компании под названием Algenol вырастили генетически модифицированные цианобактерии в морской воде внутри прозрачного пластикового корпуса, поэтому они сначала производят сахар (пируват) из углекислого газа.
2и вода через фотосинтез. Затем бактерии выделяют этанол из клетки в соленую воду. По мере того как день идет, и солнечное излучение усиливается, концентрация этанола увеличивается, и сам этанол испаряется на крышу вольера. По мере того, как солнце садится, испаренный этанол и вода конденсируются в капли, которые стекают по пластиковым стенкам и попадают в коллекторы этанола, откуда они извлекаются из корпуса, а вода и этанол отделяются за пределами корпуса. По состоянию на март 2013 года Algenol заявляла, что провела испытания своей технологии во Флориде и достигла урожайности 9 000 галлонов США с акра в год. [106]Это может потенциально удовлетворить потребности США в этаноле в бензине в 2025 году, если предположить, что смесь B30 будет производиться на площади примерно в половину площади округа Сан-Бернардино в Калифорнии, что потребует менее одной десятой площади, чем этанол из другой биомассы, такой как кукуруза. , и только очень ограниченное количество пресной воды. [107]

Цианобактерии могут обладать способностью производить вещества, которые однажды могут служить противовоспалительными средствами и бороться с бактериальными инфекциями у людей. [108]

Экстракт синего цвета спирулины используется в качестве натурального пищевого красителя. [109]

Возможное использование за пределами Земли, например, на Марсе [ править ]

Исследователи из нескольких космических агентств утверждают, что цианобактерии могут быть использованы для производства товаров для потребления человеком на будущих пилотируемых аванпостах на Марсе, путем преобразования материалов, доступных на этой планете. [110]

Риски для здоровья [ править ]

Основная статья: Цианотоксин

Некоторые цианобактерии могут производить нейротоксины , цитотоксины , эндотоксинов и гепатотоксины (например, микроцистин -продуцирующих бактерий рода Microcystis ), которые вместе известны как цианотоксины .

К специфическим токсинам относятся анатоксин-а , гуанитоксин , аплизиатоксин , цианопептолин, цилиндроспермопсин , домоевая кислота , нодулярин R (из Nodularia ), неосакситоксин и сакситоксин . При определенных условиях цианобактерии быстро размножаются. Это приводит к цветению водорослей , которое может стать вредным для других видов и представлять опасность для людей и животных, если участвующие цианобактерии производят токсины. Было задокументировано несколько случаев отравления людей, но отсутствие информации не позволяет точно оценить риски. [111] [112][113] [114]

Недавние исследования показывают, что значительное воздействие высоких уровней цианобактерий, продуцирующих токсины, такие как BMAA, может вызвать боковой амиотрофический склероз (БАС). У людей, живущих в пределах полумили от озер, зараженных цианобактериальными препаратами, риск развития БАС в 2,3 раза выше, чем у остального населения; Люди вокруг озера Маскома в Нью-Гэмпшире имели в 25 раз больший риск заболеваемости БАС, чем предполагалось. [115] BMAA из пустынных корок, обнаруженных по всему Катару, могло способствовать более высокому уровню ALS у ветеранов войны в Персидском заливе . [112] [116]

Химический контроль [ править ]

Некоторые химические вещества могут устранить цветение цианобактерий из небольших водных систем, таких как бассейны. К ним относятся: гипохлорит кальция , сульфат меди , куприцид и симазин . [117] Необходимое количество гипохлорита кальция варьируется в зависимости от цветения цианобактерий, и лечение необходимо периодически. По данным Министерства сельского хозяйства Австралии, 12 г 70% материала на 1000 л воды часто эффективны для лечения цветения. [117] Медный купорос также широко используется, но больше не рекомендуется Министерством сельского хозяйства Австралии, так как он убивает домашний скот, ракообразных и рыбу. [117]Куприцид - это хелатный медный продукт, который устраняет цветение с меньшим риском токсичности, чем сульфат меди. Рекомендации по дозировке варьируются от 190 мл до 4,8 л на 1000 м 2 . [117] Обработка квасцов из расчета 50 мг / л уменьшит цветение водорослей. [117] [118] Симазин, который также является гербицидом, будет продолжать убивать цветы в течение нескольких дней после применения. Симазин продается с различной концентрацией (25, 50 и 90%), рекомендуемое количество, необходимое на один кубический метр воды на продукт, составляет 25% продукта 8 мл; 50% продукта 4 мл; или 90% продукта 2,2 мл. [117]

Пищевая добавка [ править ]

Таблетки спирулины

Некоторые цианобактерии продаются в пищу, особенно Arthrospira platensis ( Spirulina ) и другие ( Aphanizomenon flos-aquae ). [119]

Некоторые микроводоросли содержат вещества высокой биологической ценности, такие как полиненасыщенные жирные кислоты, аминокислоты, белки, пигменты, антиоксиданты, витамины и минералы. [120] Съедобные сине-зеленые водоросли снижают выработку провоспалительных цитокинов, ингибируя путь NF-κB в макрофагах и спленоцитах. [121] Сульфатные полисахариды обладают иммуномодулирующей, противоопухолевой, антитромботической, антикоагулянтной, антимутагенной, противовоспалительной, антимикробной и даже противовирусной активностью против ВИЧ, герпеса и гепатита. [122]

Галерея [ править ]

  • Активность цианобактерий превращает озеро Коатепеке Кальдера в бирюзовый цвет

  • Цветение цианобактерий возле Фиджи

  • Цианобактерии в озере Кёйлио .

