发布时间:2020-03-25 17:08 原文链接: 一文详解蓝细菌

  旧名为蓝藻(blue algae)或蓝绿藻(blue—green algae),是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素a,但不含叶绿体(区别于真核生物的藻类)、能进行产氧性光合作用的大型单细胞原核生物。与光合细菌区别是:光合细菌(红螺菌)进行较原始的光合磷酸化作用,反应过程不放氧,为厌氧生物,而蓝细菌能进行光合作用并且放氧。它的发展使整个地球大气从无氧状态发展到有氧状态,从而孕育了一切好氧生物的进化和发展。至今已有120多种蓝细菌具有固氮能力,特别是与满江红鱼腥蓝细菌(Anabaena azollae)共生的水生蕨类满江红,是一种良好的绿肥。但是,有的蓝细菌在受氮、磷等元素污染后引起富营养化的海水“赤潮”和湖泊的“水华”,给渔业和养殖业带来严重危害。此外,还有少数水生种类如微囊蓝细菌属(Microcystis)会产生可诱发人类肝癌的毒素。 蓝细菌广泛分布于自然界,包括各种水体、土壤中和部分生物体内外,甚至在岩石表面和其他恶劣环境(高温、低温、盐湖、荒漠和冰原等)中都可找到它们的踪迹,有“先锋生物”之美称。它们在岩石风化、土壤形成以及水体生态平衡中起着重要的作用。另外,蓝细菌具有经一定济价值,包括许多食用种类,如普通木耳念珠蓝细菌(即葛仙米,俗称地耳,N.commun)、盘状螺旋蓝细菌(Spirulina platensis)、最大螺旋蓝细菌(Smaxima)等,后两种已开发成有一定经济价值的“螺旋藻”产品。 

  蓝细菌是古老的生物,在约30亿年前,地球本是无氧的环境,使地球由无氧环境转化为有氧环境是由于蓝细菌出现并产氧所致。人们从前寒武纪地壳中发现大量由蓝细菌(如螺旋藻)生长形成的化石化的叠层岩(约30亿年)及27亿年黑色页岩中代表蓝藻存在的分子化石(生物标志物)中得到证实。

  蓝细菌的细胞一般比细菌大,通常直径为3~10μm,最大的可达60μm,

  如巨颤蓝细菌。根据细胞形态差异,蓝细菌可分为单细胞和丝状体两大类。单细胞类群多呈球状、椭圆状和杆状,单生或团聚体,如粘杆蓝细菌和皮果蓝细菌等属;丝状体蓝细菌是有许多细胞排列而成的群体,包括:有异形胞的(如鱼腥蓝细菌属),无异形胞的(如颤蓝细菌属),有分支的(如费氏蓝细菌属)。 [2]

  蓝细菌的细胞构造与革兰氏阴性细菌相似。细胞壁有内外两层,外层为脂多糖层,内层为肽聚层。许多种能不断地向细胞壁外分泌胶粘物质,将一群细胞或丝状体结合在一起,形成粘质糖被或鞘。细胞膜单层,很少有间体。大多数蓝细菌无鞭毛,但可以“滑行”。蓝细菌光合作用的部位

  称为光合片层,数量很多,以平行或卷曲方式贴近地分布在细胞膜附近,其中含有叶绿素和藻胆素(一类辅助光合色素)。蓝细菌的细胞内含有糖原、聚磷酸盐、以及蓝细菌肽等贮藏物以及能固定的羧酶体,少数水生性种类中还有气泡。

  在化学组成上,蓝细菌最独特之处就是含有两个或多个双键组成的不饱和脂肪酸,而细菌通常只含有饱和脂肪酸和一个双键的不饱和脂肪酸。

  蓝细菌的细胞有几种特化形式,较重要的是异形胞、静息孢子、链丝段和内孢子。异形胞是存在于丝状体蓝细菌中的较营养细胞稍大、色浅、壁厚、位于细胞链中间或末端、且数目少而不定的特化细胞。异形胞是固氮蓝细菌的固氮部位。营养细胞的光合产物与异形胞的固氮产物,可通过胞间连丝进行物质交换。静息孢子是一种着生于丝状体细胞链中间或末端的形大、色深、壁厚的休眠细胞,胞内有贮藏性物质,具有抗干旱或冷冻的能力。链丝段又称连锁体或藻殖段,是长细胞断裂而成的短链段,具有繁殖功能。内孢子是少数蓝细菌种类在细胞内形成许多球形或三角形的内孢子,成熟后可释放,具有繁殖功能。

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