Zemědělská botanika_SYSTÉM 01_Archaea a sinice

Komentáře

Transkript

Zemědělská botanika_SYSTÉM 01_Archaea a sinice
Zemědělská botanika
Vít Joza
[email protected]
Nižší rostliny (Thallobionta)
+ Archaea
Impérium: Archea (syn. Archaebacteria)
• objeveny 1977 (C. Woese et G. Fox)
• některé biologické vlastnosti (transkripce a translace DNA)
podobné Eukaryotům
• stavba buněčné membrány (buněčná stěna
postrádá peptidoglykan) i DNA zásadně odlišná
od Eukaryot i Prokaryot
• rozmnožování
příčným dělením
Impérium: Archea (syn. Archaebacteria)
výskyt: často vroucí gejzíry, vroucí sopečné prameny,
prostředí s extrémním pH i salinitou
• hypertermofilní archea – mohou žít v teplotě > 100 °C
– vulkanické vývěry 10.000 m pod hladinou moří
– termální prameny vulkanických oblastí)
• metanogenní a halofilní archea
– anaerobní bažiny
– trávicí trakt skotu a termitů
– v hlubinných vrtech ropy
Impérium: Prokaryota (Bacteria)
•
•
•
•
•
vznik před 3-3,5 mld. let (sedimenty v Africe)
buňky většinou malé (1-10 µm)
forma: jednotlivé buňky, kolonie, vlákna
rozmnožování: a) nepohlavní – pouze dělením
b) pohlavní (vzácné)
často přísně anaerobní !
Impérium : Prokaryota (Bacteria): stavba buňky
buněčná stěna (tvoří ji peptidoglykan)
protoplazmatická membrána (kryje protoplast)
- vytváří vchlípením enzymatické systémy (výběžky),
mesozómy pro dýchání buňky
- na membránu zevnitř nasedají ribozómy
jádro nahrazeno 1 kruhovou molekulou DNA
(= nukleotid: není oddělen od cytoplazmy)
u fotoautotrofů: tylakoidy (~ zploštělé měchýřky)
Impérium : Prokaryota (Bacteria): stavba buňky
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
nejstarší organismy s fotosyntézou rostlinného typu
(fotosyntéza probíhá zpravidla v aerobních podmínkách)
autotrofní prokaryotické organismy
s jednobuněčnou či vláknitou stélkou
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
nemají jádro, chloroplasty ani mitochondrie
nemají bičíky
tylakoidy volně
prorostlé cytoplazmou
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
dělení buněk příčným zaškrcováním
zásobní látka: sinicový škrob
často vytvářejí slizovou pochvu
(u vláken či kolonií)
různé barvy sinic: poměr červeného a modrého pigmentu
(pigment druhově typický, ale ovlivněn složením světla a výživou)
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
vysoká fenotypová plasticita
(časté ekomorfy)
jsou kosmopolitní (často symbionti)
u vícebuněčných sinic:
fixace plynného dusíku
ve specializovaných buňkách
(heterocysty)
růžencovka
(Anabaena flos-aquae)
Buchar et al. 1987
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
rozmnožování:
a) přehrádečné dělení (zaškrcování)
b) pomocí hormogonií
(několikabuněčné části vlákna, oddělované
od vlákna mateřského; pohybují se pomalým
klouzavým pohybem)
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
před 2 mld. let dominantní organismy
první geol. doklady
již před > 4 mld. let
(prahory - archaikum)
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
specifické struktury:
1. aerotopy
2. heterocysty
3. artrospory
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
specifické struktury:
1. aerotopy – agregáty tzv.
plynových vezikulů v sinicích vodního květu
(jediné známé plynem naplněné struktury v živých buňkách,
válcovitý tvar; cf. plynné vakuoly) nadlehčují ve vodě
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
specifické struktury:
2. heterocysty – tlustostěnné buňky s průzračným
obsahem, probíhá v nich fixace plynného dusíku
(enzym nitrogenáza); fungují v období s deficitem dusíku v
prostředí
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
specifické struktury:
3.
artrospory (trvalé spory, akinety) – zásobárny živin,
silná buněčná stěna;
důležité pro přežití
v nepříznivých podmínkách
Říše: Prokaryota (Bacteria): systém
•
ve sladkých vodách, v půdě a v brakických vodách
žije asi 111 rodů a 1.000 druhů sinic
oddělení: Cyanophyta (syn. Cyanobacteria) – sinice
třída: Cyanophyceae – sinice
řád: Chroococcales
Oscillatoriales
Chamaesiphonales
Nostocales
Stigonematales
Říše: Prokaryota (Bacteria): systém
třída: Cyanophyceae – sinice
řád:
•
•
Chroococcales
jednobuněčné sinice,
žijící jednotlivě či v koloniích
heterocysty a artrospory chybějí
Mikrocystis spp. – vodní květ
ve sladkých vodách
Gleocapsa spp.
Chamaesiphon spp. – porůstají povrch
substrátů v tekoucích vodách
Říše: Prokaryota (Bacteria): systém
třída: Cyanophyceae – sinice
řád:
Oscillatoriales
•
•
heterocysty a artrospory chybějí
rozmnožování hormogoniemi
Planktothrix (Oscillatoria) rubescens
– vytváří červený vodní květ v severských jezerech
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
řád:
Nostocales
Nostoc spp.
– rostou na dně mělkých
tůní, na vlhké zemi
– žluté či olivově zelené
slizovité kolonie
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
třída: Cyanophycae – sinice
řád:
Nostocales
Anabaena spp.
Calothrix spp.
– přímá či šroubovitá vlákna
obklopená řídkým slizem
– A. flos-aquae hojná
v rybnících; toxický druh
Prokaryota: oddělení:
Cyanophyta - sinice
Nostocales
třída: Cyanophycae – sinice
Chroococcales
Chroococcales
Význam sinic
•
vazba dusíku do amonných solí zúrodňování rýžových
polí (Indie), zrání léčivých bahen apod.
•
vysoký obsah proteinů v sušině (většinou 60-70 %)
biotechnologie
Arthrospira (= Spirulina): potrava pro rekonvalescenty, zdroj
vitamínů a karotenu aj. (Japonsko)
potravinářská barviva (fykobiliny)
lékařství: fluorescence barviv fykobilinů
(náhrada radionuklidů při sledování metabolických procesů)
Význam sinic
•
vodní květ (předstupněm je mu „vegetační zákal“
– opticky homogenní suspenze)
•
evoluční biologie: endosymbiotická teorie
(ribozomální RNA)
Význam sinic
•
symbiotické organismy
(Nostoc, Gleocapsa, Chroococcus aj.)
lichenizované houby (8 % ze 17.000 druhů lišejníků)
•
účast při vzniku některých karbonátových hornin
(travertiny; porušení chemické rovnováhy odběrem
CO2:
Ca2+ + 2(HCO3)1- => CaCO3 + H2O + CO2 )
Vodní květ
toxiny sinic (cyanotoxiny): látky sekundárního
metabolismu
(tj. nejsou využívány pro primární metabolismus organismu)
ve srovnání s ostatními přírodními toxiny jsou toxičtější než toxiny
vyšších rostlin a hub, ale méně toxické než bakteriální toxiny
produkce velkého množství toxických látek
nejnebezpečnější jsou anatoxiny (Anabaena flos-aquae)
Vodní květ
rozvoj vodního květu ~ stupni eutrofizace vody; toxicita
má ale nahodilý charakter (vyskytuje se jen u některých populací)
problémy při technickém, rybářském
a zejména vodohospodářském využití
+ teratogenní účinky !!
u nás v letních měsících:
Microcystis aeruginosa
Aphanizomenon flos-aquae
Anabaena spp.
doporučená studijní literatura
• Kalina T. (1998): Systém a vývoj sinic a řas. – Karolinum, Praha. 166 p.
• Kalina T. et Váňa J. (2005): Sinice, řasy, houby, mechorosty a podobné
organismy v současné biologii. Karolinum, Praha. 608 p.
• Svrček M., Kalina T., Smola J., Urban Z. et Váňa J. (1976):
Klíč k určování bezcévných rostlin. Stát. Pedag. Nakl., Praha. 580 p.
• http://www.sci.muni.cz/ptacek/CYTOLOGIE6.htm
• http://www.sinicearasy.cz/pages/pokr/sinice
• http://algologie.upol.cz/files/system/Sinice.pdf
• http://www.sinice.cz/temp/publ/kap1vks.pdf
• Koukolík F. et Koubský P. (1998): Šimpanz a vesmír. – Vyšehrad,
Praha. 183 p. [p. 96-100]
• Buchar J., Drobník J., Hadač E., Janko J., Květ J., Lellák J. et Roček Z.
(1987): Život. – Mladá fronta, Praha. 490 p.
• Kincl L. et al. (1997): Biologie rostlin. Fortuna, Praha. 112 p.
Děkuji za pozornost

