Надцарство прокариоты (Одноклеточные безъядерные организмы)

1.

Надцарство ПРОКАРИОТЫ
(Одноклеточные безъядерные организмы)
Организмы имеют клеточное строение, но не имеют ядра. Клетка
заключена в плотную жесткую органическую оболочку. У значительной
части прокариот (бактерии) стенка состоит из полисахарида – муреина.

2.

Прокариоты являются наиболее
древними представителями
органического мира.
Размеры прокариот около 0,5 мкм.
Известны примерно с 3,8 млрд. лет
назад и существуют до настоящего
времени.
В мире прокариотовых сообществ
доминируют химические
взаимодействия
Железобактерии
Цепочка клеток
прокариот из
докембрийских
отложений

3.

4.

Империя клеточные
Надцарство ПРОКАРИОТЫ
Царство ДРОБЯНКИ
Изучение древних прокариот сейчас
оформляется в специальный раздел –
бактериальную палеонтологию.
Питание прокариот
осуществляется в процессе
хемосинтеза или фотосинтеза.
Среди прокариот встречаются
автотрофные и гетеротрофные
формы.
Империя
неклеточные
Царство ВИРУСЫ
В ископаемом состоянии не известны
virus – лат. Яд - внеклеточный инфекционный
агент, который может
воспроизводиться только
внутри живых клеток.
Вирус поражает все типы
растений и животных до
бактерий и архей. Может
пожирать другие вирусы.
Паразиты, не способные
размножаться вне других
клеток

5.

Клеточная стенка
состоит из муреина

6.

7.

АРХЕОБАКТЕРИИ – «АРХЕИ»
группа микроорганизмов с прокариотной организацией клеток,
резко отличающихся по ряду физиологобиохимических свойств от истинных бактерий
Археобактерии – «археи» – особая группа бактерий,
большинство из которых могут развиваться в экстремальных
условиях. Они могут усваивать световую энергию при помощи
особого белка. Выделяют три группы:
метаногены – метанообразующие организмы, осуществляют уникальный в живом мире синтез метана,
играют важнейшую роль биосферных процессах.
галобактерии - экстремальные галофилы, развивающиеся в рассолах при содержании NaCl не менее 10%
и вплоть до насыщения. Натробактерии могут также
развиваться при pH 10 и насыщении раствора содой.
экстремальные термофилы – обитатели гидротерм
(кипящих грязевых котлов и фонтанов кипящей воды).
Среди них есть сульфатвосстанавливающие
термофильные археобактерии.

8.

Подцарство БАКТЕРИИ
Бактерии часто образуют группировки из множества
индивидуумов.
Автотрофы (продуценты) при своей жизнедеятельности создают органические вещества из неорганических веществ. Большинство бактерий являются
автотрофами (литотрофами).
Гетеротрофы (консументы) для жизни используют
готовые органические вещества.
Классификация бактерий
1.
Для практических целей используется классификация
бактерий по их типу обмена веществ
(функциональным характеристикам).
2. Для теоретической систематики делаются попытки
классификации по особенностям морфологии (форме
клеток, особенностям колоний).

9.

1. По типу обмена веществ различают разнообразные группы
бактерий:
серообразующие, железомарганцевые,
азотные,
ацетатные,
метано-углеродобразующие и др.
По этому признаку выделяют 35 групп бактерий.
Роль бактерий в геологических процессах чрезвычайно
велика: - Они играют большую роль в формировании кор
выветривания.
- С деятельностью бактерий связано образование:
Железных руд (джеспелитов, железных конкреций)
Пирита
Серы
Графитов
Карбонатов
Фосфоритов
Нефти и газа и др.

10.

Железистые кварциты – результат жизнедеятельности
железобактерий, нижний протерозой

11.

2. По особенностям морфологии среди бактерий
выделяют:
• Кокки – более или менее сферические формы
•Бациллы – палочки или цилиндры с закругленными концами
• Спириллы – жесткие спирали
• Спирохеты – тонкие и гибкие волосовидные формы
• Трихомы - палочковидные бактерии, образующие цепочки
клеток. Трихомы снаружи могут быть одеты слизистым
чехлом.
•Ветвящиеся и нитяные – на отдельном этапе развития
их клетки могут формировать мицелий, как у грибов.
• Вибрионы почкующиеся и с выростами - прямые или
изогнутые палочки. Подвижны. Подвижность обеспечена одним
или несколькими жгутиками.

12.

Особенности морфологии бактерий

13.

Подцарство Цианиды, цианобионты или
цианобактерии (Оксигенные фототрофы)
(устаревшее название - сине-зеленые водоросли)
К ним относятся Прокариоты с фотосинтетическими мембранами. Содержат хлорофилл–а, как у
зеленых растений, но у них отсутствует типичный
для растений хлорофилл-в. По отсутствию ядра
цианиды сближаются с бактериями, а по наличию
хлорофилла — с водорослями.
В иерархии живых организмов цианиды находятся
на более высокой ступени, чем бактерии, т.к. имеют
более сложную структуру и пигменты, но на более
низкой, чем водоросли, потому что у них
отсутствует ядро.
Цианиды способны выделять кислород. Значительная часть атмосферного кислорода в протерозое
возникла в результате их жизнедеятельности.

14.

Разнообразные типы скопления ископаемых и
современных цианобактерий

15.

Цианобактерии являются основными
первичными продуцентами в мире прокариот.
Они могут существовать в виде отдельных
клеток или объединяться в специфические
колонии-агрегаты (циано-бактериальные
сообщества, бактериальные маты и пленки).
Цианобактерии разделяют на водные и
почвенные формы.
Водные цианиды бывают плактонные и
бентосные, морские и пресноводные. В горных
речках цианиды могут образовывать
карбонатные туфы или разрушать каменистый
субстрат и раковины животных.
Почвенные цианиды растут на почве, внутри
почвы и на скальных породах.

16.

17.

Нитчатые скопление цианид, Рифей Восточной Сибири

18.

чехол колонии цианобактерий
цианиды
акритархи

19.

Ископаемые
цианиды из
синской свиты
докембрия
Сибирской
платформы

20.

Сообщества бактерий и цианид
Бактериальные сообщества - совокупность
взаимодействующих организмов, делящих между
собой биохимические функции.
Способы взаимодействия микроорганизмов
различны. Обычно они образуют специфические
кооперации, в которых питательная масса
разрушается каким-либо видом бактерий, а каждый
компонент из разложившейся массы используется
другим более специализированным видом. Продукты
обмена каждого вида в свою очередь используются
другими видами. В бактериальных сообществах
доминируют химические взаимодействия.
В этом они подобны целостным организмам.

21.

Прокариоты, видимо, из-за особенности строения
клетки не способны создать истинно многоклеточные
организмы. Но их сообщества создали специфические
экосистемы – прокариотные пленки и маты. Различают донные и плавающие формы. Пленки и маты
сложно устроены и образуют много биолитов.
В архее и протерозое цианобактериальные пленки
и маты покрывали значительные участки
морского дна.
Таким образом в докембрии уже на прокариотном
уровне на планете существовали довольно сложные,
хоть и небольшие органические экосистемы – колонии,
объединяющие различные популяции
микроорганизмов.

22.

Участок бактериального мата - скопление цианобактерий

23.

Циано-бактериальные маты являются
бентосными популяциями микроорганизмов, среди которых доминируют
фотофторные цианобактерии. По
текстуре циано-бактериальные
сообщества представляют собой
плотную слоистую ткань, сложенную
множеством переплетенных нитей
трихомных организмов, погруженных в
слизь, в которую заключены и другие
бактерии. Они являются основными
продуцентами органического вещества и
отвечают за структуру мата. В процессе
жизнедеятельности колония часто
образует минеральные корочки,
служащие для ее укрепления. Они
образуют ясно выраженные слои, что
формирует слоистость колонии. Окраска
слоев определяется или цветом
пигментов, или цветом образующихся
между ними минералами.

24.

Живые колонии были покрыты общей слизистой оболочкой. В
самой колонии, на ее поверхности и в слизистой оболочке,
может происходить накопление минералов (карбонатов,
силикатов и др.) приводящее в дальнейшем к формированию
плотных пород.
В результате жизнедеятельности циано-бактериальных
сообществ формировались разные типы минеральных
образований:
строматолиты – горизонтально слоистые постройки,
онколиты- шарообразные концентрически слоистые формы,
катаграфии – безформенные скопления кристаллов.
Строматолитовые постройки существуют и в настоящее время.

25.

Участок бактериального мата из шарообразных
(кокков) цианид, Рифей Восточной Сибири

26.

Современные строматолиты, живущие у берегов Австралии,
залив Шарбей. Высота построек до 0.7 м

27.

Строматолиты представляют собой органогенные
постройки, прикрепленные к субстрату и
имеющие характерные морфологические и
текстурно-структурные признаки.
Они являются одной из категорий биолитов
(микробиальных отложений) – органогенноседиментационных образований, возникших в
результате взаимодействия микроорганизмов и
процессов осадконакопления.
Строматолитовые структуры образованы
сериями тонких слоев, нарастающих друг на друга
и основанием серии прикрепленных к
подстилающим породам. Они различаются по
форме построек, типу микроструктуры
(текстуры) и характеру боковой поверхности.
Эти характеристики отчетливо наблюдаются на
продольных и поперечных разрезах построек.

28. Строматолиты и Микрофитолиты

Строматолиты
1- Baicalia,
2 - Conophyton,
3 - Katavia borlogella
4 –Katavia molca
5-Masloviella;
Микрофитолиты
6 - Osagia,
7 - Vesicularites
х 35

29.

Древние строматолиты (продольное сечение)

30.

Фрагменты докембрийских строматолитов, р. Анабар
Продольное сечение
Поперечное сечение

31.

МИКРОСТРУКТУРА
CONOPHYTON , BAICALIA
TUNGUSSIA
TIFOUNKEIA

32.

Строматолитовые образования на берегу р. Мая,
Сибирская платформа

33.

Сибирская платформа, берег р. Алдан. Строматолитовые
образования, в основе которых лежит жизнедеятельность цианид