Общая характеристика прокариот

Царство Bacteria

 

Отдел Cyanobacteria (Cyanophyta) (Цианобактерии или Синезелёные водоросли). Прокариотические представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а, ß-каротин, c-фикоэритрин, аллофикоцианин, c-фикоцианин. Хлоропласты отсутствуют. Тилакоиды расположены свободно в цитоплазме; присутствуют фикобилисомы. Клеточные стенки – из пептидоглюкана муреина. Запасные вещества – цианофициновые гранулы. Жгутиков нет.

Отдел Prochlorophyta (Прохлорофитовые водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и b, α-каротин, зеаксантин, криптоксантин. Хлоропласты отсутствуют. Тилакоиды расположены свободно в цитоплазме, собраны по двое и более. Клеточные стенки – из пептидоглюкана муреина. Запасное вещество – цианофициновый крахмал. Жгутиков нет.

 

Царство Eukarya

Отдел Glaucophyta (Гляукофитовые водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а, ß-каротин, зеаксантин, ß-криптоксантин, аллофикоцианин, фикоцианин. Хлоропласт окружен двумя мембранами, между которыми есть слой муреина. Тилакоиды не сгруппированы, присутствуют фикобилисомы. Клеточные стенки могут и быть, и отсутствовать. Запасное вещество – крахмал. Два жгутика.

Отдел Rhodophyta (Красные водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а, α-γ-ß-каротин, фикоэритрин, аллофикоцианин, r -фикоцианин. Хлоропласт окружен двойной мембраной. Тилакоиды не сгруппированы, присутствуют фикобилисомы. Клеточные стенки целлюлозные. Запасное вещество – багрянковый крахмал. Характерно полное отсутствие жгутиковых стадий.

Отдел Heterokontophyta (Гетероконтофитовые водоросли или Страменопилы). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл с, α-γ-ß-каротин, ксантофиллы (фукоксантин и ваушериаксантин). Хлоропласт окружен двойной мембраной и двумя слоями эндоплазматического ретикулума (ЭПР), объединяющими хлоропласт и ядро. Тилакоиды сгруппированы в группы по трое. Клеточные стенки разнообразные, часто включают кремний. Запасное вещество – хризоламинарин. Два жгутика с трехчастными мастигонемами.

Этот отдел объединяет 9 классов: Bacillariophyceae, Chrysophyta, Eustigmatophyceae, Dictyochophyceae, Parmophyceae, Phaeophyceae, Raphidophyceae, Sarcinochrysidophyceae, Xanthophyceae, т. е. практически те классы, которые раньше относились к отделу Chromista.

Отдел Dinophyta (Динофлагелляты). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл с, ß-каротин, ксантофиллы, перидинин. Хлоропласт окружен тройной мембраной, но не связан с ЭПР. Тилакоиды сгруппированы в группы по трое. Клеточные стенки – из целлюлозы с включением спорополленина. Запасные вещества – крахмал, масла. Жгутики локализованы в бороздках.

Отдел Pyrmnesiophyta, Haptophyta (Пирмнезиофитовые или Гаптофитовые водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл с, ß-каротин, ксантофиллы (фукоксантин, фукоксантан). Хлоропласт окружен двойной мембраной и двумя слоями ЭПР, объединяющими хлоропласт и ядро. Тилакоиды сгруппированы в группы по трое, опоясывающих ламелл нет. Клеточные стенки – часто из целлюлозных чешуек, которые известкуются. Запасное вещество – хризоламинарин. Жгутиков обычно два, один – гладкий. Между ними располагается гаптонема.

Отдел Cryptophyta (Криптофитовые вооросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл с, α-каротин, ксантофиллы (дитоксантин), фикоэритрин, фикоцианин. Хлоропласт окружен двойной мембраной и двумя слоями ЭПР, объединяющими хлоропласт и ядро. Тилакоиды сдвоены, фикобилины есть, но нет фикобилисом. Есть нуклеоморф (остатки от ядерного вещества симбиотической клетки). Есть перипласт. Запасное вещество: крахмал. Жгутиков обычно два с боковыми волосками (двухчастные мастигонемы).

Отдел Euglenophyta (Эвгленовые водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл b, β-каротин, ксантофиллы (астаксантан, антероксантан, диадиноксантан, неоксантан). Хлоропласт окружен тройной мембраной, но не связан с ЭПР. Тилакоиды сгруппированы по трое и более, но нет опоясывающей ламеллы. Белковая пелликула. Запасное вещество – парамилон. Жгутиков обычно два: один – длинный; другой – короткий и не видный.

