Sinice (Cyanobacteria) to grupa prokariotycznych glonów występujących na wszystkich kontynentach. Mają cechy zarówno bakterii, jak i roślin fotoautotroficznych. W komórkach sinic występują barwniki fotosyntetyzujące: chlorofil abeta‑karoten, fikocyjanina oraz fikoerytryna. Dzięki nim sinice przyjmują barwy od niebieskiej do czerwonej, a najczęściej – niebieskozieloną.

1

Nitkowate sinice z rodzaju Oscillatoria (drgalnica) oraz kuliste z rodzaju Gloeocapsa.

Film przedstawia skupisko sinic drgalnic przypominających kształtem nitki. Sinice poruszają się powoli. Między nimi znajdują się w niewielkich skupiskach małe, kuliste sinice Gloeocapsa.

Heterocyty sinic z rodzaju Anabaena, dzięki obecności enzymu (nitrogenazy), mają zdolność wiązania azotu atmosferycznego.

Zdjęcie przedstawia w przybliżeniu mikroskopowym skupisko sinic o nitkowatym kształcie składającym się z wielu kulistych segmentów.

bg‑turquoise

Budowa komórkowa sinic

Sinice początkowo zaliczano do królestwa roślin. Powodem była obecność dobrze rozwiniętego aparatu fotosyntetycznego i występowanie chlorofilu a. Ponadto sinice, podobnie jak rośliny, przeprowadzają fotosyntezę oksygeniczną, której produktem ubocznym jest tlen. Czynnikiem, który sprawił, że obecnie sinice zaliczamy do bakterii, jest budowa komórkowa tych mikroorganizmów. Ścianę komórkową sinic tworzy głównie mukopeptyd. Jest ona wielowarstwowa, a w zewnętrznej warstwie występuje kompleks charakterystyczny dla bakterii Gram‑ujemnychGram‑ujemne bakteriebakterii Gram‑ujemnych. Materiał genetyczny znajduje się w nukleoidzienukleoidnukleoidzie i ma postać kolistej cząsteczki DNA niezwiązanej z białkami. W gęstej cytoplazmie występują natomiast tylakoidy – spłaszczone pęcherzyki, których błony zawierają fotoukłady z barwnikami, umożliwiającymi przeprowadzanie fotosyntezy. Podstawowym barwnikiem fotosyntetycznym u sinic jest chlorofil a, pozostałe natomiast pełnią funkcje pomocnicze, absorbując światło o różnych zakresach długości fali i przekazując energię na chlorofil.

Cecha

Komórka roślinna

Komórka sinicy

Materiał ściany komórkowej

celuloza, hemicelulozy i pektyny

mukopeptyd

Zewnętrzna błona komórkowa

brak

obecna

Materiał genetyczny

DNA chromosomalne zamknięte w jądrze

kulista cząsteczka DNA w nieobłonionym nukleoidzie

Typ rybosomów

80S

70S

Tylakoidy

obecne

obecne

Barwniki fotosyntetyczne

chlorofile, karotenoidy

chlorofil abeta‑karoten, fikocyjanina, fikoerytryna

bg‑turquoise

Rozmnażanie i wstępowanie

Sinice rozmnażają się wegetatywnie, przez podział komórek lub plech. Wytwarzają endo- lub egzospory bądź przetrwalniki.

Żyją w wodach (zwłaszcza słodkich), glebie i wilgotnych siedliskach. Są w stanie przetrwać zarówno w śniegu, jak i w termach, w temperaturze do 90°C.

RGcwL1wKFeARW
Sinice z rodzaju Anabaena mogą występować w zbiornikach ze słodką wodą. Zakwitają latem oraz jesienią. Produkują kilka rodzajów toksyn, które mogą wpływać na układ nerwowy i wątrobę człowieka. Obraz z mikroskopu świetlnego.
Źródło: FWC Fish and Wildlife Research Institute Follow, licencja: CC BY-NC-ND 2.0.
Ciekawostka

Sinice uważane są za jedne z najstarszych organizmów kopalnych, znanych już z prekambruprekambrprekambru. Współcześnie rozróżniamy ok. 2 tys. gatunków sinic.