См. Также [ править ]

  • Архейский Эон
  • Бактериальные типы , другие основные линии бактерий
  • Биодизель
  • Цианобионт
  • Эндосимбиотическая теория
  • Геологическая история кислорода
  • Гиполит
  • Коврики для микробов
  • Микроводоросли
  • Фитопланктон
  • Протерозойский эон

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Cyanophyceae" . Доступ к науке. DOI : 10.1036 / 1097-8542.175300 . Проверено 21 апреля 2011 года . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  2. Перейти ↑ Oren A (сентябрь 2004 г.). «Предложение о дальнейшей интеграции цианобактерий в соответствии с Бактериологическим кодексом» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 54 (Pt 5): 1895–902. DOI : 10.1099 / ijs.0.03008-0 . PMID 15388760 . 
  3. ^ Komárek Дж, Kaštovský J, J Мареш, Джохэнсен JR (2014). «Таксономическая классификация цианопрокариот (родов цианобактерий) 2014 с использованием многофазного подхода» (PDF) . Пресли . 86 : 295–335.
  4. ^ "циан | Происхождение и значение голубого по онлайн-этимологическому словарю" . www.etymonline.com . Проверено 21 января 2018 .
  5. ^ "Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, греко-английский лексикон, κύα ^ νος" . www.perseus.tufts.edu . Проверено 21 января 2018 .
  6. ^ "История жизни и экология цианобактерий" . Музей палеонтологии Калифорнийского университета. Архивировано из оригинального 19 сентября 2012 года . Проверено 17 июля 2012 года .
  7. ^ "Браузер таксономии - Цианобактерии" . Национальный центр биотехнологической информации. NCBI: txid1117 . Проверено 12 апреля 2018 года .
  8. ^ Аллаби, М., изд. (1992). «Водоросли». Краткий словарь ботаники . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.
  9. ^ Сталь LJ, Cretoiu МС (2016). Морской микробиом: неиспользованный источник биоразнообразия и биотехнологического потенциала . Springer. ISBN 978-3319330006.
  10. ^ Liberton M, Pakrasi HB (2008). «Глава 10. Мембранные системы цианобактерий». В Herrero A, Flore E (ред.). Цианобактерии: молекулярная биология, геномика и эволюция . Норидж, Соединенное Королевство: Horizon Scientific Press. С. 217–87. ISBN 978-1-904455-15-8.
  11. ^ Liberton M, Page LE, О'Делл WB, O'Neill H, Мамонтов E, Urban VS, Pakrasi HB (февраль 2013 г. ). «Организация и гибкость тилакоидных мембран цианобактерий, исследованных методом рассеяния нейтронов» . Журнал биологической химии . 288 (5): 3632–40. DOI : 10.1074 / jbc.M112.416933 . PMC 3561581 . PMID 23255600 .  
  12. ^ Уиттон Б.А., изд. (2012). «Летопись окаменелостей цианобактерий» . Экология цианобактерий II: их разнообразие в пространстве и времени . Springer Science & Business Media. С. 17–. ISBN 978-94-007-3855-3.
  13. ^ Основы биологии (18 марта 2016 г.). «Бактерии» .
  14. ^ Доддс WK, Gudder Д.А., Mollenhauer D (1995). «Экология« Ностока » ». Журнал психологии . 31 : 2–18. DOI : 10.1111 / j.0022-3646.1995.00002.x . S2CID 85011483 . 
  15. ^ Микс JC, Elhai Дж, Thiel Т, Потс М, Larimer Ж, Lamerdin Дж, Predki Р, Р Атлас (2001). «Обзор генома Nostoc punctiforme, многоклеточной симбиотической цианобактерии». Фотосинтез Исследования . 70 (1): 85–106. DOI : 10,1023 / A: 1013840025518 . PMID 16228364 . S2CID 8752382 .  
  16. ^ a b Golden JW, Юн Х.С. (декабрь 1998 г.). «Образование гетероцисты в Анабаене». Текущее мнение в микробиологии . 1 (6): 623–9. DOI : 10.1016 / s1369-5274 (98) 80106-9 . PMID 10066546 . 
  17. ^ a b c Фэй П. (июнь 1992 г.). «Кислородные отношения азотфиксации у цианобактерий» . Микробиологические обзоры . 56 (2): 340–73. DOI : 10.1128 / MMBR.56.2.340-373.1992 . PMC 372871 . PMID 1620069 .  
  18. ^ Sims GK, Dunigan EP (1984). «Суточные и сезонные колебания активности нитрогеназы ( снижение C 2 H 2 ) корней риса». Биология и биохимия почвы . 16 : 15–18. DOI : 10.1016 / 0038-0717 (84) 90118-4 .
  19. ^ Бокки S, Malgioglio A (2010). «Азолла-Анабаена как биоудобрение для рисовых полей в долине реки По, рисовой зоне умеренного климата в Северной Италии» . Международный журнал агрономии . 2010 : 1–5. DOI : 10.1155 / 2010/152158 .
  20. ^ Эрреро, Антония; Муро-пастор, Алисия М .; Флорес, Энрике (15 января 2001 г.). «Контроль азота в цианобактериях» . Журнал бактериологии . 183 (2): 411–425. DOI : 10.1128 / JB.183.2.411-425.2001 . ISSN 1098-5530 . PMC 94895 . PMID 11133933 .   
  21. ^ Risser DD, Chew WG, Meeks JC (апрель 2014). «Генетическая характеристика локуса hmp, кластера генов, подобных хемотаксису, который регулирует развитие и подвижность гормогония у Nostoc punctiforme» . Молекулярная микробиология . 92 (2): 222–33. DOI : 10.1111 / mmi.12552 . PMID 24533832 . S2CID 37479716 .  
  22. ^ Khayatan B, Бэн DK, Cheng MH, чо YW, Хюинь J, Ким R, Omoruyi OH, Pantoja AP, Парк JS, Пэн JK, Splitt SD, Tian MY, Risser DD (май 2017). «Предполагаемая O-связанная трансфераза β-N-ацетилглюкозамина необходима для развития и подвижности Hormogonium в нитчатых Cyanobacterium Nostoc punctiforme» . Журнал бактериологии . 199 (9): e00075–17. DOI : 10.1128 / JB.00075-17 . PMC 5388816 . PMID 28242721 .  
