Характеристика отделов прокариот. Отделы 18-34

Включает 1 класс и 10 родов. Содержит 2 порядка: Deinococcales и Thermales.

Молекулярные маркеры: основным маркером этого отдела служит сигнатурная последовательность 16S рДНК. Липиды содержат большое количество пальмитолеата (Deinococcales).

Окраска по Граму: положительная (Deinococcales), отрицательная (Thermales).

Морфология клетки: крупные неподвижные кокки в парах или тетрадах, образуют обычно красные или оранжевые колонии (Deinococcales); неподвижные, прямые палочки или нити до 200 мкм длиной; колонии желтого, оранжевого, красного цвета (Thermales).

Физиология: хемоорганотрофы, метаболизм дыхательного типа, углеводы не используют (Deinococcales); гетеротрофы, некоторые виды используют нитраты или нитриты как акцепторы электронов ‒ восстанавливают соединения азота (Thermales).

Отношение к кислороду: аэробы.

Отношение к температуре: мезофилы (Deinococcales), термофилы (Thermales).

Особенности экологии: устойчивы к радиоактивности (Deinococcales); обнаружены в горячих источниках, природных водоемах с термальным загрязнением, водонагревательных установках (Thermales).

19. Отдел Хлорофлексы – Chloroflexi.

Обобщенно отдел можно назвать «зеленые несерные бактерии и их родственники».

Включает 18 родов. Филогенетическое разнообразие внутри отдела велико, представителей относят к 6 (!) классам. Отдел включает класс Thermomicrobia, ранее считавшийся отделом.

Хемотаксономические маркеры: некоторые виды образуют желтые, оранжевые, красные каратиноидные пигменты. Фототрофы содержат бактериохлорофилл c, каратиноиды, каротин.

Цитология: бактериохлорофилл (если есть) находятся в хлоросомах ‒ маленьких клеточных отсеках, прикрепленных к плазмалемме, и свойственных для семейства Chlorobiaceae.

Окраска по Граму: грамотрицательные или редко (часть Термомикробов) – грамположительные.

Морфофизиологические типы: (1) нитчатые скользящие бактерии (длинные палочки или нити), (2) нитчатые фототрофные бактерии, (3) кокки, (4) палочки неправильной формы (плеоморфные), одиночные или в парах. Нити состоят из отдельных клеток и часто покрыты чехлом. При обильном росте нитчатые формы образуют структуры, напоминающие плодовые тела. Фототрофы (зеленые бактерии) имеют вид многоклеточных нитей неопределенной длины, содержащих септы, иногда в тонком чехле. На свету и без кислорода клетки имеют желтовато-зеленый цвет, на свету в присутствии кислорода – оранжево-красный.

Физиология: фотогетеротрофы (в анаэробных условиях), хемогетеротрофы (в анаэробных условиях), хемоорганотрофы. Фотосинтез у фототрофов аноксигенный (имеется только одна фотосистема). Некоторые виды могут разлагать целлюлозу и хитин, переваривать живые клетки бактерий и дрожжей.

Отношение к кислороду: строгие и факультативные анаэробы, облигатные аэробы (тогда метаболизм дыхательного типа).

Отношение к температуре: мезофилы, умеренные термофилы, термофилы.

Местообитания: пресные и соленые воды, сточные воды (в том числе нагретый ил), почва, навоз, горячие источники (в различных природных зонах). Термофильные виды образуют гелеобразные оранжево-красные ковры (в сообществе с цианобактериями). Мезофильные виды образуют морские микробные ковры на мелководьях или на дне неглубоких пресноводных озер.

20. Отдел Цианобактерии – Cyanobacteria.

Самая обширная и разнообразная группа фотосинтезирующих прокариот (112 родов). По системе Кавальер-Смита (2002) отдел делится на 3 класса. К отделу относят обособленную группу Прохлорофитов (Prochlorophytes) – наряду с хлорофиллом a содержат хлорофилл b и не имеют фикобилиновых пигментов.

Окраска по Граму: грамотрицательные.

Молекулярные маркеры, биохимия: клетки содержат хлорофилл. Фотосинтетические пигменты (хлорофилл a₁ и каратиноиды) находятся в тилакоидах. Во внешней мембране клетки имеются липополисахариды.

Морфология клеток: одноклеточные, колониальные, нитчатые. Слой пептидогликана тонкий. Клетки или нити могут быть окружены внеклеточным чехлом, капсулой, или слизью. Жгутики отсутствуют. Скользящее движение имеется у некоторых видов. Цвет клеток: сине-зеленый, зеленый, красный, пурпурный, коричневый, почти черный. Деление: бинарное, или в нитях – путем впячивания клеточной мембраны. Ложное ветвление нитей не связано с их ростом, а результат прикрепления нитей под углом. Редко для одноклеточных форм – деление почкованием. Некоторые виды способны к дифференциации клеток – образованию гетероцист (основная функция – фиксация азота) и акинет (покоящиеся структуры).

Физиология: фотоавтотрофы, осуществляют оксигенный фотосинтез. В виде исключения возможна фотогетеротрофия и хемогетеротрофия. Обобщающая черта – наличие двух фотосистем и использование воды как восстановителя (фотолиз воды) в процессе фотосинтеза (2Н2O -> O2 + 4H+ + 4e-). Фотосистема 2 включает светособирающие пигменты фикобилипротеины (снаружи тилакоидов), фотосистема 1 – электроны в ЭТЦ поступают только от хлорофилла a₁как от донора электронов.

Жизненный цикл: усложненный, с образованием акинет.

Местообитания: свободноживущие ‒ в пресных водах (планктон, бентос) и морских водах; имеются сухопутные формы; эндосимбионты грибов и диатомовых водорослей; экзосимбионты грибов (образуют лишайники), печоночников, водных папоротников.