Sinice

Sinice, cyjanofity, cyjanobakterie, cyjanoprokariota (Cyanobacteria) – gromada organizmów samożywnych, dawniej uznawanych za rośliny, według nowszej taksonomii zaliczanych do Procaryota (prokarioty, królestwo bakterii).

Nazwa tradycyjna Cyanophyta (końcówka -phyta – roślina), stosowana w taksonomii wcześniejszej, kładzie nacisk na te właściwości, które upodabniają sinice do organizmów roślinnych – zdolność do tlenowej fotosyntezy oraz obecność chlorofilu. To podobieństwo jest o tyle naturalne, że chloroplasty roślin powstały w wyniku endosymbiozy z sinicami – są po prostu uwstecznionymi sinicami.

Systematyka 
Systematyka sinic, podobnie jak wszystkich bakterii, podlega przebudowom i dyskusjom. Według systemu prezentowanego przez bazę AlgaeBase w typie sinic (Cyanobacteria Stanier ex Cavalier-Smith 2002) wyróżnia się tylko jedną klasę – Cyanophyceae Schaffner, 1909 (polska nazwa – sinicowe) z następującymi rzędami i przykładowymi taksonami niższych rzędów:

 Klasa: sinicowe, cyanofitowe (Cyanophyceae)
 Rząd: Chroococcales
 Rząd: Nostocales
 Rodzina: Nostocaceae
 Rodzaj: Nostoc (trzęsidło)
 Rodzina: Rivulariaceae
 Rodzina: Scytonemataceae
 Rząd: Oscillatoriales
 Rodzina: Oscillatoriaceae
 Rodzaj: Spirulina
 Rodzaj: Oscillatoria (drgalnica)
 Rząd: Pseudanabaenales
 Rząd: Stigonematales
 Rząd: Synechococcales

Nieco odmienny podział, oparty na propozycji Castenholza (2001), prezentuje baza Tree of Life dzieląca sinice na poddziały bez nazw:

 I – w przybliżeniu odpowiadający Chroococcales, m.in. Chamaesiphon, Chroococcus, Cyanobacterium, Cyanobium, Cyanothece, Dactylococcopsis, Gloeobacter, Gloeocapsa, Gloeothece, Microcystis, Prochlorococcus, Prochloron, Synechococcus, Synechocystis
 II – zawierający rodzaje zaliczane tradycyjnie do Chroococcales, m.in. Cyanocystis, Dermocarpella, Stanieria, Xenococcus, Chroococcidiopsis, Myxosarcina, Pleurocapsa
 III – w przybliżeniu odpowiadający Oscillatoriales, m.in. Arthrospira, Borzia, Crinalium, Geitlerinema, Halospirulina, Leptolyngbya, Limnothrix, Lyngbya, Microcoleus, Oscillatoria, Planktothrix, Prochlorothrix, Pseudanabaena, Spirulina, Starria, Symploca, Trichodesmium, Tychonema
 IV – w przybliżeniu odpowiadający Nostocales, m.in. Anabaena, Anabaenopsis, Aphanizomenon, Calothrix, Cyanospira, Cylindrospermopsis, Cylindrospermum, Nodularia, Nostoc, Rivularia, Scytonema, Tolypothrix
 V– w przybliżeniu odpowiadający Stigonematales, m.in. Chlorogloeopsis, Fischerella, Geitleria, Iyengariella, Nostochopsis, Stigonema

W dawniejszej literaturze algologicznej systematyka opierała się nie na (słabo do niedawna znanych) powiązaniach filogenetycznych, lecz na cechach morfologicznych. Sinice dzielono wówczas na dwie główne grupy – kokogoniowe, tworzące zarodniki jednokomórkowe i hormogoniowe – tworzące wielokomórkowe zarodniki zwane hormogoniami. Jeden z takich systemów przedstawił Bourelly (1970), a do polskiej algologii zaadaptowała Joanna Kadłubowska:
 Gromada: Cyanophyta (sinice)
 Klasa: Cyanophyceae
 Podklasa: Coccogonophycidae (kokogoniowe)
 Rząd: Chroococcales (chrookokowce)
 Rząd: Pleurocapsales (pleurokapsowate)
 Rząd: Chamaesiphonales (chamesyfonowce)
 Podklasa: Hormogonophycidae (hormogoniowe)
 Rząd: Stigonematales (stigonematowce)
 Rząd: Nostocales (trzęsidłowce)

Czynności życiowe 
Sinice to w większości organizmy samożywne, mające zdolność wytwarzania związków organicznych na drodze fotosyntezy.

Niektóre sinice mają zdolność asymilacji azotu atmosferycznego. Asymilacja jest możliwa dzięki tzw. heterocytom, tj. komórkom otoczonym grubą ścianą komórkową i posiadającym uwsteczniony aparat fotosyntetyczny (brak produkcji tlenu). W takich warunkach nitrogenaza (enzym asymilujący azot) może działać poprawnie. Związany azot przesyłany jest przez tzw. plasmodesmy (łączenie heterocyty z protoplastami sąsiadujących komórek).