  23. ^ Сингх. Учебник ботаники по разнообразию микробов и криптогам . Публикации Растоги. ISBN 978-8171338894.
  24. ^ «Различия между бактериями и цианобактериями» . Заметки микробиологии . 29 октября 2015 . Проверено 21 января 2018 .
  25. ^ Walsby AE (март 1994). «Газовые пузырьки» . Микробиологические обзоры . 58 (1): 94–144. DOI : 10.1128 / MMBR.58.1.94-144.1994 . PMC 372955 . PMID 8177173 .  
  26. ↑ de los Ríos A, Grube M, Sancho LG, Ascaso C (февраль 2007 г.). «Ультраструктурные и генетические характеристики эндолитических биопленок цианобактерий, заселяющих антарктические гранитные породы» . FEMS Microbiology Ecology . 59 (2): 386–95. DOI : 10.1111 / j.1574-6941.2006.00256.x . PMID 17328119 . 
  27. Перейти ↑ Vaughan T (2011). Маммология . Джонс и Барлетт. п. 21. ISBN 978-0763762995.
  28. ↑ Шульц, Нора (30 августа 2009 г.). «Фотосинтетические вирусы поддерживают уровень кислорода в мире» . Новый ученый .
  29. ^ Mazard S, Penesyan A, M Ostrowski, Полсен IT, Иган S (2016). «Крошечные микробы с большим влиянием: роль цианобактерий и их метаболитов в формировании нашего будущего» . Морские препараты . 14 (5): 97. DOI : 10,3390 / md14050097 . PMC 4882571 . PMID 27196915 .  
  30. ^ a b Jöhnk KD, Huisman J, Sharples J, Sommeijer B, Visser PM, Stroom JM (1 марта 2008 г.). «Летняя жара способствует цветению вредоносных цианобактерий» . Биология глобальных изменений . 14 (3): 495–512. Bibcode : 2008GCBio..14..495J . DOI : 10.1111 / j.1365-2486.2007.01510.x .
  31. ^ Paerl HW, Пол VJ (апрель 2012). «Изменение климата: связь с глобальным распространением вредоносных цианобактерий». Исследования воды . 46 (5): 1349–63. DOI : 10.1016 / j.watres.2011.08.002 . PMID 21893330 . 
  32. ^ Томас Д., Dougill AJ (15 марта 2007). «Пространственное и временное распределение цианобактериальных почвенных корок в Калахари: влияние на свойства поверхности почвы». Геоморфология . 85 (1): 17–29. Bibcode : 2007Geomo..85 ... 17T . DOI : 10.1016 / j.geomorph.2006.03.029 .
  33. ^ Белнапа J, Гарднер JS (1993). «Микроструктура почвы в почвах плато Колорадо: роль Cyanobacterium Microcoleus Vaginatus». Великий бассейновый естествоиспытатель . 53 (1): 40–47. JSTOR 41712756 . 
  34. ^ Nadis S (декабрь 2003). «Клетки, управляющие морями» (PDF) . Scientific American . 289 (6): 52–53. Bibcode : 2003SciAm.289f..52N . DOI : 10.1038 / Scientificamerican1203-52 . PMID 14631732 . Архивировано из оригинального (PDF) 19 апреля 2014 года . Проверено 19 апреля 2014 года .  
  35. ^ Уолш PJ, Смит S, Флеминг L, Solo-Габриэле Н, Gerwick WH, ред. (2 сентября 2011 г.). «Цианобактерии и токсины цианобактерий» . Мировой океан и здоровье человека: риски и средства защиты от морей . Академическая пресса. С. 271–96. ISBN 978-0-08-087782-2.
  36. ^ Kerfeld CA, Heinhorst S, Cannon GC (2010). «Бактериальные микрокомпартменты» . Ежегодный обзор микробиологии . 64 (1): 391–408. DOI : 10.1146 / annurev.micro.112408.134211 . PMID 20825353 . 
  37. ↑ Long BM, Badger MR, Whitney SM, Price GD (октябрь 2007 г.). «Анализ карбоксисом Synechococcus PCC7942 выявляет множественные комплексы Rubisco с карбоксисомными белками CcmM и CcaA» . Журнал биологической химии . 282 (40): 29323–35. DOI : 10.1074 / jbc.M703896200 . PMID 17675289 . 
  38. ^ Vothknecht UC, Westhoff P (декабрь 2001). «Биогенез и происхождение тилакоидных мембран» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Исследование молекулярных клеток . 1541 (1-2): 91-101. DOI : 10.1016 / S0167-4889 (01) 00153-7 . PMID 11750665 . 
  39. ^ Sobiechowska-Сасит М, СТОН-Egiert Дж, Kosakowska А (февраль 2014). «Количественный анализ экстрагированных пигментов фикобилина в цианобактериях - оценка спектрофотометрических и спектрофлуориметрических методов» . J Appl Phycol . 26 (5): 2065–74. DOI : 10.1007 / s10811-014-0244-3 . PMC 4200375 . PMID 25346572 .  
  40. ^ a b Pisciotta JM, Zou Y, Baskakov IV (май 2010 г.). Ян Ц (ред.). «Светозависимая электрогенная активность цианобактерий» . PLOS ONE . 5 (5): e10821. Bibcode : 2010PLoSO ... 510821P . DOI : 10.1371 / journal.pone.0010821 . PMC 2876029 . PMID 20520829 .  
  41. ^ a b c Вермаас WF (2001). «Фотосинтез и дыхание у цианобактерий». Фотосинтез и дыхание у цианобактерий. eLS . John Wiley & Sons, Ltd. doi : 10.1038 / npg.els.0001670 . ISBN 978-0-470-01590-2. S2CID  19016706 .
  42. ^ Armstronf JE (2015). Как Земля стала зеленой: Краткая история растений за 3,8 миллиарда лет . Издательство Чикагского университета. ISBN 978-0-226-06977-7.
  43. ^ Klatt JM де Беер D, Хауслер S, Polerecky L (2016). «Цианобактерии в сульфидных весенних микробных матах могут выполнять кислородный и аноксигенный фотосинтез одновременно в течение всего суточного периода» . Границы микробиологии . 7 : 1973. DOI : 10,3389 / fmicb.2016.01973 . PMC 5156726 . PMID 28018309 .  
