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

Как сменить регион в App Store на Турцию на Айфоне

Если хотите вернуть себе доступ к приложениям, которые пропали из российского App Store, или купить подписку, смените регион на Турцию. Ниже покажу, как это сделать и сразу расскажу, как пополнить...

Откуда взялась человеческая речь: как поющие мыши помогают понять эволюцию нашего мозга

В тропических лесах Центральной Америки обитает коста-риканская поющая мышь, также известная как мышь Олстона. Поведение этого грызуна сильно отличается от поведения обычных лабораторных мышей....

Почему родину Венеры Милосской называют лунным островом

Статую Венеры Милосской знают практически все люди на Земле. Да, по названию, может, и не все признают, но стоит сказать, что это та самая несчастная статуя, которой оторвали руки, как пазл в...

Этика против прогресса: когда ИИ-ассистент станет юридически ответственным за свои советы

Развитие технологий машинного обучения порождает множество сложных вопросов на стыке этики и права. Сегодня интеллектуальные системы пишут тексты, анализируют медицинские снимки и дают финансовые...

Светомасса из прошлого: что скрывает светящаяся стрелка на старых часах

В 1920-х годах в аптеках и магазинах США, Европы и даже Японии можно было свободно купить радиоактивную воду. В Америке хитом был «Radithor», в Германии — «Radiogen», а японские компании...

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...