Цианобактерии симбиоз

Важное значение в природе имеют некоторые лишайники, представляющие собой симбиоз гриба и азотфиксирующих цианобактерий. Они развиваются в субарктических зонах, на скалах в горах и на других бесплодных участках, являясь, таким образом, пионерами заселения суши. [c.225]

СИМБИОЗЫ РАСТЕНИЙ С ЦИАНОБАКТЕРИЯМИ [c.183]

Как отмечалось выще, очень чувствителен к О2 процесс азотфиксации. Несмотря на это, способность фиксировать N2 щироко распространена среди прокариот, различающихся отношением к молекулярному кислороду она присуща хемотрофам и фототро-фам, в том числе цианобактериям, осуществляющим кислородный фотосинтез. Фиксировать N2 могут свободноживущие формы и прокариоты, находящиеся в симбиозе с эукариотными организмами. [c.341]

Некоторые фототрофные эубактерии существуют в ассоциациях с другими организмами. Таковы ассоциации ряда зеленых серобактерий с хемоорганотрофными бактериями, прохлорофит с асцидиями, цианобактерий с грибами, мхами, папоротниками, водорослями, высшими растениями. Если в симбиозах один из компонентов — азотфиксирующие цианобактерии, они в первую очередь снабжают партнера связанным азотом. В других случаях конкретная природа связей между симбионтами неясна. [c.325]

Рибосомы хлоропластов очень сходны с бактериальными рибосомами, тогда как рибосомы митохондрий несколько больше отличаются от последних поэтому проследить происхождение митохондрий сложнее. Однако сходство между белками дает основание предполагать, что те. и другие органеллы произошли от бактерий, вступивших в устойчивый симбиоз (в качестве эндосимбионтов) с какими-то примитивными эукариотическими клетками как полагают, митохондриям дали начало пурпурные бактерии, а хлоропластам (позднее) - цианобактерии или близкие к ним организмы. Хотя многие гены этих древних бактерий все еще используются для синтеза белков органеллы, большая их часть по неясным причинам включилась в ядерный геном, где они кодируют ферменты, которые сходны с бактериальными и синтезируются на рибосомах в цитозоле, а затем переходят в органеллу. [c.502]

Основной механизм направлен на превращение молекулярного азота в аммиак с помощью сложной ферментативной системы — нитрогеназы. Нитрогеназа содержится в клубеньковых бактериях, живущих в симбиозе с высшими растениями, и участвует в процессе симбиотической фиксации азота. Кроме того, в организмах свободноживущих азотфиксирующих бактерий (микобактерии, цианобактерии, азотобактер, спириллы и др.) нитрогеназа регулирует процессы несимбиотической фиксации. Значительная часть из 13 ООО видов бобовых растений способна к симбиотической фиксации азота, причем в значительных количествах. Особенно эффективно этот процесс протекает у таких культурных растений, как горох, соя и др. Известно также около 250 видов растений других семейств, способных симбиотически фиксировать азот (ольха, лисохвост, облепиха и т. д.). Симбиотическая фиксация азота ежегодно может обогащать 1 га почвы на 200 — 300 кг азота, в то время как несимбиотическая — всего на 15-30 кг. [c.362]

Рибосомы хлоропластов очень сходны с бактериальными рибосомами, тогда как рибосомы митохондрий несколько больше отличаются от последних. Поэтому проследить происхождение митохондрий сложнее. Однако сходство между остальными белками дает основание предполагать, что обе органеллы произошли от бактерий, вступивших в тесный симбиоз с какими-то примитивными эукариотическими клетками как полагают, митохондриям дали начало пурпурные бактерии, а хлоропластам (позднее)-цианобактерии. Хотя многие из генов этих древних бактерий все еще используются для синтеза белков внутри органеллы, большая их часть по неясным причинам включилась в ядерный геном. [c.70]

В ассоциациях с клетками и растениями цианобактерии интенсивно размножаются, образуют гетероцисты и проявляют НГА. Формирование гетероцист, ответственных у данной цианобактерии за фиксацию молекулярного азота, и регистрация НГА свидетельствуют об осуществлении азотфиксации. В специальных опытах, поставленных с совместной культурой ткани люцерны и А. variabilis, было показано, что стимуляция роста НГА и образование гетероцист у цианобактерии (рис. 41) происходят, очевидно, за счет метаболитов клеток люцерны, диффундирующих через агар. Интересно, что и в природных ассоциациях высшие растения вызывают стимуляцию образования гетероцист и НГА у цианобионта. Однако в полученных искусственным путем системах доля гетероцист не достигала максимально высоких значений, известных для природных симбиозов цианобактерий и высших растений (W. Stewart et al., 1983). Существенной особенностью цианобактерий в искусственных ассоциациях является ее интенсивный рост, который в природных ассоциациях с растениями, наоборот, подавлен. Таким образом, полученные в эксперименте системы представляют значительный интерес для изучения на клеточном уровне механизмов влияния растения-хозяина на симбиотические цианобактерии. [c.87]