  44. Перейти ↑ Grossman AR, Schaefer MR, Chiang GG, Collier JL (сентябрь 1993 г.). «Фикобилисома, светособирающий комплекс, реагирующий на условия окружающей среды» . Микробиологические обзоры . 57 (3): 725–49. DOI : 10.1128 / MMBR.57.3.725-749.1993 . PMC 372933 . PMID 8246846 .  
  45. ^ «Цвета от бактерий | Причины цвета» . www.webexhibits.org . Проверено 22 января 2018 .
  46. ^ Garcia-Pichel F (2009). «Цианобактерии». В Schaechter M (ред.). Энциклопедия микробиологии (третье изд.). С. 107–24. DOI : 10.1016 / B978-012373944-5.00250-9 . ISBN 978-0-12-373944-5.
  47. ^ Кехо DM (май 2010). «Хроматическая адаптация и эволюция восприятия цвета у цианобактерий» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (20): 9029–30. Bibcode : 2010PNAS..107.9029K . DOI : 10.1073 / pnas.1004510107 . PMC 2889117 . PMID 20457899 .  
  48. ^ Кехо DM, Гуцу A (2006). «Реагирование на цвет: регулирование дополнительной хроматической адаптации». Ежегодный обзор биологии растений . 57 : 127–50. DOI : 10.1146 / annurev.arplant.57.032905.105215 . PMID 16669758 . 
  49. ^ Páleník В, Haselkorn Р (январь 1992). «Множественное эволюционное происхождение прохлорофитов, прокариот, содержащих хлорофилл b». Природа . 355 (6357): 265–67. Bibcode : 1992Natur.355..265P . DOI : 10.1038 / 355265a0 . PMID 1731224 . S2CID 4244829 .  
  50. Перейти ↑ Urbach E, Robertson DL, Chisholm SW (январь 1992 г.). «Множественное эволюционное происхождение прохлорофитов в пределах цианобактериальной радиации». Природа . 355 (6357): 267–70. Bibcode : 1992Natur.355..267U . DOI : 10.1038 / 355267a0 . PMID 1731225 . S2CID 2011379 .  
  51. ^ Коэн Y, Йоргенсен BB, Revsbech NP, Poplawski R (февраль 1986). «Адаптация к сероводороду кислородного и аноксигенного фотосинтеза среди цианобактерий» . Прикладная и экологическая микробиология . 51 (2): 398–407. DOI : 10,1128 / AEM.51.2.398-407.1986 . PMC 238881 . PMID 16346996 .  
  52. ^ Бланкеншип RE (2014). Молекулярные механизмы фотосинтеза . Вили-Блэквелл. С. 147–73. ISBN 978-1-4051-8975-0.
  53. ↑ Оч Л.М., Шилдс-Чжоу Г.А. (январь 2012 г.). «Неопротерозойское событие оксигенации: нарушения окружающей среды и биогеохимический цикл». Обзоры наук о Земле . 110 (1–4): 26–57. Bibcode : 2012ESRv..110 ... 26O . DOI : 10.1016 / j.earscirev.2011.09.004 .
  54. ^ Adams DG, Bergman В, Nierzwicki-Bauer SA, Дугган PS, Rai А.Н., Schussler A (2013). Прокариоты . Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. С. 359–400. DOI : 10.1007 / 978-3-642-30194-0_17 . ISBN 978-3-642-30193-3.
  55. Перейти ↑ Smith A (1973). «Синтез промежуточных продуктов обмена веществ» . В Carr NG, Whitton BA (ред.). Биология сине-зеленых водорослей . Калифорнийский университет Press. С.  30– . ISBN 978-0-520-02344-4.
  56. ^ Jangoux М (1987). «Болезни иглокожих. I. Возбудители микроорганизмов и простейших» . Дис. Акват. Орг . 2 : 147–62. DOI : 10,3354 / dao002147 .
  57. ^ Кинне О, ред. (1980). Болезни морских животных (PDF) . 1 . Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons. ISBN  978-0-471-99584-5.
  58. ^ Кристиансен A (1964). " Sarcinastrum urosporae , бесцветная паразитическая сине-зеленая водоросль" (PDF) . Phycologia . 4 (1): 19–22. DOI : 10.2216 / i0031-8884-4-1-19.1 . Архивировано из оригинального (PDF) 6 января 2015 года.
  59. ^ a b Килинг П.Дж. (2013). «Число, скорость и влияние пластидных эндосимбиозов в эволюции эукариот». Ежегодный обзор биологии растений . 64 : 583–607. DOI : 10,1146 / annurev-arplant-050312-120144 . PMID 23451781 . S2CID 207679266 .  
  60. ^ Мур KR, Magnabosco C, Momper L, Gold DA, Bosak T, Fournier GP (2019). «Расширенная рибосомная филогения цианобактерий поддерживает глубокое размещение пластидов» . Границы микробиологии . 10 : 1612 DOI : 10,3389 / fmicb.2019.01612 . PMC 6640209 . PMID 31354692 .  
  61. ^ Howe CJ, Barbrook AC, Nisbet RE, Локхарт PJ, Larkum AW (август 2008). «Происхождение пластид» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки . 363 (1504): 2675–85. DOI : 10.1098 / rstb.2008.0050 . PMC 2606771 . PMID 18468982 .  
  62. ^ a b Родригес-Эзпелета Н, Бринкманн Х., Бурей СК, Рур Б., Бургер Г., Лёффельхардт В., Бонерт Х.Дж., Филипп Х., Ланг Б.Ф. (июль 2005 г.). «Монофилия первичных фотосинтезирующих эукариот: зеленые растения, красные водоросли и глаукофиты» . Текущая биология . 15 (14): 1325–30. DOI : 10.1016 / j.cub.2005.06.040 . PMID 16051178 . 
  63. ^ Адл С.М., Симпсон А.Г., Лейн CE, Lukeš Дж, бас - Д, Баузер СС, Браун МВт, Бурки Ж, Dunthorn М, Хампли В, Хейссе А, Hoppenrath М, Лара Е, Ле Галл л, Линн DH, Макмэнус Н, Митчелл Э.А., Мозли-Стэнридж С.Е., Парфри Л.В., Павловски Дж., Рюкерт С., Шедвик Л., Шедвик Л., Шох К.Л., Смирнов А., Шпигель Ф.В. (сентябрь 2012 г.). «Уточненная классификация эукариот» . Журнал эукариотической микробиологии . 59 (5): 429–93. DOI : 10.1111 / j.1550-7408.2012.00644.x . PMC 3483872 . PMID 23020233 .  