RrYE9WF2lbm7n1
Nitkowate sinice z rodzaju Anabaena występują na wilgotnej powierzchni gleby i mchów oraz pod korą i w bulwach korzeniowych sagowców (Cycadopsida Brongn.).
Źródło: Proyecto Agua, flickr.com, licencja: CC BY-NC-SA 2.0.
bg‑turquoise

Odżywianie

Sinice są samożywne. Przeważnie są fotoautotrofamifotoautotroffotoautotrofami. Przy niedostatku światła mogą pobierać związki organiczne. Niektóre gatunki bezbarwne (dawniej uważane za bakterie siarkowe) są chemoautotrofamichemoautotrofchemoautotrofami. Ponad 20 gatunków ma zdolność przyswajania wolnego azotu.

bg‑turquoise

Znaczenie w przyrodzie i dla człowieka

Sinice mają duże znaczenie w przyrodzie jako organizmy pionierskieorganizmy pionierskieorganizmy pionierskie oraz ze względu na ogromną liczebność ich populacji w środowisku. Ich masowy rozwój i rozkład może doprowadzić do niekorzystnego ubytku tlenu rozpuszczonego w wodzie i w konsekwencji, do obumierania innych organizmów w zbiornikach wodnych. Niektóre gatunki działają toksycznie na zwierzęta i ludzi. Zatrucie nimi objawia się dolegliwościami układu pokarmowego, takimi jak ból brzucha, nudności i wymioty oraz biegunka. Powodują też gorączkę, dreszcze, bóle mięśni, ból gardła oraz zawroty głowy.

ZakwityzakwitZakwity sinic wskazują na nadmierną żyzność jezior. To tzw. eutrofizacjaeutrofizacjaeutrofizacja wód wynikająca z ocieplenia klimatu i ze spuszczania do zbiorników wodnych ścieków komunalnych i rolniczych z nawozami sztucznymi. Sinice są hodowane na polach ryżowych w celu użyźniania gleb i w masowych kulturach (Spirulina) jako źródło białka i innych biologicznie wartościowych substancji.

R1Ecz1IPWrDes1
Zdjęcie satelitarne przedstawia podłużne jezioro, o błękitnej wodzie. Na jego powierzchni można zauważyć zielony zakwit pokrywający większość jego powierzchni.
Zakwit glonów (Algae) w jeziorze Ontario, na pograniczu USA i Kanady.
Źródło: NASA Goddard Space Flight Center Follow, licencja: CC BY 2.0.

Słownik

chemoautotrof
chemoautotrof

organizm samożywny niewymagający do procesów życiowych energii świetlnej

eutrofizacja
eutrofizacja

(gr. eutrophía – dobre odżywianie) proces wzbogacania się zbiorników wodnych w substancje odżywcze – pierwiastki biogenne, głównie azot i fosfor, także potas i sód – powodujący nadmierną produkcję biomasy glonów; objawia się to tzw. zakwitem glonów prowadzącym do eutrofizmu

fotoautotrof
fotoautotrof

organizm wytwarzający biomasę i czerpiący energię życiową z energii promieniowania świetlnego; do fotoautotrofów należą glony i rośliny lądowe oraz niektóre organizmy prokariotyczne (sinice i prochlorofity)

Gram‑ujemne bakterie
Gram‑ujemne bakterie

bakterie, które nie wybarwiają się za pomocą fioletu krystalicznego i jodu, ze względu na obecność dodatkowej, zewnętrznej błony komórkowej

nukleoid
nukleoid

występujący u prokariontów obszar cytoplazmy, w którym znajduje się DNA w postaci genoforu; jest odpowiednikiem jądra komórkowego komórek eukariotycznych

organizmy pionierskie
organizmy pionierskie

pierwsze gatunki zasiedlające obszar abiotyczny, zdolne do samodzielnego życia, niezależnie od innych organizmów; zwykle są to glony, porosty, mchy

prekambr
prekambr

okres trwający od powstania Ziemi (ok. 4,6 mld lat temu) do początku okresu kambru (ok. 541 mln lat temu)

zakwit
zakwit

masowe wystąpienie zwykle jednego gatunku mikroskopijnych, samożywnych organizmów, manifestujące się optycznie i fizycznie zabarwieniem wody, śniegu, mokrego piasku lub innego podłoża