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

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
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

Птицы не обязаны учиться песне целиком у родителей: что происходит, если птенец никогда не услышит взрослого певца

Пение птицы легко представить врождённым навыком: дрозд появляется на свет дроздом, значит, когда вырастет, должен автоматически запеть как дрозд. Но у многих настоящих певчих птиц всё устроено...

Почему «Кассини» добирался до Сатурна через Венеру, Землю и Юпитер

Сатурн находится от Солнца дальше, чем Земля, Марс и Юпитер. Станция «Кассини-Гюйгенс» стартовала к нему с мыса Канаверал 15 октября 1997 года и первым делом пошла в противоположную сторону, к...

Как появился стартер в автомобиле: от ручного вращения к автоматике

На заре автомобилестроения мало было изобрести надежный двигатель внутреннего сгорания, нужно было облегчить его запуск (это было тогда ой как не просто). Первые автомобили не имели привычного нам...

Активируем «Деньги» в Telegram: Как сделать некастодиальный GRAM Wallet прямо в мессенджере?

В Telegram постепенно развивается новая функция, которая может изменить привычный способ отправки цифровых активов. Теперь в мессенджере появляется встроенный GRAM Wallet, который в итоговой...

Конжи: как простая рисовая каша стала в Азии завтраком, домашней едой и блюдом для восстановления сил

У конжи есть редкое свойство: она почти исчезает как отдельный продукт и превращается в состояние риса. Зёрна долго варят в большом количестве воды, пока они не распадаются, крахмал не делает...

Как Toyota 2000GT изменила представление о японских автомобилях, но не стала массовой

В конце 1960-х покупатель дорогого спорткара мог выбирать между известными европейскими марками — и неожиданно обнаружить среди них Toyota. Низкое японское купе выглядело убедительно,...