  64. ^ Price DC, Chan CX, Yoon HS, Yang EC, Qiu H, Weber AP, Schwacke R, Gross J, Blouin NA, Lane C, Reyes-Prieto A, Durnford DG, Neilson JA, Lang BF, Burger G, Steiner JM , Löffelhardt W, Meuser JE, Posewitz MC, Ball S, Arias MC, Henrissat B, Coutinho PM, Rensing SA, Symeonidi A, Doddapaneni H, Green BR, Rajah VD, Boore J, Bhattacharya D (февраль 2012 г.). «Геном Cyanophora paradoxa выясняет происхождение фотосинтеза у водорослей и растений». Наука . 335 (6070): 843–47. Bibcode : 2012Sci ... 335..843P . DOI : 10.1126 / science.1213561 . PMID 22344442 . S2CID 17190180 .  
  65. ^ a b Понсе-Толедо Р.И., Дешам П., Лопес-Гарсия П., Живанович Ю., Бензерара К., Морейра Д. (февраль 2017 г.). "Пресноводные цианобактерии с ранним ветвлением в происхождении пластид" . Текущая биология . 27 (3): 386–91. DOI : 10.1016 / j.cub.2016.11.056 . PMC 5650054 . PMID 28132810 .  
  66. ^ Шимпер, AF (1883). "Über die Entwicklung der Chlorophyllkörner und Farbkörper" [О развитии зерен и пятен хлорофилла]. Бот. Zeitung (на немецком языке). 41 : 105–14, 121–31, 137–46, 153–62. Архивировано из оригинального 19 октября 2013 года .
  67. Перейти ↑ Alberts B (2002). Молекулярная биология клетки (4-е изд.). Нью-Йорк [укр.]: Гарланд. ISBN 978-0-8153-4072-0.
  68. ^ Mereschkowsky C (1905). "Über Natur und Ursprung der Chromatophoren im Pflanzenreiche" [О природе и происхождении хроматофоров в царстве растений]. Biol Centralbl (на немецком языке). 25 : 593–604.
  69. Перейти ↑ Sagan L (март 1967). «О происхождении митозирующих клеток». Журнал теоретической биологии . 14 (3): 255–74. DOI : 10.1016 / 0022-5193 (67) 90079-3 . PMID 11541392 . 
  70. ^ Schwartz RM, Dayhoff MO (январь 1978). «Происхождение прокариот, эукариот, митохондрий и хлоропластов». Наука . 199 (4327): 395–403. Bibcode : 1978Sci ... 199..395S . DOI : 10.1126 / science.202030 . PMID 202030 . 
  71. ^ Арчибальд JM (август 2015). «Геномные перспективы рождения и распространения пластид» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (33): 10147–53. Bibcode : 2015PNAS..11210147A . DOI : 10.1073 / pnas.1421374112 . PMC 4547232 . PMID 25902528 .  
  72. ^ Blankenship RE (октябрь 2010 г.). «Ранняя эволюция фотосинтеза» . Физиология растений . 154 (2): 434–38. DOI : 10.1104 / pp.110.161687 . PMC 2949000 . PMID 20921158 .  
  73. ^ Rockwell NC, Lagarias JC, Бхаттачария D (2014). «Первичный эндосимбиоз и эволюция восприятия света и кислорода у фотосинтезирующих эукариот» . Границы экологии и эволюции . 2 (66). DOI : 10.3389 / fevo.2014.00066 . PMC 4343542 . PMID 25729749 .  
  74. ^ Обобщено в Cavalier-Smith T (апрель 2000 г.). «Мембранная наследственность и ранняя эволюция хлоропластов». Тенденции в растениеводстве . 5 (4): 174–82. DOI : 10.1016 / S1360-1385 (00) 01598-3 . PMID 10740299 . 
  75. ^ Nowack EC, Мелконян M, Glöckner G (март 2008). «Последовательность хроматофорного генома Paulinella проливает свет на приобретение фотосинтеза эукариотами» . Текущая биология . 18 (6): 410–18. DOI : 10.1016 / j.cub.2008.02.051 . PMID 18356055 . 
  76. ^ Арчибальд JM (январь 2009). «Загадка эволюции пластид» . Текущая биология . 19 (2): R81–88. DOI : 10.1016 / j.cub.2008.11.067 . PMID 19174147 . 
  77. ^ «Как растения производят кислород? Спросите цианобактерии» . Phys.org . Science X (30 марта 2017 г.) . Проверено 26 октября 2017 года .
  78. ^ a b Cassier-Chauvat C, Veaudor T, Chauvat F (2016). «Сравнительная геномика рекомбинации и репарации ДНК в цианобактериях: биотехнологические последствия» . Front Microbiol . 7 : 1809 DOI : 10,3389 / fmicb.2016.01809 . PMC 5101192 . PMID 27881980 .  
  79. ^ Orkwiszewski KG, Kaney AR (июнь 1974). «Генетическая трансформация сине-зеленой бактерии Anacystis nidulans». Arch Mikrobiol . 98 (1): 31–37. DOI : 10.1007 / BF00425265 . PMID 4209657 . S2CID 5635245 .  
  80. Перейти ↑ Stevens SE, Porter RD (октябрь 1980 г.). «Трансформация Agmenellum quadruplicatum» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 77 (10): 6052–56. Bibcode : 1980PNAS ... 77.6052S . DOI : 10.1073 / pnas.77.10.6052 . PMC 350211 . PMID 16592896 .  
  81. ^ Григорьева G, Шестаков S (1982). «Трансформация цианобактерий Synechocystis sp. 6803» . Письма о микробиологии FEMS . 13 (4): 367–70. DOI : 10.1111 / j.1574-6968.1982.tb08289.x .
  82. ^ Бернштейн Н, Бернштейн С, Michod RE (январь 2018). «Секс с микробными возбудителями». Заразить. Genet. Evol . 57 : 8–25. DOI : 10.1016 / j.meegid.2017.10.024 . PMID 29111273 . 
  83. ^ Фон Негели С (1857 г.). Каспары Р. (ред.). "Bericht über die Verhandlungen der 33. Versammlung deutscher Naturforscher und Ärzte, gehalten в Бонне от 18 до 24 сентября 1857 г." [Отчет о работе 33-го совещания немецких естествоиспытателей и врачей, состоявшегося в Бонне 18-24 сентября 1857 г.] . Botanische Zeitung . 15 : 749–76.
  84. Перейти ↑ Haeckel E (1867). Generelle Morphologie der Organismen . Реймер, Берлин.
  85. ^ Chatton Э. (1925). " Pansporella perplexa . Рефлексии о биологии и филогении простейших". Анна. Sci. Nat. Zool . 10-VII: 1–84.
  86. ^ a b Gugger MF, Hoffmann L (март 2004 г.). «Полифилия истинно ветвящихся цианобактерий (Stigonematales)» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 54 (Pt 2): 349–57. DOI : 10.1099 / ijs.0.02744-0 . PMID 15023942 . 
  87. ^ Говард-Azzeh M, L Shamseer, Schellhorn HE, Гупта RS (ноябрь 2014). «Филогенетический анализ и молекулярные сигнатуры, определяющие монофилетическую кладу гетероцистных цианобактерий и идентифицирующие ее ближайших родственников». Фотосинтез Исследования . 122 (2): 171–85. DOI : 10.1007 / s11120-014-0020-х . PMID 24917519 . S2CID 17745718 .  
  88. ^ Komárek Дж, Kaštovský J, J Мареш, Джохэнсен JR (2014). «Таксономическая классификация цианопрокариот (родов цианобактерий) 2014 с использованием многофазного подхода» (PDF) . Пресли . 86 : 295–335.
  89. Перейти ↑ Pringsheim EG (1963). Farblose Algen: Ein Beitrag zur Evolutionsforschung . Густав Фишер Верлаг.
  90. ↑ Riding, R. (2007). «Термин строматолит: к основному определению». Летая . 32 (4): 321–30. DOI : 10.1111 / j.1502-3931.1999.tb00550.x .
  91. ^ Баумгартнер Р.Дж. и др. (2019). «Нанопористый пирит и органическое вещество в строматолитах возрастом 3,5 миллиарда лет отражают изначальную жизнь» (PDF) . Геология . 47 (11): 1039–43. Bibcode : 2019Geo .... 47.1039B . DOI : 10.1130 / G46365.1 .
  92. ^ Лейн, Ник (6 февраля 2010 г.) «Первое дыхание: миллиард лет борьбы Земли за кислород» . New Scientist , стр. 36–39. См. Также прилагаемый график.
  93. ^ Corsetti FA, Awramik SM, Пирс D (апрель 2003). «Сложная микробиота времен Земли как снежный ком: микрофоссилии из неопротерозойской формации Кингстон Пик, Долина Смерти, США» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (8): 4399–404. Bibcode : 2003PNAS..100.4399C . DOI : 10.1073 / pnas.0730560100 . PMC 153566 . PMID 12682298 .  
  94. ^ Gutschick RC, Перри TG (1 ноября 1959). «Саппингтонские (Kinderhookian) губки и среда их обитания [Монтана]» . Журнал палеонтологии . 33 (6): 977–85 . Проверено 28 июня 2007 года .
  95. ↑ Езда, Роберт. (1991). Известковые водоросли и строматолиты , стр. 32. Springer-Verlag Press.
  96. Перейти ↑ Monty, CL (1981). Монти, Клод (ред.). «Спонгиостромат против поростроматных строматолитов и онколитов» . Фанерозойские строматолиты . Берлин, Гейдельберг: Springer: 1–4. DOI : 10.1007 / 978-3-642-67913-1_1 . ISBN 978-3-642-67913-1.
  97. ^ Канеко Т, Сато С, Котани Х, Танака А, Асамизу Э, Накамура Y, Миядзима Н, Хиросава М, Сагиура М, Сасамото С, Кимура Т, Хосучи Т, Мацуно А, Мураки А, Наказаки Н, Наруо К., Окумура С., Шимпо С., Такеучи С., Вада Т., Ватанабе А., Ямада М., Ясуда М., Табата С. (июнь 1996 г.). «Анализ последовательности генома одноклеточной цианобактерии Synechocystis sp. Штамм PCC6803. II. Определение последовательности всего генома и определение потенциальных областей, кодирующих белок» . Исследования ДНК . 3 (3): 109–36. DOI : 10.1093 / dnares / 3.3.109 . PMID 8905231 . 
  98. ^ Tabei Y, Окада K, Тсузуки M (апрель 2007). «Sll1330 контролирует экспрессию гликолитических генов в Synechocystis sp. PCC 6803». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 355 (4): 1045–50. DOI : 10.1016 / j.bbrc.2007.02.065 . PMID 17331473 . 
  99. ^ Rocap G, Larimer FW, Lamerdin Дж, Малфатти S, цепи Р, Ahlgren Н.А., Арельяно А, Колман М, Хаузер л, Гесс WR, Джонсон ЗИ, Участок М, Линдел D, сообщение А.Ф., Регалэ Вт, Шах М, Шоу С.Л., Стеглич К., Салливан М.Б., Тинг С.С., Толонен А., Уэбб Е.А., Зинсер Э.Р., Чисхолм С.В. (август 2003 г.). «Дивергенция генома двух экотипов Prochlorococcus отражает дифференциацию океанических ниш». Природа . 424 (6952): 1042–47. Bibcode : 2003Natur.424.1042R . DOI : 10,1038 / природа01947 . PMID 12917642 . S2CID 4344597 .  
  100. ^ Дюфрен А, Salanoubat М, Partensky Ж, Artiguenave Ж, Аксман И.М., Барб В, Дюпр S, Гальперинские М.Ю., Кунин Е.В., Ле Галл Ж, Макаров К. С., Островский М, Oztas S, Роберт С, Рогозин И.Б., Сканлан ди - джей, Tandeau de Marsac N, Weissenbach J, Wincker P, Wolf YI, Hess WR (август 2003 г.). «Последовательность генома цианобактерии Prochlorococcus marinus SS120, почти минимальный оксифотрофный геном» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (17): 10020–25. Bibcode : 2003PNAS..10010020D . DOI : 10.1073 / pnas.1733211100 . PMC 187748 . PMID 12917486 .  
  101. ^ Микс JC, Elhai Дж, Thiel Т, Потс М, Larimer Ж, Lamerdin Дж, Predki Р, Р Атлас (2001). «Обзор генома Nostoc punctiforme, многоклеточной симбиотической цианобактерии». Фотосинтез Исследования . 70 (1): 85–106. DOI : 10,1023 / A: 1013840025518 . PMID 16228364 . S2CID 8752382 .  
