Фотосинтез, кислород и биотопливо: почему цианобактерии — самые важные существа на планете

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Оффтопик

Цианобактерии — одна из самых древних и многочисленных форм жизни на Земле, которая сыграла решающую роль в эволюции нашей планеты. Эти микроскопические организмы, также известные как сине-зеленые водоросли или просто зеленая слизь, видны как скользкий зеленый налет в стоячей воде, на дне рек и на берегах морей. Они обладают уникальной способностью проводить фотосинтез — процесс, при котором свет превращается в энергию и кислород. Именно цианобактерии были первой жизненной формой, которая развила фотосинтез и начала насыщать атмосферу Земли кислородом около 2,43 миллиарда лет назад. Это событие, известное как «Великая окислительная катастрофа» (ВОК), положило начало появлению сложных форм жизни, с которыми мы знакомы сегодня.

Паутинистый узор, образованный цианобактериями
Автор: Nottingham Trent University / Loughborough University Источник: phys.org

Но как цианобактерии образуют свои необычные геометрические узоры? Как они сплетаются в большие сетчатые структуры? И как это связано с их выживанием и функционированием? На эти вопросы попытались ответить ученые из Университета Ноттингем Трент и Университета Лафборо. Они использовали передовые методы микроскопии, симуляции и теоретические модели, чтобы раскрыть физический механизм за геометрическими узорами, образованными цианобактериями.

Оказалось, что когда цианобактерии присутствуют в достаточно высокой плотности, они начинают организовываться в свои сетчатые узоры, в результате выполнения всего нескольких простых правил. При движении они сталкиваются друг с другом. В большинстве случаев нитевидные филаменты пересекаются друг над другом или друг под другом, но иногда один из них отклоняется и поворачивает, чтобы двигаться вдоль другого. Эти два филамента следуют друг за другом некоторое время, прежде чем один из них отделяется. Эти взаимодействия приводят к образованию пучков параллельных филаментов, которые организуют более плотные колонии в разветвленные сети.

Ученые разработали модель, которая успешно предсказывает типичную плотность и масштаб возникающих узоров, включая движение и колебания формы филаментов. Команда утверждает, что их результаты открывают путь для будущих исследований того, как разные типы бактерий самоорганизуются в структуры. Это может улучшить наше понимание того, как образуются бактериальные биопленки — скопления бактерий, которые прикрепились к поверхности и друг к другу. Это знание критично, учитывая их центральную роль в различных процессах, таких как человеческие инфекции, деградация окружающей среды и биоинженерия.

Д-р Марко Мацца, лектор по прикладной математике в Университете Лафборо, сказал: «Мы показали, что возникающие узоры колоний цианобактерий можно понять как коллективный результат независимо движущихся клеток с простыми взаимодействиями».

Автор: Bing image creator

Цианобактерии — удивительные существа, которые изменили мир своим фотосинтезом. Они продолжают играть важную роль в поддержании состава нашей атмосферы и океанов. Они также могут быть использованы для производства биотоплива, очистки воды и даже для создания жизни на Марсе. Они заслуживают нашего внимания и уважения, как одна из самых древних и важных форм жизни на Земле.

3 комментария

Добавить комментарий

Tata
Интересная статья получилась
1
Вот эта самая «Великая окислительная катастрофа» было первым массовым вымиранием.
Жили себе простейшие, не тужили, а тут припёрлись бактерии, который давай окислителем атмосферу загаживать.
Вот кому надо сказать спасибо, что в нашем воздухе куча яда.
Altairus
ужас, как вы плохо учили биологию. Не было ещё никаких простейших.
И это было не первым, и не последним.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Конвертоплан: история возникновения гибрида самолета с вертолетом

Авиация работает в системе ограничений, где улучшение одного режима почти всегда ухудшает другой. Для создания подъёмной силы крыло требует набегающего потока воздуха, который в классической...

Смерть классического поиска: как ИИ окончательно убьёт SEO и зачем нам это нужно

Поиск информации в глобальной сети претерпевает самые масштабные изменения за последние два десятилетия. Привычная картина, когда на введенный запрос система выдает страницу с простым списком синих...

Почему кашалота не убивает давление на глубине 2 километра

Кашалот — гигант океана, способный погружаться на глубину более 2 км (где давление достигает 200 атмосфер), оставаясь там до полутора часов. На этой глубине они заняты поисками добычи,...

Светящиеся водоросли можно использовать вместо ламп: инженеры научились управлять биолюминесценцией с помощью химии

Способность живых клеток вырабатывать свет — сложный биологический процесс, который исследователи стремились адаптировать для создания новых типов датчиков и светоизлучающих систем....

Почему первые реактивные двигатели имели крайне малый ресурс

В 1940-х годах реактивная авиация находилась на этапе, когда сама идея уже была реализована, но инженерная база ещё не позволяла обеспечить надёжность, сравнимую с поршневыми двигателями. Первые...

Как получить мобильный тариф 300 ГБ и 2000 мин за 1 рубль в месяц

До 15 мая 2026 года у Мегафон проходит акция, благодаря которой можно получить тариф с максимальными параметрами и абонентской платой 1 рубль в месяц при переводе номера от другого оператора....