Отдел Chlorophyta (Зелёные водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл b, α-γ-ß-каротин, ксантофиллы (лютеин, сифоноксантин, сифонеин). Хлоропласт окружен двойной мембраной. Тилакоиды сгруппированы по двое и более, организованы в псевдограны, граны, но нет опоясывающей ламеллы. Клеточная стенка целлюлозная. Запасное вещество – крахмал. Если жгутики есть, они равные (по 2, 4 или более, но обычно два). Имеется гаптонема, но отсутствуют трубчатые волоски в ней. Этот отдел включает 11 классов (Prasinophyceae, Chlorophycaea, Ulvophyceae, Charophyceae, Cladophorophyceae, Bryopsipophyceae, Dasycladophyceae, Trentepoliophyceae, Pleurastrophyceae, Klebsormidiophyceae, Zygnematophyceae).

Таким образом, та классификация, которой мы с вами будем придерживаться, построена на основе первичных и вторичных эндосимбионтов, по анализу структуры 16S рРНК пластидного генома и по особенностям строения жгутиков, включает два домена (бактерии и эукариоты) и 10 отделов (2 представляют прокариоты, 8 эукариоты).

 

Царство Bacteria

 

Отдел Cyanobacteria (Cyanophyta) (Цианобактерии или Синезелёные водоросли). Прокариотические представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а, ß-каротин, c-фикоэритрин, аллофикоцианин, c-фикоцианин. Хлоропласты отсутствуют. Тилакоиды расположены свободно в цитоплазме; присутствуют фикобилисомы. Клеточные стенки – из пептидоглюкана муреина. Запасные вещества – цианофициновые гранулы. Жгутиков нет.

Отдел Prochlorophyta (Прохлорофитовые водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и b, α-каротин, зеаксантин, криптоксантин. Хлоропласты отсутствуют. Тилакоиды расположены свободно в цитоплазме, собраны по двое и более. Клеточные стенки – из пептидоглюкана муреина. Запасное вещество – цианофициновый крахмал. Жгутиков нет.

 

Царство Eukarya

Отдел Glaucophyta (Гляукофитовые водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а, ß-каротин, зеаксантин, ß-криптоксантин, аллофикоцианин, фикоцианин. Хлоропласт окружен двумя мембранами, между которыми есть слой муреина. Тилакоиды не сгруппированы, присутствуют фикобилисомы. Клеточные стенки могут и быть, и отсутствовать. Запасное вещество – крахмал. Два жгутика.

Отдел Rhodophyta (Красные водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а, α-γ-ß-каротин, фикоэритрин, аллофикоцианин, r -фикоцианин. Хлоропласт окружен двойной мембраной. Тилакоиды не сгруппированы, присутствуют фикобилисомы. Клеточные стенки целлюлозные. Запасное вещество – багрянковый крахмал. Характерно полное отсутствие жгутиковых стадий.

Отдел Heterokontophyta (Гетероконтофитовые водоросли или Страменопилы). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл с, α-γ-ß-каротин, ксантофиллы (фукоксантин и ваушериаксантин). Хлоропласт окружен двойной мембраной и двумя слоями эндоплазматического ретикулума (ЭПР), объединяющими хлоропласт и ядро. Тилакоиды сгруппированы в группы по трое. Клеточные стенки разнообразные, часто включают кремний. Запасное вещество – хризоламинарин. Два жгутика с трехчастными мастигонемами.

Этот отдел объединяет 9 классов: Bacillariophyceae, Chrysophyta, Eustigmatophyceae, Dictyochophyceae, Parmophyceae, Phaeophyceae, Raphidophyceae, Sarcinochrysidophyceae, Xanthophyceae, т. е. практически те классы, которые раньше относились к отделу Chromista.

Отдел Dinophyta (Динофлагелляты). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл с, ß-каротин, ксантофиллы, перидинин. Хлоропласт окружен тройной мембраной, но не связан с ЭПР. Тилакоиды сгруппированы в группы по трое. Клеточные стенки – из целлюлозы с включением спорополленина. Запасные вещества – крахмал, масла. Жгутики локализованы в бороздках.

Отдел Pyrmnesiophyta, Haptophyta (Пирмнезиофитовые или Гаптофитовые водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл с, ß-каротин, ксантофиллы (фукоксантин, фукоксантан). Хлоропласт окружен двойной мембраной и двумя слоями ЭПР, объединяющими хлоропласт и ядро. Тилакоиды сгруппированы в группы по трое, опоясывающих ламелл нет. Клеточные стенки – часто из целлюлозных чешуек, которые известкуются. Запасное вещество – хризоламинарин. Жгутиков обычно два, один – гладкий. Между ними располагается гаптонема.

Отдел Cryptophyta (Криптофитовые вооросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл с, α-каротин, ксантофиллы (дитоксантин), фикоэритрин, фикоцианин. Хлоропласт окружен двойной мембраной и двумя слоями ЭПР, объединяющими хлоропласт и ядро. Тилакоиды сдвоены, фикобилины есть, но нет фикобилисом. Есть нуклеоморф (остатки от ядерного вещества симбиотической клетки). Есть перипласт. Запасное вещество: крахмал. Жгутиков обычно два с боковыми волосками (двухчастные мастигонемы).

