Зелёные бактерии

Зелёные бактерии — группа фотосинтезирующих бактерий. Клетки грамотрицательные, размножаются делением. Группа включает два семейства с разной морфологией и экологией.

Семейства зелёных бактерий

Семейство Chlorobiaceae

• Форма клеток: одноклеточные бактерии в виде палочек, вибрионов или с выростами (простеками). Размеры — 0.3–1.0 × 1.2–2.6 мкм.
• Организация: некоторые виды образуют цепочки клеток или сетчатые колонии.
• Подвижность: неподвижны.
• Метаболизм: строгие анаэробы и облигатные фотоавтотрофы.

Семейство Chloroflexaceae

• Форма клеток: нитчатые формы.
• Организация: образуют трихомы (нити) и способны к скользящему движению.

Пигменты и фотосинтез

Зелёные бактерии содержат уникальный набор пигментов:

• Бактериохлорофиллы: в небольшом количестве присутствует бактериохлорофилл a (свойственный также пурпурным бактериям), а также специфические бактериохлорофиллы c, d или e. Последние находятся в особых светособирающих гранулах — хлоросомах.
• Каротиноиды: виды семейства Chlorobiaceae содержат хлоробактерин или другие арильные каротиноиды, а Chloroflexaceae — β- и γ-каротины.

Их фотосинтез протекает без выделения кислорода (O₂), так как в качестве доноров электронов для ассимиляции CO₂ они используют восстановленные соединения серы: сероводород (H₂S), серу (S) или тиосульфат. Некоторые представители, например Chloroflexus aurantiacus, вероятно, могут окислять и органические соединения.

При окислении H₂S бактерии образуют элементарную серу, которая накапливается в среде и в дальнейшем может окисляться до сульфатов. Показано, что у Chlorobium limicola ассимиляция CO₂ происходит через восстановительный цикл трикарбоновых кислот. Некоторые зелёные бактерии способны фиксировать молекулярный азот (N₂).

Экология и значение

Зелёные бактерии распространены в пресных и солёных водоёмах, содержащих H₂S (например, в придонных слоях озёр, в серных источниках). Часто образуют массовые скопления — бактериальные маты. Играют ключевую роль в круговороте серы в природе, окисляя сероводород и другие восстановленные соединения серы.

Современный контекст

Согласно современной таксономии на основе геномных данных, зелёные бактерии относятся к типу Chlorobi (для Chlorobiaceae) и Chloroflexi (для Chloroflexaceae). Эти группы являются глубоко разошедшимися эволюционными линиями. Изучение их метаболизма и геномов имеет большое значение для понимания ранней эволюции фотосинтеза на Земле.