Podobné dokumenty

Prokaryotní organismy - maturitní otázka z biologie

Prokaryotní organismy - maturitní otázka z biologie jednobuněčné nebo vytvářejí jednoduchá či rozvětvená vlákna – kolonie

Více

zde - Polární výzkum na MU

zde - Polární výzkum na MU Kateřina Olejníčková, Ivo Sedláček, David Šmajs

Více

ROZMNOŽOVÁNÍ BUŇKY – příručka pro učitele

ROZMNOŽOVÁNÍ BUŇKY – příručka pro učitele Žáci nejprve sami vyplní do pracovních listů, poté zkontrolují výsledek na tabuli. Po kliknutí na  se zobrazí výsledek. Pokud je třeba úkol na tabuli zopakovat, zmáčkneme klávesnici F5.

Více

118. Sinice Obtížnost - Praktický průvodce mikrosvětem I.

118. Sinice Obtížnost - Praktický průvodce mikrosvětem I. Sinice jsou prokaryotické organismy – čili organismy příbuzné bakteriím. Buňky sinic se vyskytují jednotlivě, častěji tvoří kolonie tvaru shluků nebo vláken, nejčastěji jsou modrozeleně zbarvené. F...

Více

Sinice \(cyanobakterie\) několika studánek v okolí Brna

Sinice \(cyanobakterie\) několika studánek v okolí Brna Cílem výzkumu nebylo posoudit kvalitu vody studánek (ve smyslu jejich použitelnosti jako vody pitné) a nebyl prováděn ani mikrobiologický rozbor. 1. Studánka U památníku letců se nachází v bukovém ...

Více

Mitóza, meióza a buněčný cyklus

Mitóza, meióza a buněčný cyklus • centromery se rozdělí • sesterské chromatidy (jednochromatidové chromozómy) jsou zkracujícími se mikrotubuly dělicího vřeténka taženy k opačným koncům

Více