Примером высокоразвитого эктосимбиоза между микроорганизмами могут служить лишайники. В талломе лишайника гриб и водоросль (или цианобактерия) так тесно связаны между собой, что образуют единое растительное тело (рис. 17.4). Из такого симбиоза извлекают пользу оба партнера. Как правило, формообразующим компонентом является грибная часть лишайника-микобионт. Гриб получает от клеток водоросли органические вещества (продукты фиксации СОз), сам снабжает водоросль минеральными солями и защищает ее от неблагоприятных воздействий, в особенности от высыхания. Фикобионтами в лишайнике могут быть зеленые водоросли и цианобактерии. Можно разделить партнеров и культивировать их по отдельности, а также создавать искусственные лишайники. Эти комбинированные организмы заселяют экстремальные местообитания, в которых ни один из партнеров не мог бы жить в одиночку. [c.512]

Ранее предполагали, что эукариотическая клетка возникла путем симбиоза с цианобактерией, которая превратилась в хлоропласт. Однако цианобактерии не образуют хлорофилла Ь, присущего фототрофам-эукариотам. В то же время показано, что по анализу 16S рРНК хлоропласты и цианобактерии (в том числе, прохлорофиты) имеют одного общего предка. Поэтому симбионтом, превратившимся в хлоропласт, скорее является представитель прохлорофит, синтезирующий хлоропластный тип хлорофилла. [c.198]

Цианобактерии часто существуют в симбиозах с высшими растениями (водный папоротник Azolla + АпаЬаепа) и грибами (лишайники), а представители рода Pro hloron являются симбионтами асцидий. [c.203]

Практическое применение диазотрофов в деятельности человека заключается, в основном, во внесении этих микроорганизмов либо в почву (свободноживущие бактерии — в виде удобрения азотобактерина), либо на корни или семена растений (симбиотические бактерии — в виде нитрагина). Цианобактерии эффективно работают на рисовых полях, а во Вьетнаме хорошим зеленым удобрением служит водный папоротник Azolla в симбиозе с АпаЬаепа. Продолжаются работы по внедрению //-генов в другие полезные микроорганизмы. [c.215]

Ранее упоминался ряд примеров симбиозов между микро- и макроорганизмами (клубеньки, цианобактерии + Azolla, рубец жвачных, нормальная микробиота кишечника человека и животных). Как экзосимбиоз можно рассматривать ризосферу, т.е. пространство почвы вокруг корней, где количество микроорганизмов значительно выше, чем в остальной почве. Микоризу (и акти-норизу), т.е. симбиоз между корнями растений и мицелием грибов (или актиномицетов), уже можно рассматривать как частичный эндосимбиоз, так как мицелий проникает внутрь корней, образуя такой симбиоз. [c.269]

В чем сходство и различие симбиозов растений с ризобиями и цианобактериями [c.190]

Наиболее эффективными источниками энергии для микроорганизмов являются окислительное фосфорилирование и фотосинтез. Однако сопряжение азотфиксации с этими процессами затруднено тем, что нитрогеназа очень чувствительна к свободному кислороду она необратимо инактивируется даже при небольших концентрациях Ог- Поэтому у мик-робов-азотфиксаторов имеются разнообразные механизмы, позволяющие решать возникающий кислородный парадокс , т. е. защищать нит-рогеназу от свободного кислорода, сохраняя высокую интенсивность получения энергии. У свободноживущих диазотрофов это достигается либо тем, что кодирующие нитрогеназу гены активируются только в анаэробных или микроаэрофильных условиях (свободноживущие эубактерии, архебактерий), либо тем, что азотфиксирующие клетки образуют плотную оболочку, которая очень медленно пропускает кислород (гетероцисты цианобактерий). При симбиозах между микробами-азотфиксаторами и растениями функцию защиты нитрогеназы от кислорода выполняет, как правило, хозяин. [c.163]

Микроорганизмы в отсутствие связанного азота могут расти диазо-трофно как на свету (на минимальной среде, т. е. при автотрофном С-пи-тании), так и в темноте (на среде с источниками углерода, т. е. при гетеротрофном С-питании). Это открывает широкие возможности для генетического анализа процессов, связанных с азотфиксацией у симбиотических цианобактерий. Для растений зависимость от симбиоза с цианобактериями выражена в разной степени для Azolla он является облигатным, а для Gunnera и Antho eros — факультативным. [c.184]