Отдел Euglenophyta (Эвгленовые водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл b, β-каротин, ксантофиллы (астаксантан, антероксантан, диадиноксантан, неоксантан). Хлоропласт окружен тройной мембраной, но не связан с ЭПР. Тилакоиды сгруппированы по трое и более, но нет опоясывающей ламеллы. Белковая пелликула. Запасное вещество – парамилон. Жгутиков обычно два: один – длинный; другой – короткий и не видный.

Отдел Chlorophyta (Зелёные водоросли). Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а и хлорофилл b, α-γ-ß-каротин, ксантофиллы (лютеин, сифоноксантин, сифонеин). Хлоропласт окружен двойной мембраной. Тилакоиды сгруппированы по двое и более, организованы в псевдограны, граны, но нет опоясывающей ламеллы. Клеточная стенка целлюлозная. Запасное вещество – крахмал. Если жгутики есть, они равные (по 2, 4 или более, но обычно два). Имеется гаптонема, но отсутствуют трубчатые волоски в ней. Этот отдел включает 11 классов (Prasinophyceae, Chlorophycaea, Ulvophyceae, Charophyceae, Cladophorophyceae, Bryopsipophyceae, Dasycladophyceae, Trentepoliophyceae, Pleurastrophyceae, Klebsormidiophyceae, Zygnematophyceae).

Таким образом, та классификация, которой мы с вами будем придерживаться, построена на основе первичных и вторичных эндосимбионтов, по анализу структуры 16S рРНК пластидного генома и по особенностям строения жгутиков, включает два домена (бактерии и эукариоты) и 10 отделов (2 представляют прокариоты, 8 эукариоты).

 

Общая характеристика прокариот

Царство Bacteria включает все прокариотические организмы, к которым относят бактерии. Выделяют цианобактерии (синезелёные водоросли) и прохлорофиты. В клетках прокариот ядерный материал представлен в виде кольцевой ДНК и не организован в ядро, окружённое мембранами, отсутствует ядрышко, также нет пластид, митохондрий, аппарата Гольджи и других окружённых мембраной органелл. Осуществляющие аэробный фотосинтез прокариоты с хлорофиллом а (хл а) относятся к отделу Cyanobacteria или Cyanophyta, а с хлорофиллами а и b (хл b) – к Prochlorophyta.

Отдел Cyanobacteria включает около двух тысяч видов, широко распространенных в разнообразных водных и вневодных биотопах. Эти организмы называют цианобактериями, цианопрокариотами, цианеями и часто используют термин «синезелёные водоросли», так как они, в отличие от других фотосинтезирующих бактерий, обладают оксигенным фотосинтезом. Цианобактерии имеют коккоидный, трихальный, гетеротрихальный типы дифференциации таллома и бывают одноклеточными или многоклеточными, часто колониальны. Очень редко наблюдается определенная тенденция к пластинчатому, или объёмному, расположению клеток. Водоросли могут быть прикреплёнными и не прикреплёнными к субстрату, неподвижными или способными к скользящему движению, однако жгутиков и ресничек никогда не образуют. Клетки обычно микроскопические, но длина колониальных индивидов у ряда видов (например у Nostoc) может достичь нескольких сантиметров.

Представители отдела содержат такие пигменты: хлорофилл а, ß-каротин, c-фикоэритрин, аллофикоцианин, c-фикоцианин. Хлоропласты отсутствуют. Пигменты находятся в одиночных тилакоидах, расположенных свободно в цитоплазме по периферии клетки. Составным компонентом фотосинтетического аппарата цианобактерий являются фикобилисомы. Благодаря пигментам, имеющим синий и красный цвет, эти организмы и называются синезелёными водорослями. Однако их окраска может сильно варьировать в зависимости от комбинации пигментов (быть почти зелёной, оливковой, желтовато-зелёной и др.).

Клеточная стенка четырехслойная. Основу клеточной стенки составляет пептидоглюкан муреин, располагающийся поверх плазмалеммы. Многослойная клеточная стенка выполняет опорную и защитную функции и играет роль в обмене веществ. Часто вокруг клеточной стенки образуются слизистые чехлы или влагалища. Запасные вещества: цианофициновый крахмал – полисахарид, близкий гликогену, цианофициновые гранулы (соединение азота) и полифосфатные тела (соединения фосфора).

Преобладает бесполое размножение за счёт деления клеток пополам, при этом внутренние слои оболочки клетки врастают внутрь клетки (подобно закрывающейся ирисовой диафрагме). При вегетативном размножении особей происходит деление клеток пополам у одноклеточных представителей или с помощью гормогониев (коротких скользящих трихомов). У ряда представителей образуются покоящиеся споры (акинеты). В отдельных случаях наблюдается множественное деление с образованием эндоспор. Митоза и мейоза нет. Истинное половое размножение отсутствует, хотя имеются сведения об изредка наблюдаемой генетической рекомбинации у некоторых видов.