Вопрос по цианобионтам

Автор Юрич, мая 04, 2005, 05:50:00

« назад - далее »

mastax

На второй кладограмме ясно только с гелиобактериями – остальные "ответвились" почти одновременно. Но независимо!

Set O. Lopata

Просто Вы, mastax, говорили, что на основании молекулярных данных микробиологи, с которыми Вы консультировались, считают оксигенный фотосинтез цианобактерий первичным по отношению к аноксигенному. Это противоречит рассматриваемой кладограмме. Вот я и спрашиваю, где можно ознакомиться с альтернативными молекулярно-филогенетическими построениями?

Марков Александр

Есть такая старая и, на мой взгляд, довольно дикая идея, что цианобактерии - древнейшие формы жизни, и от них произошло все остальное. Эта идея, в частности, довольно популярна среди сотрудников кафедры палеонтологии геофака МГУ. Древнейшие известные микрофоссилии (3,5 млрд. лет) напоминают современных примитивных, мелких, одиночных цианобактерий. По форме клеток. Но форма-то там самая простая - маленькие шарики. А больше ничего не видно.

См., например, статью Бондаренко и Михайловой:
http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/717.html
Там формулировка довольно расплывчатая, формально не придерешься, однако при беглом прочтении она создает четкое впечатление, что цианобактерии - первые фотосинтезирующие организмы:
"Цианобионты наряду с фикоцианом, фикоэритрином, каротином имеют и хлорофилл... Цианобионты появились около 3,5 млрд лет назад. Благодаря наличию хлорофилла они являются первыми фотосинтезирующими организмами, продуцирующими биогенный молекулярный кислород."
Хотя выше в статье говорится о существовании фотосинтезирующих бактерий (цианобактерии и остальные бактерии в статье рассматриваются как два разных царства, а археи не выделяются), о бактериохлорофилле там не сказано, и получается (из приведенной цитаты), что цианобактерии вроде бы первыми приобрели хлорофилл.

Крайним вариантом этой линии рассуждений является теория о том, что эвкариоты произошли от цианобактерий (без всякого симбиогенеза), а бактерии являются результатом деградации эвкариот. Я вот сейчас рецензирую диссертацию сотрудницы кафедры (по поведению цианобактерий), еле уговорил диссертанта убрать из текста  эту чепуху  :)

Set O. Lopata

Цитата: "Марков Александр"первые фотосинтезирующие организмы:
"Цианобионты наряду с фикоцианом, фикоэритрином, каротином имеют и хлорофилл... Цианобионты появились около 3,5 млрд лет назад. Благодаря наличию хлорофилла они являются первыми фотосинтезирующими организмами, продуцирующими биогенный молекулярный кислород."

Ну здесь действительно всё правда :)
Именно у них впервые появился собмтвенно хлорофилл (не бактерио-) И именно они осуществляют фотосинтез с выделением кислорода.

ЦитироватьКрайним вариантом этой линии рассуждений является теория о том, что эвкариоты произошли от цианобактерий (без всякого симбиогенеза), а бактерии являются результатом деградации эвкариот. Я вот сейчас рецензирую диссертацию сотрудницы кафедры (по поведению цианобактерий), еле уговорил диссертанта убрать из текста  эту чепуху  :)  

Да уж. Я думал, что такое в диссертациях уж лет 50 не пишут. :)

Зоригто

Сейчас в микробиологии общепринятая точка зрения следующая.
1. Фотосинтез аноксигенный первичен.
2. Наиболее "древняя" (по 16S, деревья по белкам или другим генам имеют гораздо меньший авторитет) группа аноксигенных фототрофов - нитчатые несерные зеленые бактерии, фила Chloroflexi. Статья Ксионга и соавторов конечно интересная и за ссылку спасибо, но его гипотеза скорее является альтернативной, а не общепринятой.
3. Оксигенный фотосинтез в истории появляется впервые у цианобактерий, многие из которых также способны к аноксигенному фотосинтезу с использованием сульфида в качестве донора электронов с образованием элементной серы как конечного продукта (хотя там кажется есть варианты насчет конечных продуктов аноксигенного фотосинтеза). Вероятно первоначально цианобактерии эволюционировали в местообитаниях с высоким содержанием сульфида.
4. Кроме сульфида донором электронов для аноксигенного фотосинтеза аноксигенных фототрофов может служить восстановленное железо (известно 3-5 видов). Для цианобактерий использование железа как донора электронов в фотосинтезе пока не известно.

С железом вообще интересная штука получается. Наиболее глубоко ветвящиеся группы бактерий все способны восстанавливать железо (http://www.geobacter.org/publications/9738498.pdf), аноксигенный фотосинтез с окислением железа также известен. Можно ли предположить, что в определенный период времени (порядка 3 миллиардов лет назад) доминирующим биогеохимическим циклом в природе был железный? Потом железо высаживается в виде сульфидов или оксидов и доминирующим циклом становится серный, либо сразу кислородно-углеродный.

И еще вопрос. Объясните пожалуйста, что такое цианобионты? Это действующий термин или устаревший (типа синезеленых водорослей)?

Юрич

Цитата: "Зоригто"И еще вопрос. Объясните пожалуйста, что такое цианобионты? Это действующий термин или устаревший (типа синезеленых водорослей)?

Я взял этот термин отсюда
http://macroevolution.narod.ru/cherepaschuk.htm
Я так понимаю, что это по сути то же самое, что цианобактерии.

Вот здесь написано еще про них.
http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/717.html

Царство Цианобионты. Regnum Cyanobionta

Одиночные и колониальные организмы с постоянной формой клеток без обособленного ядра. Размеры одиночных форм микроскопические - около 10 мкм. Размеры колоний, а особенно продуктов их жизнедеятельности (строматолиты) могут достигать многих сотен метров. Колониальные формы покрыты общей слизистой оболочкой. В самом организме, на его поверхности и в слизистой оболочке может происходить накопление карбонатов, приводящее в дальнейшем к формированию известняков. Известняковые слоистые образования получили название строматолитов (рис. 2).

Цианобионты наряду с фикоцианом, фикоэритрином, каротином имеют и хлорофилл. Перечисленные пигменты определяют розоватую, желтоватую, сине-зеленую, а иногда почти черную окраску. Цианобионты появились около 3,5 млрд лет назад. Благодаря наличию хлорофилла они являются первыми фотосинтезирующими организмами, продуцирующими биогенный молекулярный кислород. Современные цианобионты живут и в пресных и в морских бассейнах; в последних в зоне мелководья не глубже 150 м, но преимущественно на глубине от 0 до 20 м. Цианобионты переносят загрязнение и резкие колебания физико-химических условий. Диапазон температур - от ледниковой минусовой до почти кипящей в горячих источниках. Среда обитания - пресные, солоноватоводные и нормально морские бассейны, а также засоленные, обогащенные нитратами и сульфатами. Некоторые цианобионты обитают в почве и на ней, на камнях, в пустынях и т.д.

По отсутствию ядра цианобионты сближаются с бактериями, а по наличию хлорофилла и способности синтезировать биогенный молекулярный кислород - с водорослями. Отделение синезеленых от царства растений и перенос в надцарство прокариот привел к их фактическому объединению с царством бактерий и рассмотрению в качестве цианобактерий. Мы считаем эту группу самостоятельным царством и поэтому используем название цианобионты: с одной стороны, ясен смысл - "бывшие" синезеленые, а с другой - сохраняется этимологическая дистанция с бактериями (термин "цианобактерии" вольно или невольно низводит эту группу в бактерии, хотя и в более подчиненном ранге).

