Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu www.szkolnictwo.pl Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu www.szkolnictwo.pl mogą być wykorzystywane przez jego Użytkowników wyłącznie w zakresie własnego użytku osobistego oraz do użytku w szkołach podczas zajęć dydaktycznych. Kopiowanie, wprowadzanie zmian, przesyłanie, publiczne odtwarzanie i wszelkie wykorzystywanie tych treści do celów komercyjnych jest niedozwolone. Plik można dowolnie modernizować na potrzeby własne oraz do wykorzystania w szkołach podczas zajęć dydaktycznych.

Sinice (cyjanobakterie)

Królestwo: Procayrota – bezjądrowe Zanim poznano ultrastrukturę komórek sinic uważano, że organizmy te należą do świata roślin. Przyczyną takiej klasyfikacji był silny rozwój aparatu fotosyntetyzującego. Obecnie sinice, które często określane są terminem cyjanobakterie należą do królestwa Procaryota. Systematyka sinic: (wg Szweykowski A. J., 2005) Królestwo: Procayrota – bezjądrowe Podkrólestwo: Eubacteria – eubakterie Gromada: Cyanobacteria – sinice Klasa: Cyanophyceae - sinicowe Rząd: Chroococcales - chrookokowce Rząd: Nostocales - trzęsidłowce Rząd: Oscillatoriales - drgalnicowce Rząd: Pleurocapsales - pleurokapsowce Rząd: Stigonematales - stygonemowce Rząd: Chamaesiphonales - chamesyfonowce

Środowisko życia Sinice „upodobały” sobie środowiska wodne i to w jego najrozmaitszych postaciach: morza, rzeki, potoki, kałuże, gorące źródła, gejzery, solanki, torfowiska, zagłębienia w korze drzew itd. Sinice spotka się też w miejscach suchych, na pustyniach, skałach i na powierzchni gleby. Mogą one rosnąć wszędzie tam, gdzie istnieje odrobina wody, soli mineralnych oraz światło. Są więc wybitnymi pionierami świata organicznego, organizmami, które osiedlają się w najmniej sprzyjających warunkach.

Sinice to organizmy prokariotyczne o komórkach przeważnie większych od komórek bakterii, o barwie niebieskozielonej, niekiedy również rdzawoczerwonej, brązowej lub prawie czarnej. Wśród sinic wyróżniamy następujące formy: - jednokomórkowe - skupienia o charakterze luźnych kolonii - powstają one w ten sposób, że dzielące się komórki nie rozchodzą się całkowicie, ale pozostają połączone poprzez wydzielany obficie śluz - ścisłe kolonie w postaci nici należących zasadniczo do dwóch różnych typów: * typ pleurokapsalny (B) – nici zbudowane są z komórek otoczonych całkowicie ścianą komórkową, * typ trychomowy (A)– komórki budujące nić tkwią we wspólnej ścianie (jakby rurze), a poszczególne komórki oddzielone są jedynie cienką błoną. A B

Od otaczającego świata komórka sinicy jest odgraniczona ścianą komórkową, której głównym składnikiem jest mureina. Ściana jest kilkuwarstwowa, a w warstwie występuje białkowo - lipopolisacharydowy kompleks, podobnie jak u bakterii gramujemnych. Na zewnątrz ściany wydzielany jest śluz, który u większości sinic tworzy otoczkę, która pełni funkcje ochronne – chroni komórkę przed wysychaniem, prawdopodobnie odgrywa też rolę w ruchu śluzowym niektórych sinic. Wewnątrz ściany komórkowej znajduje się protoplast o budowie typowo prokariotycznej. Materiał genetyczny stanowi kolisto zamknięta, naga, podwójna i niczym nieobłoniona helisa DNA. W gęstej i pozbawionej ruchów cytoplazmie znajduje się silnie rozwinięte błony aparatu fotosyntetycznego, rybosomy, wakuole gazowe oraz materiały zapasowe.

Aparat fotosyntetyczny sinic stanowi układ spłaszczonych pęcherzyków – tylakoidów, które zwykle znajdują się w peryferycznej części cytoplazmy. Wewnątrz tych struktur zlokalizowane są barwniki fotosyntetyczne. Podstawowym barwnikiem fotosynteycznym jest chlorofil a, pomocniczo w pochłanianiu światła działają też karotenoidy i barwniki fikobilinowe (niebieska fikocyjanina i czerwona fikoerytryna). Barwników tych jest często tak dużo, że maskują zieloną barwę chlorofilu i nadają sinicom niebieskie, czerwone lub żółte zabarwienie. Rybosomy sinic są podobne do bakteryjnych o stałej sedymentacji 70 S, występują zwłaszcza w środkowej części cytoplazmy, często tworzą także łańcuszki polirybosomów.

umożliwiają unoszenie się komórek w wodzie Organellami często spotykanymi u sinic są wakuole gazowe. Tworzą je zespoły pęcherzyków wypełnionych gazem, o składzie podobnym jak w otaczającym środowisku (tlen, azot, dwutlenek węgla). Pełnią one dwie zasadnicze funkcje: umożliwiają unoszenie się komórek w wodzie osłaniają komórki przed nadmiernym promieniowaniem dzięki odbiciu, załamaniu i rozpraszaniu światła. Materiałem zapasowym sinic jest m.in. wolutyna (ciała polifosforanowe), tłuszcze oraz skrobia sinicowa. Kolonie cyjanobakterii

Budowa komórki sinicy 1-błona cytoplazmatyczna 2-ściana komórkowa 3-otoczka śluzowa 4-krople tłuszczu 5-DNA 6-tylakoidy 7-rybosomy 8-polirybosomy 3 4 5 6 7 8

Czynności życiowe sinic Sinice to w większości organizmy samożywne, mające zdolność wytwarzania związków organicznych na drodze fotosyntezy. Produktem asymilacji jest skrobia zwana skrobią sinicową. Jako ciekawostkę można dodać że nieliczne gatunki sinic nie posiadają barwników asymilacyjnych – są heterotrofami. Organzimy te należą do organizmów tlenowych. Chroococcus sp. Nostoc sp.

Rozmnażanie Sinice rozmnażają się wyłącznie wegetatywnie – odbywa się to w najprostszych przypadkach przez podział komórki lub rozerwanie wielokomórkowej nici. Wiele sinic wytwarza często specjalne twory, służące do rozmnażania wegetatywnego. Czasami mają one charakter przetrwalnikowy: po dojrzeniu wchodzą w okres spoczynku, co jest zwykle równoznaczne z nastaniem niekorzystnych warunków i rozwijają się dopiero po jakimś czasie.

Osobliwą właściwością sinic jest ich zdolność do wiązania azotu atmosferycznego – pod tym względem przypominają one bakterie. U wielu sinic występują specyficzne twory, tzw. heterocysty, będące specjalnym przystosowaniem do przeprowadzenia tego procesu. Są one charakterystyczne dla sinic nitkowatych, widoczne w mikroskopie świetlnym jako komórki przeźroczyste, bezbarwne lub delikatnie zabarwione na kolor żółto – zielono – niebieski. Nitrogenaza – enzym pełniący kluczową rolę w asymilacji azotu – może pełnić swe funkcje jedynie w środowisku beztlenowym, a te zapewniają heterocysty.

Biologiczna rola sinic Sinice to organizmy pionierskie – osiedlają się w najbardziej niegościnnych miejscach, przygotowując grunt dla organizmów bardziej wymagających, roślin a następnie zwierząt. W środowisku wodnym stanowią ważny składnik planktonu, tzn. zespołu różnorodnych organizmów, biernie unoszących się w toni wodnej. Niekiedy występują tak obficie, że tworzą „zakwity”. Wówczas sinice stanowią niepożądany składnik zbiorowisk wodnych: zużywają w dużych ilościach tlen, a często także wydalają do wody substancje trujące dla innych organizmów. Rola sinic w życiu człowieka nie jest wielka. Sinice, które wiążą azot atmosferyczny i przyczyniają się w ten sposób do wzbogacenia w związki azotu są wprowadzane do gleby pól ryżowych w Indiach. Na terenie Syberii, Japonii ludność spożywa sinice jako tzw. chleb Tenga.

Toksyczne zakwity sinic

Wybrani przedstawiciele Cyanobacteria Gleocapsa sp. – jednokomórkowa i kolonijna sinica żyjąca na wilgotnych podłożach i w płytkich zbiornikach, gdzie tworzy śluzowate kłaczkowate agregaty sinawej lub niebieskawo-zielonej barwy. Komórki są jajowate, kuliste lub pałeczkowate. Rozmnaża się przez podział komórek. Należy do rzędu Chroococcales. Oscillatoria sp.(drgalnica) należy do rzędu Nostocales. Ciało tej sinicy jest spłaszczone, wydłużone, złożone z szeregowo ułożonych komórek dyskowatych. Przednia część ciała wykonuje wahadłowe ruchy. Tylny koniec ciała jest wygięty. Drgalnica wytwarza osłonki śluzowe. Ma barwę niebiesko-zieloną. Żyje w wodach słodkich. Gleocapsa sp. Oscillatoria sp.

Wybrani przedstawiciele Cyanobacteria Nostoc (trzęsidło) – sinica nitkowata z rzędu Nostocales ze śluzowatymi otoczkami. Żyje w wodach słodkich i na wilgotnych podłożach. Nostoc Anabaena sp.– żyje w wodach słodkich i morskich,na wilgotnych glebach, torfie, torfowiskach, w przestworach międzykomórkowych paproci. Niektóre są toksyczne dla ludzi i zwierząt. Należą do rzędu Nostocales. Wiążą wolny azot oraz wzbogacają podłoże w związki azotowe. Wykorzystywane są do produkcji nawozów naturalnych. Ciało tej sinicy jest wydłużone i zbudowane ze zróżnicowanych strukturalnie i funkcjonalnie komórek ułożonych w paciorek. Anabaena

Literatura: Szweykowska A., Szweykowski J., 2004. Botanika – morfologia. PWN, Warszawa Szweykowska A., Szweykowski J., 2005. Botanika – systematyka. PWN, Warszawa Lewiński W., Walkiewicz J., 2000. Biologia 1. Operon, Rumia Villee i inni, 1996. Biologia. Multico, Warszawa Strona www: http://luskiewnik.strefa.pl/luskiewnik/cyanophyta.htm