  102. ^ Хердман М, Жанвье М, Rippka R, Stanier RY (1979). «Размер генома цианобактерий» . Журнал общей микробиологии . 111 : 73–85. DOI : 10.1099 / 00221287-111-1-73 .
  103. ^ Кинтана N, Ван - дер - Kooy F, Ван де Мана MD, вошол GP, Verpoorte R (август 2011 г.). «Возобновляемая энергия цианобактерий: оптимизация производства энергии с помощью инженерии метаболических путей» . Прикладная микробиология и биотехнология . 91 (3): 471–90. DOI : 10.1007 / s00253-011-3394-0 . PMC 3136707 . PMID 21691792 .  
  104. ^ «Сине-зеленые бактерии могут помочь генерировать« зеленое »электричество» , The Hindu , 21 июня 2010 г.
  105. ^ "Джоуль выигрывает ключевой патент на цианобактерии ГМО, которые создают топливо из солнечного света, CO2 и воды . Дайджест биотоплива (14 сентября 2010 г.). Проверено 2011-04-06.
  106. ^ «Algenol Biofuels превышает 9 000 галлонов этанола в год на» (PDF) . Algenol Biofuels. 6 марта 2013 г. Архивировано из оригинального (PDF) 20 апреля 2014 г.
  107. ↑ Lane J (25 сентября 2012 г.). «Доведите до предела: альгенол и повышение урожайности передовых видов биотоплива» . Дайджест биотоплива .
  108. ^ Choi H, Mascuch SJ, Villa FA, Byrum T, Teasdale ME, Smith JE и др. (Май 2012 г.). «Хонауцины AC, мощные ингибиторы воспаления и распознавания кворума бактерий: синтетические производные и взаимосвязь между структурой и активностью» . Химия и биология . 19 (5): 589–98. DOI : 10.1016 / j.chembiol.2012.03.014 . PMC 3361693 . PMID 22633410 .  
  109. ^ Ньюсом, Эндрю G .; Калвер, Кэтрин А .; ван Бримен, Ричард Б. (16 июля 2014 г.). «Палитра природы: поиск натуральных голубых красителей» . Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 62 (28): 6498–6511. DOI : 10.1021 / jf501419q . ISSN 0021-8561 . 
  110. ^ Verseux С, Baqué М, ЛЕХТО К, де Вера ДП, Ротшильда LJ, Billi D (2016). «Устойчивое жизнеобеспечение на Марсе - потенциальная роль цианобактерий» . Международный журнал астробиологии . 15 (1): 65–92. Bibcode : 2016IJAsB..15 ... 65V . DOI : 10.1017 / S147355041500021X .
  111. ^ Thebault л, Lesne Дж, Бутин JP (1995). «[Цианобактерии, их токсины и риски для здоровья]». Médecine Tropicale . 55 (4): 375–80. PMID 8830224 . 
  112. ^ a b Сине-зеленые водоросли (цианобактерии) и их токсины . Hc-sc.gc.ca (30 января 2013 г.). Проверено 19 апреля 2014.
  113. ↑ Вредоносное цветение в озере Атитлан, Гватемала, из обсерватории Земли НАСА , получено 9 января 2010 года.
  114. ^ Вайнрих С, Миллер TR (2014). «Вредное цветение пресноводных водорослей: токсины и здоровье детей». Актуальные проблемы педиатрии и здравоохранения подростков . 44 : 2–24.
  115. ↑ Caller TA, Doolin JW, Haney JF, Murby AJ, West KG, Farrar HE, Ball A, Harris BT, Stommel EW (2009). «Группа бокового амиотрофического склероза в Нью-Гэмпшире: возможная роль цветения токсичных цианобактерий». Боковой амиотрофический склероз . 10 Дополнение 2: 101–08. DOI : 10.3109 / 17482960903278485 . PMID 19929741 . S2CID 35250897 .  
  116. Перейти ↑ Cox PA, Richer R, Metcalf JS, Banack SA, Codd GA, Bradley WG (2009). «Воздействие цианобактерий и BMAA из пустынной пыли: возможная связь со спорадическим БАС среди ветеранов войны в Персидском заливе». Боковой амиотрофический склероз . 10 Дополнение 2: 109–17. DOI : 10.3109 / 17482960903286066 . PMID 19929742 . S2CID 1748627 .  
  117. ^ Б с д е е Main D (2006). «Цветение токсичных водорослей» (PDF) . Ветеринарный патолог, Южный Перт . Agric.wa.gov.au . Проверено 18 ноября 2014 года .
  118. ↑ May V, Baker H (1978). «Снижение токсичных водорослей в сельскохозяйственных плотинах с помощью железных квасцов». Техн. Бык . 19 : 1–16.
  119. ^ Spolaore P, Joannis-Cassan C, E Дюран, Isambert A (февраль 2006). «Коммерческое применение микроводорослей». Журнал биологии и биоинженерии . 101 (2): 87–96. DOI : 10,1263 / jbb.101.87 . PMID 16569602 . S2CID 16896655 .  
  120. ^ Christaki E, Florou-Paneri P, Bonos E (декабрь 2011). «Микроводоросли: новый ингредиент в питании». Международный журнал пищевых наук и питания . 62 (8): 794–99. DOI : 10.3109 / 09637486.2011.582460 . PMID 21574818 . S2CID 45956239 .  
  121. ↑ Ku CS, Pham TX, Park Y, Kim B, Shin MS, Kang I, Lee J (апрель 2013 г.). «Съедобные сине-зеленые водоросли снижают выработку провоспалительных цитокинов, ингибируя путь NF-κB в макрофагах и спленоцитах» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Общие предметы . 1830 (4): 2981–88. DOI : 10.1016 / j.bbagen.2013.01.018 . PMC 3594481 . PMID 23357040 .  
  122. ^ Mišurcová л, Škrovánková S, Самек D, J Ambrožová, Мачу L (2012). «Польза для здоровья полисахаридов водорослей в питании человека». Достижения в исследованиях в области пищевых продуктов и питания, Том 66 . Достижения в исследованиях пищевых продуктов и питания . 66 . С. 75–145. DOI : 10.1016 / B978-0-12-394597-6.00003-3 . ISBN 978-0-12-394597-6. PMID  22909979 .
Атрибуция

 Эта статья включает текст, доступный по лицензии CC BY 2.5 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Криббс G (1997). Nature's Superfood: революция сине-зеленых водорослей (первое издание). Новый лист. ISBN 978-0-7522-0569-4.
  • Сэвидж М (1994). Миллениальный проект: колонизация галактики за восемь простых шагов . Little Brown & Co. ISBN 978-0-316-77163-4.
  • Фогг Г.Е., Стюарт В.Д., Фэй П., Уолсби А.Э. (1973). Сине-зеленые водоросли . Лондон и Нью-Йорк: Academic Press. ISBN 978-0-12-261650-1.
  • « Архитекторы земной атмосферы », Введение в цианобактерии, Калифорнийский университет, Беркли , 3 февраля 2006 г.
  • Уиттон Б.А. (2002). «Тип Cyanophyta (Цианобактерии)». Флора пресноводных водорослей Британских островов . Кембридж: Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-77051-4.
  • Пятидесятница А., Франке У. (2010). «Фотосинтез и кальцификация строматолитовой пресноводной цианобактерии Rivularia » . Евро. J. Phycol . 45 (4): 345–53. DOI : 10.1080 / 09670262.2010.492914 .
  • Уиттон Б.А., Поттс М., ред. (2000). Экология цианобактерий: их разнообразие во времени и пространстве . Springer. ISBN 978-0-7923-4735-4.
  • «От микроводорослей к голубому маслу» . Обзор ParisTech . Декабрь 2011. Архивировано из оригинала 17 апреля 2016 года . Проверено 2 марта 2012 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Что такое цианобактерии и каковы их виды?
  • Веб-сервер для исследования цианобактерий
  • Погружение в антарктическую капсулу времени, наполненную первозданной жизнью