Сравнительно недавно установлена небольшая группа ранее неизвестных прокариотных организмов (род Prochloron). Состав пигментов у этой группы ближе зеленым водорослям, нежели так называемые синезеленым. Вопрос о месте этих организмов в надцарстве прокариот еще ждет своего разрешения. Возможно, их следует рассматривать в составе Cyanobionta, тем самым расширив объем и диагноз этого царства (см. рис. 1). В иерархии живых организмов цианобионты находятся на более высокой ступени, чем бактерии (имеют более сложную структуру и пигменты), но на более низкой, чем водоросли (отсутствует ядро).
"существуют полянки, которые можно отыскать только заблудившись" (Х. Манкелль)
"как объяснить англичанину, что судьба мира решается на Тибете?" (Л. Пауэлс)

Set O. Lopata

Цитата: "Зоригто"
И еще вопрос. Объясните пожалуйста, что такое цианобионты? Это действующий термин или устаревший (типа синезеленых водорослей)?

Да, скорее, устаревший, причём мало где за пределами России употребляемый.
Оставшийся с тех времён, когда поняли, что синезелёные водоросли - это не водоросли, но ещё отделяли их от собственно бактерий :D

Зоригто

Цитата: "Юрич"
По отсутствию ядра цианобионты сближаются с бактериями, а по наличию хлорофилла и способности синтезировать биогенный молекулярный кислород - с водорослями. Отделение синезеленых от царства растений и перенос в надцарство прокариот привел к их фактическому объединению с царством бактерий и рассмотрению в качестве цианобактерий. Мы считаем эту группу самостоятельным царством и поэтому используем название цианобионты: с одной стороны, ясен смысл - "бывшие" синезеленые, а с другой - сохраняется этимологическая дистанция с бактериями (термин "цианобактерии" вольно или невольно низводит эту группу в бактерии, хотя и в более подчиненном ранге).


О, как жестко! Цианобактерии вывели из ботанической номенклатуры и подчинили бактериологическому кодексу еще годах в 70-х прошлого века, уже лет 30 прошло как Стейнер этот вопрос поставил и решил...

Юрич

Так это все-таки отдельное царство или нет? Цианобактерии, я имею в виду.
"существуют полянки, которые можно отыскать только заблудившись" (Х. Манкелль)
"как объяснить англичанину, что судьба мира решается на Тибете?" (Л. Пауэлс)

Set O. Lopata

Цитата: "Юрич"Так это все-таки отдельное царство или нет? Цианобактерии, я имею в виду.
Ну, это в известной мере вопрос философский. Если цианобактерии - царство, тогда среди эубактерий таких царств можно выделит, наверное, десяток.
Вообще, суффикс -bionta чаще применяют к таксонам ранга царства, а -bacteria - ранга отдела.
Вот что есть в Taxonomicoin'е по поводу синонимии в этом случае
http://sn2000.taxonomy.nl/Taxonomicon/TaxonName.aspx?id=71022&tree=0.1&syn=1

mastax

Микробиологи признают только два царства прокариот: археи и эубактерии. Воду мутят так называемые мегасистематики.

Зоригто

Сейчас смотрю в последнее издание Bergey's manual of Systematic bacteriology.
Согласно ему (а это официальная номенклатура) цианобактерии принадлежат к домену Bacteria, Phylum BX - Cyanobacteria. Фила разделена на 5 субсекций "порядков" (по морфологии, частично совпадающих с филогенетическими группами), включающих в себя семейства и форма-роды.

mastax

Зоригто
Да, новый Берджи стал головной болью для альгологов... Ведь цианобактериями традиционно занимались именно они, описали подавляющее большинство видов. И сейчас над этими видами-родами и т.д. нависла угроза .

Зоригто

Мне все же кажется, что бактериологическое требование наличия чистой культуры в официальной международной коллекции лучше чем простое описание вида из природы на основании наблюдений. Это дает больше возможностей для исследования, хотя и более трудоемко.

Все же с течением времени ботанический определитель цианобактерий переведут на "новый язык" и мы увидим насколько близко друг к другу морфологическое определение и требования бактериальнйо систематики. Какая-то связь должна найтись и многие старые виды-роды получат новую основу.

mastax

Все так, но все равно определять цианобактерий придется по ботаническим определителям, т.к. видов слишком много. Кроме того, микробиологи требуют также и сиквенсы. А что делать с огромным числом видов и родов, которые известны по нескольким находкам? Поэтому пока решили не ломать дров и переходить на микробные рельсы постепенно.