Zdolności te sprawiają, że sinice mogą być organizmami pionierskimi. Można je spotkać w prawie każdym środowisku na Ziemi, są odporne na długotrwałe susze czy wysokie temperatury gorących źródeł, a nawet wysokie zasolenie czy kwasowość podłoża. Do termofili należą m.in. Mastigocladus laminosus, Oscillatoria filiformis, Phormidium laminosum, Synechococcus lividus. Sinice współżyją również z roślinami bądź jako epifity, bądź jako endofity (Anabaena azollae w paproci Azolla), jak i ze zwierzętami i protistami (w Paulinella chromatophora). Endosymbiotyczne sinice nazywane są cyjanellami, a cały organizm cyjanomem. Niektóre gatunki współtworzą porosty.

Budowa sinic 

Sinice mają budowę prokariotyczną. W peryferyjnej części komórki znajdują się tylakoidy, które zawierają tylko chlorofil a. Występują w nich również inne barwniki takie jak: niebieska fikocyjanina, czerwona fikoerytryna, żółty karoten. Barwników tych zazwyczaj jest więcej niż chlorofilu a, toteż sinice mają charakterystyczne sino-zielone zabarwienie. Materiałem zapasowym są polisacharydy glukozowe przypominające amylopektynę i glikogen nazywane potocznie skrobią sinicową, a także cyjanoficyna i wolutyna. Nieliczne gatunki sinic nie posiadają barwników asymilacyjnych – są heterotrofami.

Materiał genetyczny zlokalizowany jest w nukleoidzie. W budowie wyróżnia się ścianę komórkową (delikatną), a na zewnątrz błonę zewnętrzną jak u innych bakterii Gram-ujemnych. Dookoła zewnętrznej błony komórkowej wytwarzane są grube pochwy śluzowe.

Liczne sinice tworzą kolonie w postaci nieregularnych skupień bądź nici.

Wyróżnia się dwa typy nici sinicowych:

 typ pleurokapsalny – nić zbudowana jest z komórek otoczonych całkowicie ścianą komórkową.
 typ trychomowy – wszystkie komórki sinic tkwią we wspólnej ścianie komórkowej.

Rozmnażanie 
Sinice rozmnażają się wyłącznie wegetatywnie przez prosty podział komórki, rozerwanie nici (utworzonej przez pewną liczbę komórek sinic) lub wytwarzanie specjalnych utworów w tym celu. Rozerwanie nici następuje, gdy pewne komórki ją tworzące obumierają, przez co nić ulega podzieleniu na części. Komórki takie nazywane są nekrydiami.

Rozróżniamy następujące rodzaje tworów służących do rozmnażania wegetatywnego:

 Akinety, inaczej artrospory, komórki o charakterze przetrwalnikowym występujące tylko u form nitkowatych, większe od komórek wegetatywnych, o grubej ścianie komórkowej i dużej ilości ziarnistości materiałów zapasowych,
 Endospory, powstające wewnątrz komórki macierzystej i uwalniane po jej rozpadzie; nie mają one charakteru przetrwalnikowego, twory jednokomórkowe
 Egzospory, powstają gdy komórka macierzysta otwiera się na szczycie i odcina je ze swego wnętrza; w stadium początkowym nie mają ściany komórkowej, tylko otoczone są błoną
 Hormogonia, wielokomórkowe fragmenty trychomów, zdolne do aktywnego ruchu; jeśli są otoczone grubą ścianą komórkową oraz jeśli się nie poruszają, to wówczas mają charakter przetrwalnikowy,
 Planokoki, powstają podobnie jak hormogonia, z tą różnicą, że są jednokomórkowe i mają zawsze zdolność ruchu
 Nannocyty, liczne, drobniutkie komórki powstające przez wielokrotne podziały cytoplazmy komórki macierzystej.

Znaczenie sinic

Tworzenie tlenu w atmosferze ziemskiej 
2,5 mld lat temu Ziemia była skuta lodem i wyglądem zewnętrznym przypominała śnieżkę. Stężenie tlenu w atmosferze było ponad 100 tys. razy mniejsze niż obecnie. Fotosyntetyzujące sinice (cyjanobakterie) zaczynały wówczas proces wytwarzania tlenu do ziemskiej atmosfery.

Właściwości trujące 
Sinice wodne mogą stanowić niepożądany składnik biocenozy w zbiornikach, szczególnie w czasie tzw. zakwitów, zwłaszcza że niektóre szczepy wydzielają substancje trujące. Dla organizmów wodnych sinice są marginalnym źródłem pożywienia, gdyż zawierają mało substancji łatwo przyswajalnych. Ponadto forma nitkowata ich kolonii jest utrudnieniem dla typowych fitoplanktonożerców. Nici sinic dostając się do aparatów filtracyjnych wioślarek mechanicznie je blokują, utrudniając dalszą filtrację. W skrajnych przypadkach takie oddziaływanie może prowadzić do zmniejszenia liczebności dużych planktonożerców (nici sinic są zbyt duże, by dostać się do aparatów filtracyjnych małych wioślarek). Sinice spowodowały śmierć ponad 300 słoni w Botswanie (2020).
Ostatnio trwają badania nad hipotezą związku obecności sinic w pożywieniu ludzi, z zapadalnością na choroby neurologiczne (SLA).

Pozytywne oddziaływanie 
Dla człowieka poza niekorzystnym działaniem (zakwity, toksyny sinicowe) sinice mają również wpływ pozytywny. Wykorzystuje się je do wzbogacania gleby w związki azotowe, np. wprowadzone do upraw ryżu zwiększają plon o około 20%.

Przypisy

Linki zewnętrzne 
 Sinice (Cyanobacteria)