При симбиозе с Gunnera цианобактерии не ассимилируют аммоний, образовавшийся в результате нитрогеназной реакции, а экспортируют его в растительную клетку. Первичную ассимиляцию аммония в этой симбиотической системе (как и в случае бобово-ризобиального симбиоза) выполняет хозяин. [c.186]

При рассмотрении данных о генетическом контроле двух разных типов азотфиксирующих систем — бобово-ризобиального симбиоза и симбиоза растений с цианобактериями — можно видеть ряд общих черт, характеризующих эти взаимодействия (табл. 4.6). Во-первых, обе группы симбиозов базируются на сигнальных взаимодействиях партнеров, причем сигналы воздействуют непосредственно на экспрессию генов. В результате наблюдается координированная регуляция и дифференциальная экспрессия генов партнеров, которая приводит к морфогенезу симбиотических структур и к тесной метаболической интеграции растений и бактерий. Во-вторых, в обеих системах основные эффекты взаимодействия — азотфиксация и развитие структур симбиоза — контролируются разными генными системами и могут быть разобщены с помощью генетических методов. [c.187]

Мы уже отмечали прокариотический характер генетической системы органелл, который особенно ярко выражен у хлоропластов, и упомршали о том, что он может быть обусловлен происхождением органелл от бактерий-эндо-симбионтов (симбиотическая гипотеза, см. гл. 1). В соответствии с этой гипотезой эукариотические клетки в начале своего эволюционного пути были примитивными организмами без митохондрий и хлоропластов, а затем вступили в тесный симбиоз с бактериями и приспособили их систему окислительного фосфорилирования для своих нужд. Так как митохондрии животных и растений очень сходны, полагают, что событие, приведшее к возникновению этих органелл, произошло на раннем этапе эволюции эукариотической клетки, еще до разделения линий животных и растений. Вероятно, позднее в результате отдельного эволюционного события клеткой были захвачены цианобактерии (будущие хлоропласты), что привело к возникновению первых растительных клеток (см. рис. 1-21). [c.67]

Некоторые фототрофные прокариоты существуют в ассоциациях с другими организмами. Таковы ассоциации ряда зеленых серобактерий с хемоорганотрофными бактериями, прохлорофит с асцидиями, цианобактерий с грибами, мхами, папоротниками, водорослями, высшими растениями. Если в симбиозах, где один из компонентов — азот- [c.291]

Как отмечалось выше, очень чувствителен к молекулярному кислороду процесс азотфиксации. Несмотря на это, способность фиксировать N2 широко распространена среди прокариот, принадлежащих ко всем физиологическим группам, различающимся отношением к молекулярному кислороду она присуща как хемотрофам, так и фототро--фам, в том числе цианобактериям, осуществляющим кислородный фотосинтез. Фиксировать молекулярный азот могут как свободноживущие формы, так и прокариоты, находящиеся в симбиозе с эукариотными организмами. [c.305]

Согласно симбиотической теории происхождения пластид, хлоропласт - потомок цианобактерий, который был захвачен эукариотической клеткой путем эндоцитоза, что привело к своеобразному симбиозу двух ранее самостоятельных организмов. Есгественно, сенсорные способности хлоропласта должны проявшггься вн> и клетки подобно реактщи одноклеточного организма на внешний химический стимул. Это предположение согласуется со структурой пластиды хлоропласт окружен двойной мембраной (оболочкой). Внешняя мембрана хлоропласта малопроницаема к различным соединениям, и в нее встроены специальные транспортные белки. Между внешней и внутренней мембранами находится узкое межмембранное пространство. Внутренняя мембрана окру- [c.106]

Микрофлора почвы характеризуется большим разнообразием микроорганизмов, которые принимают участие в процессах почвообразования и самоочищения почвы, кругооборота в природе азота, углерода и других элементов. В почве обитают бактерии, фибы, лишайники (симбиоз фибов с цианобактериями) и простейшие. [c.63]

Атомы азота аминокислот, пуринов, пири-мидинов и других биологических молекул происходят из NH4. Высшие организмы неспособны включать N2 в органические соединения. Это превращение - азотфикса-ция - осуществляется только бактериями и сине-зелеными водорослями (цианобактериями). Некоторые из этих микроорганизмов, а именно бактерии Rhizobium, заражают корни бобовых растений и образуют корневые клубеньки, в которых и происходит азотфиксация (рис. 21.2). Взаимоотношения между бактериями и растением носят характер симбиоза. Считается, что микроорганизмы переводят в органическую форму примерно 2 10 кг N2 в год. [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология