Cyanobacterial morphology
સાયનોબેક્ટેરિયલ મોર્ફોલોજી એ સાયનોબેક્ટેરિયાના સ્વરૂપ અથવા આકારનો ઉલ્લેખ કરે છે. સાયનોબેક્ટેરિયા એ બેક્ટેરિયાના વિશાળ અને વૈવિધ્યસભર વંશ છે જે તેમના રંગદ્રવ્યોના અનન્ય સંયોજન અને ઓક્સિજનયુક્ત પ્રકાશસંશ્લેષણ કરવાની તેમની ક્ષમતા દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થાય છે. સાયનોબેક્ટેરિયા ઘણીવાર વસાહતી સમૂહોમાં રહે છે જે ઘણા સ્વરૂપો લઈ શકે છે. સાયનોબેક્ટેરિયાની ઘણી પ્રજાતિઓમાં ખાસ રસ એ છે કે જે લંબચોરસ વાળ જેવી રચનાઓમાં વસાહતમાં રહે છે, જેને ટ્રાઇકોમ્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ ફિલામેન્ટસ પ્રજાતિઓમાં સેંકડોથી હજારો કોષો હોઈ શકે છે. તેઓ ઘણીવાર ગરમ ઝરણા, અતિલંબ પાણી, રણ અને ધ્રુવીય પ્રદેશો જેવા આત્યંતિક વાતાવરણમાં જોવા મળતા માઇક્રોબાયલ સાદડીઓના ઉપલા સ્તરો પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે, તેમજ વધુ ભૌતિક વાતાવરણમાં વ્યાપકપણે વહેંચાય છે. ઘણી ફિલામેન્ટસ પ્રજાતિઓ પણ ગતિશીલ હોય છે, તેમની લાંબી ધરી સાથે ગ્લાઈડિંગ કરે છે, અને ફોટોમોવમેન્ટ પ્રદર્શિત કરે છે જેના દ્વારા ટ્રાઇકોમ ઘટના પ્રકાશ અનુસાર તેના ગ્લાઈડિંગને મોડ્યુલેટ કરે છે. બાદમાં ટ્રાઇકોમ્સને શ્રેષ્ઠ પ્રકાશની પરિસ્થિતિઓમાં માર્ગદર્શન આપવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવતા હોવાનું જાણવા મળ્યું છે, જે ક્યાં તો કોષોને અટકાવી શકે છે જો ઘટના પ્રકાશ ખૂબ નબળો હોય, અથવા જો ખૂબ મજબૂત હોય તો કોષોને નુકસાન પહોંચાડે છે. ઝાંખી સેલ્યુલર કાર્યોને અસરકારક રીતે કામ કરવા માટે સુવ્યવસ્થિત અને સંકલિત આંતરિક માળખાની જરૂર પડે છે. કોષોને તેમના આકારનું નિર્માણ કરવાની, ટકાવી રાખવાની અને કેટલીકવાર તેમાં ફેરફાર કરવાની જરૂર છે, જે તેમને બાહ્ય પરિબળોના જવાબમાં તેમની વર્તણૂકને ઝડપથી બદલવાની મંજૂરી આપે છે. જીવન ચક્રના વિવિધ તબક્કાઓ દરમિયાન, જેમ કે કોષની વૃદ્ધિ, કોષ વિભાજન અથવા કોષ વિભેદન, આંતરિક રચનાઓએ વર્તમાન જરૂરિયાતોને ગતિશીલ રીતે સ્વીકારવી આવશ્યક છે. યુકેરીયોટ્સમાં, આ બહુવિધ કાર્યો સાયટોસ્કેલેટન દ્વારા પૂર્ણ થાય છેઃ પ્રોટીનયુક્ત પોલિમર જે સ્થિર અથવા ગતિશીલ તંતુઓ અથવા વિવો અને ઈન વિટ્રોમાં નળીઓમાં ભેગા થાય છે. યુકેરીયોટિક સાયટોસ્કેલેટનને ઐતિહાસિક રીતે ત્રણ વર્ગોમાં વહેંચવામાં આવે છેઃ એક્ટિન તંતુઓ (એક્ટિન મોનોમર્સથી બનેલા), માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સ (ટ્યુબ્યુલિન પેટા એકમોથી બનેલા) અને મધ્યવર્તી તંતુઓ (IFs), જોકે તાજેતરના વર્ષોમાં અન્ય સાયટોસ્કેલેટલ વર્ગોની ઓળખ કરવામાં આવી છે. માત્ર ત્રણેય સાયટોસ્કેલેટલ સિસ્ટમોનું સહયોગી કાર્ય યોગ્ય સેલ મિકેનિક્સને સક્ષમ કરે છે. પ્રોકેરીયોટ્સ, તેમના સરળ કોષ આકારોના આધારે, સાયટોસ્કેલેટલ તત્વોની જરૂર નથી તેવી લાંબા સમય સુધી ચાલતી માન્યતા આખરે એફટીએસઝેડ, એક પ્રોકેરીયોટિક ટ્યુબ્યુલિન હોમોલોગ અને એમઆરઇબી, એક બેક્ટેરિયલ એક્ટિન હોમોલોગની શોધ દ્વારા નાબૂદ કરવામાં આવી હતી. આ શોધોએ બેક્ટેરિયા અને આર્કિયામાં અન્ય સાયટોસ્કેલેટલ પ્રોટીન માટે તીવ્ર શોધ શરૂ કરી જે આખરે કોલોબેક્ટર ક્રેસેન્ટસમાંથી ક્રેસેન્ટિન જેવા બેક્ટેરિયલ આઇએફ જેવા પ્રોટીન અને બેક્ટોફિલિન સહિત બેક્ટેરિયલ-વિશિષ્ટ સાયટોસ્કેલેટલ પ્રોટીન વર્ગોની ઓળખ તરફ દોરી ગઈ. નવા તારણોના સતત પ્રવાહે આખરે સ્થાપિત કર્યું કે કોષ વિભાજન, કોષ વિસ્તરણ અથવા બેક્ટેરિયલ માઇક્રોકોમ્પાર્ટમેન્ટ વિભાજન સહિત અસંખ્ય પ્રોકેરીયોટિક સેલ્યુલર કાર્યો પ્રોકેરીયોટિક સાયટોસ્કેલેટન દ્વારા સંચાલિત થાય છે. સાયનોબેક્ટેરિયા આજના એકમાત્ર જાણીતા પ્રોકેરીયોટ્સ છે જે ઓક્સિજનયુક્ત પ્રકાશસંશ્લેષણ કરવા માટે સક્ષમ છે. બાહ્ય પટલની હાજરીના આધારે, સાયનોબેક્ટેરિયાને સામાન્ય રીતે ગ્રામ-નેગેટિવ બેક્ટેરિયા માનવામાં આવે છે. જો કે, અન્ય ગ્રામ-નેગેટિવ બેક્ટેરિયાથી વિપરીત, સાયનોબેક્ટેરિયામાં આંતરિક અને બાહ્ય પટલ વચ્ચે અસામાન્ય રીતે જાડા પેપ્ટિડોગ્લાયકેન (પીજી) સ્તર હોય છે, આમ તેમાં બંને ગ્રામ ફીનોટાઇપ્સની લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. વધુમાં, અન્ય ગ્રામ-નેગેટિવ બેક્ટેરિયાની તુલનામાં સાયનોબેક્ટેરિયામાં પીજી ક્રોસ-લિંકિંગનું પ્રમાણ ઘણું વધારે છે, જો કે સામાન્ય રીતે ગ્રામ-પોઝિટિવ બેક્ટેરિયામાં હાજર ટેઇકોઇક એસિડ ગેરહાજર હોય છે. જ્યારે સાયનોબેક્ટેરિયા મોનોફિલેટિક હોય છે, ત્યારે તેમની સેલ્યુલર મોર્ફોલોજી અત્યંત વૈવિધ્યસભર હોય છે અને એકકોશિક પ્રજાતિઓથી લઈને જટિલ સેલ-વિભેદક, બહુકોશિક પ્રજાતિઓ સુધીની હોય છે. આ નિરીક્ષણના આધારે, સાયનોબેક્ટેરિયાને શાસ્ત્રીય રીતે પાંચ પેટા વિભાગોમાં વહેંચવામાં આવ્યા છે. પેટા વિભાગ I સાયનોબેક્ટેરિયા (ક્રોકોકેલ્સ) એકકોશિક હોય છે અને દ્વિસંગી વિખંડન અથવા ઉભરતા દ્વારા વિભાજિત થાય છે, જ્યારે પેટા વિભાગ II સાયનોબેક્ટેરિયા (પ્લુરોકેપ્સેલ્સ) પણ એકકોશિક હોય છે પરંતુ બહુવિધ વિખંડન ઘટનાઓથી પસાર થઈ શકે છે, જે બાયોસાઇટ્સ તરીકે ઓળખાતા ઘણા નાના પુત્રી કોષોને જન્મ આપે છે. પેટા વિભાગ III માં બહુકોશિક, બિન-કોષ વિભેદક સાયનોબેક્ટેરિયા (ઓસિલેટોરિઅલ્સ) અને પેટા વિભાગ IV અને V સાયનોબેક્ટેરિયા (નોસ્ટોકેલ્સ અને સ્ટિગોનેમેટલ્સ) બહુકોશિક, કોષ વિભેદક સાયનોબેક્ટેરિયા છે જે સંયુક્ત નાઇટ્રોજન (હેટેરોસિસ્ટ્સ) ની ગેરહાજરીમાં, પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિઓ (એકિનેટ્સ) દરમિયાન અથવા સહજીવન (હોર્મોગોનિયા) ફેલાવવા અને શરૂ કરવા માટે વિશિષ્ટ કોષ પ્રકારો બનાવે છે. જ્યારે પેટા વિભાગો III અને IV રેખીય કોષ તંતુઓ (જેને ટ્રાઇકોમ્સ કહેવાય છે) બનાવે છે જે સામાન્ય આવરણથી ઘેરાયેલા હોય છે, ત્યારે પેટા વિભાગ V બાજુની શાખાઓ ઉત્પન્ન કરી શકે છે અને/અથવા બહુવિધ સમતલમાં વિભાજિત કરી શકે છે, જે બહુસ્તરીય ટ્રાઇકોમ્સની સ્થાપના કરે છે. આ જટિલ આકારવિજ્ઞાનને ધ્યાનમાં લેતા, એવું માનવામાં આવતું હતું કે ચોક્કસ પેટા વિભાગ વી-વિશિષ્ટ (સાયટોસ્કેલેટલ) પ્રોટીન આ ફીનોટાઇપ માટે જવાબદાર હોઈ શકે છે. જો કે, કોઈ ચોક્કસ જનીનની ઓળખ કરવામાં આવી ન હતી કે જેનું વિતરણ ખાસ કરીને વિવિધ સાયનોબેક્ટેરિયલ પેટા વિભાગોમાં સેલ મોર્ફોલોજી સાથે સંકળાયેલું હતું. તેથી, તે વધુ સંભવિત લાગે છે કે એક જનીનની હાજરી અથવા ગેરહાજરીને બદલે કોષ વૃદ્ધિ અને વિભાજન જનીનોની વિભેદક અભિવ્યક્તિ સાયનોબેક્ટેરિયલ મોર્ફોલોજિકલ વિવિધતા માટે જવાબદાર છે. મોર્ફોજેનેસિસ મોર્ફોજેનેસિસ એ જૈવિક પ્રક્રિયા છે જે જીવતંત્રને તેનો આકાર વિકસાવવા માટેનું કારણ બને છે. સાયનોબેક્ટેરિયા ઉચ્ચ સ્તરની આકારશાસ્ત્રીય વિવિધતા દર્શાવે છે અને ચોક્કસ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓને અનુરૂપ થવા માટે વિવિધ સેલ્યુલર ભિન્નતા પ્રક્રિયાઓમાંથી પસાર થઈ શકે છે. આ તેમને પૃથ્વી પરના લગભગ દરેક નિવાસસ્થાનમાં ખીલવામાં મદદ કરે છે, જેમાં તાજા પાણીથી માંડીને દરિયાઈ અને પાર્થિવ વસવાટો સુધીનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં સહજીવી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પણ સામેલ છે. એક પરિબળ જે સાયનોબેક્ટેરિયામાં મોર્ફોલોજિકલ ફેરફારો કરી શકે છે તે પ્રકાશ છે. સાયનોબેક્ટેરિયા એ બેક્ટેરિયા છે જે તેમની ઊર્જા ઉત્પન્ન કરતી પ્રકાશસંશ્લેષક મશીનરીને બળ આપવા માટે પ્રકાશનો ઉપયોગ કરે છે, તેઓ તેમના પ્રતિભાવને શ્રેષ્ઠ બનાવવા અને હાનિકારક પ્રકાશને ટાળવા માટે પ્રકાશને સમજવા પર આધાર રાખે છે જે પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓની રચનામાં પરિણમી શકે છે અને ત્યારબાદ તેમના મૃત્યુમાં પરિણમી શકે છે. મહત્તમ પ્રકાશની સ્થિતિને માત્રા (કિરણોત્સર્ગ), સમયગાળો (દિવસ-રાતનું ચક્ર) અને તરંગલંબાઇ (પ્રકાશનો રંગ) દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે. સૌર વર્ણપટની પ્રકાશસંશ્લેષણની રીતે ઉપયોગી પ્રકાશ શ્રેણીને સામાન્ય રીતે પી. એ. આર. (પ્રકાશસંશ્લેષણની રીતે સક્રિય કિરણોત્સર્ગ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, પરંતુ કેટલાક સાયનોબેક્ટેરિયા માત્ર દૃશ્યમાન વર્ણપટમાં જ નહીં, પણ નજીકના ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશ વર્ણપટમાં પણ શોષીને પી. એ. આર. પર વિસ્તરી શકે છે. આ વિવિધ પ્રકારના ક્લોરોફિલનો ઉપયોગ કરે છે અને 750 એનએમની તરંગલંબાઇ સુધી ફોટોટ્રોફિક વૃદ્ધિને મંજૂરી આપે છે. તરંગલંબાઇની આ શ્રેણીમાં પ્રકાશને સમજવા માટે, સાયનોબેક્ટેરિયા ફાયટોક્રોમ સુપરફેમિલીના વિવિધ ફોટોરિસેપ્ટર ધરાવે છે. મોર્ફોલોજિકલ પ્લાસ્ટિસિટી, અથવા એક કોષની વિવિધ આકારો વચ્ચે ફેરબદલ કરવાની ક્ષમતા, પર્યાવરણીય ફેરફારોના જવાબમાં અથવા તેમના સામાન્ય જીવન ચક્રના ભાગ રૂપે ઘણા બેક્ટેરિયાની એક સામાન્ય વ્યૂહરચના છે. બેક્ટેરિયા તેમના આકારને એસ્ચેરીચીયા કોલીની જેમ લાકડીથી કોક્કોઇડ (અને તેનાથી ઊલટું) માં સરળ સંક્રમણો દ્વારા, બહુકોશિકતા સ્થાપિત કરતી વખતે વધુ જટિલ સંક્રમણો દ્વારા અથવા વિશિષ્ટ કોષો, માળખાઓ અથવા ઉપાંગોના વિકાસ દ્વારા બદલી શકે છે જ્યાં વસ્તી એક પ્લેઓમોર્ફિક જીવનશૈલી રજૂ કરે છે. તે મોર્ફોલોજિકલ ફેરફારોને સંચાલિત કરતી ચોક્કસ મોલેક્યુલર સર્કિટ્સ હજુ ઓળખવાની બાકી છે, જો કે, અત્યાર સુધી એક સ્થિર પરિબળ એ છે કે કોષનો આકાર કઠોર પીજી સેક્યુલસ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જેમાં પેપ્ટાઇડ્સ દ્વારા ક્રોસ-લિંક્ડ ગ્લાયકેન સ્ટ્રાન્ડ્સનો સમાવેશ થાય છે. વૃદ્ધિ માટે, કોષોએ નવા સંશ્લેષિત પદાર્થને દાખલ કરવા માટે અસ્તિત્વમાં રહેલા પોલિમરને તોડતી વખતે નવા પીજીનું સંશ્લેષણ કરવું આવશ્યક છે. કોષો કેવી રીતે વૃદ્ધિ પામે છે અને લંબાય છે તેની લાકડીના આકારના અને કોક્કોઇડ બેક્ટેરિયા બંનેના નમૂના સજીવોમાં વ્યાપક સમીક્ષા કરવામાં આવી છે. જોકે, વધુ જટિલ બેક્ટેરિયામાં મોર્ફોલોજિકલ પ્લાસ્ટિસિટી અને પ્લોમોર્ફિઝમ માટેનો મોલેક્યુલર આધાર પણ ધીમે ધીમે સ્પષ્ટ થઈ રહ્યો છે. તેમની આકારશાસ્ત્રીય જટિલતા હોવા છતાં, સાયનોબેક્ટેરિયામાં તમામ સંરક્ષિત અને અત્યાર સુધી જાણીતા બેક્ટેરિયલ મોર્ફોજેન્સ હોય છે. સાયનોબેક્ટેરિયલ મોર્ફોજેનેસિસને સમજવું પડકારજનક છે, કારણ કે સાયનોબેક્ટેરિયલ ટેક્સામાં અસંખ્ય મોર્ફોટાઇપ્સ છે, જે તેના જીવન ચક્ર દરમિયાન આપેલ તાણમાં પણ બદલાઈ શકે છે. સેલ્યુલર અથવા ટ્રાઇકોમ મોર્ફોલોજીમાં ફેરફારો એ એવા કાર્યો છે જેમાં સક્રિય સેલ વોલ રિમોડેલિંગની જરૂર પડશે અને અત્યાર સુધી સાયનોબેક્ટેરિયામાં વિવિધ મોર્ફોટાઇપ્સને આભારી કોઈ જનીનોની ઓળખ કરવામાં આવી નથી. તેથી, સૌથી વધુ સંભવિત દૃશ્ય એ છે કે આ સેલ મોર્ફોલોજી સંક્રમણો દરમિયાન જનીનો અથવા તેમના ઉત્પાદનો અલગ રીતે નિયંત્રિત થાય છે, કારણ કે તે મોટાભાગના બેક્ટેરિયા માટે પૂર્વધારણા કરવામાં આવી છે. બહુકોશિક સાયનોબેક્ટેરિયામાં, ટ્રાઇકોમની અંદર કોષો વચ્ચે શ્રમ વિભાજન વિવિધ કોષ પ્રોગ્રામિંગ વ્યૂહરચનાઓ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. આમ, જનીન નિયમન આ ચોક્કસ કોષ પ્રકારોમાં [30,97,98] અલગ રીતે થાય છે. સ્વરૂપોની વિવિધતા સાયનોબેક્ટેરિયા મોર્ફોલોજીની દ્રષ્ટિએ નોંધપાત્ર પરિવર્તનશીલતા રજૂ કરે છેઃ એકકોશિક અને વસાહતીથી બહુકોશિક ફિલામેન્ટસ સ્વરૂપો સુધી. તેમના કોષનું કદ 1 માઇક્રોનથી ઓછું વ્યાસ (પિકોસાયનોબેક્ટેરિયા) થી 100 માઇક્રોન સુધી બદલાય છે (જીનસ ઓસિલેટોરિયામાં કેટલાક ઉષ્ણકટિબંધીય સ્વરૂપો) ફિલામેન્ટસ સ્વરૂપો હેટેરોસિસ્ટ્સ (નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન માટે), અકિનેટિસ (વિશ્રામી તબક્કાના કોષો) અને હોર્મોગોનિયા (પ્રજનનક્ષમ, ગતિશીલ તંતુઓ) જેવા કાર્યાત્મક કોષ તફાવત દર્શાવે છે. આ, તેમની પાસે રહેલા આંતરકોષીય જોડાણો સાથે, બહુકોશિકતાના પ્રથમ સંકેતો માનવામાં આવે છે. ઘણા સાયનોબેક્ટેરિયા કોષોના ગતિશીલ તંતુઓ બનાવે છે, જેને હોર્મોગોનિયા કહેવાય છે, જે મુખ્ય બાયોમાસથી દૂર ખીલે છે અને અન્યત્ર નવી વસાહતો બનાવે છે. હોર્મોગોનિયમના કોષો ઘણીવાર વનસ્પતિ અવસ્થા કરતાં પાતળા હોય છે, અને ગતિશીલ સાંકળના બંને છેડા પરના કોષો નબળા પડી શકે છે. મૂળ વસાહતમાંથી અલગ થવા માટે, હોર્મોગોનિયમે ઘણીવાર ફિલામેન્ટમાં નબળા કોષને ફાડી નાખવો પડે છે, જેને નેક્રિડિયમ કહેવાય છે. વસાહતી અને એકકોશિક જળચર વસવાટોમાં, એકકોશિક સાયનોબેક્ટેરિયાને વિપુલતા, વિવિધતા અને પર્યાવરણીય પાત્રને લગતા એક મહત્વપૂર્ણ જૂથ તરીકે ગણવામાં આવે છે. એકકોશિક સાયનોબેક્ટેરિયામાં ગોળાકાર, અંડાકાર અથવા નળાકાર કોષો હોય છે જે વસાહતની વૃદ્ધિ દરમિયાન સ્ત્રાવ થતા મ્યુકોસ મેટ્રિક્સ (મ્યુકિલેજ) દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી અનિયમિત અથવા નિયમિત વસાહતોમાં એકત્રિત થઈ શકે છે. પ્રજાતિઓના આધારે, દરેક વસાહતમાં કોષોની સંખ્યા બેથી લઈને હજારો સુધીની હોઈ શકે છે. દરેક વ્યક્તિગત કોષ (દરેક એક સાયનોબેક્ટેરિયમ) માં સામાન્ય રીતે જાડી, જીલેટિનસ કોષ દિવાલ હોય છે. તેમાં ફ્લેજેલાનો અભાવ હોય છે, પરંતુ કેટલીક પ્રજાતિઓના હોર્મોગોનિયા સપાટીઓ પર ગ્લાઈડિંગ કરીને આગળ વધી શકે છે. ફિલામેન્ટસ અને મલ્ટીસેલ્યુલર કેટલીક ફિલામેન્ટસ પ્રજાતિઓ વિવિધ પ્રકારના કોષોમાં તફાવત કરી શકે છેઃ વનસ્પતિ કોષો-સામાન્ય, પ્રકાશસંશ્લેષક કોષો કે જે અનુકૂળ વૃદ્ધિની પરિસ્થિતિઓમાં રચાય છે-આબોહવા-પ્રતિરોધક બીજક કે જે ત્યારે રચાય છે જ્યારે પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ કઠોર જાડી-દિવાલવાળા હેટેરોસિસ્ટ બની જાય છે-જેમાં ઓક્સિજન પ્રત્યેની સંવેદનશીલતાને કારણે એનારોબિક વાતાવરણમાં નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન માટે મહત્વપૂર્ણ એન્ઝાઇમ નાઇટ્રોજન હોય છે. ઓસિલેટોરિયાના ઘણા બહુકોશિક ફિલામેન્ટસ સ્વરૂપો લહેરાતી ગતિ માટે સક્ષમ છે; ફિલામેન્ટ આગળ અને પાછળ ઓસિલેટ કરે છે. પાણીના સ્તંભોમાં, કેટલાક સાયનોબેક્ટેરિયા આર્કિયાની જેમ ગેસ વેસિકલ્સ બનાવીને તરતા રહે છે. આ ફોલ્લાઓ અંગો જેવા નથી. તેઓ લિપિડ પટલ દ્વારા બંધાયેલા નથી પરંતુ પ્રોટીન આવરણ દ્વારા બંધાયેલા છે. શાખાવાળા હેટરોસિસ્ટ્સ હેટરોસિસ્ટ્સ એ વિશિષ્ટ નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ કોષો છે જે કેટલાક ફિલામેન્ટસ સાયનોબેક્ટેરિયા દ્વારા નાઇટ્રોજન ભૂખમરો દરમિયાન રચાય છે, જેમ કે નોસ્ટોક પંક્ટિફૉર્મ, સિલિન્ડ્રોસ્પર્મમ સ્ટેગનેલ અને એનાબેના સ્ફેરિકા. ફિલામેન્ટમાં કોષોને જૈવસંશ્લેષણ માટે નાઇટ્રોજન પ્રદાન કરવા માટે તેઓ એન્ઝાઇમ નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ કરીને વાતાવરણીય N2માંથી નાઇટ્રોજનને સ્થિર કરે છે. ચળવળ સાયનોબેક્ટેરિયા સર્વવ્યાપક છે, જે મોટાભાગના જળાશયોમાં અને ધ્રુવીય પ્રદેશો, રણ, ખારા તળાવો અને ગરમ ઝરણા જેવા આત્યંતિક વાતાવરણમાં વસવાટ શોધે છે. તેઓએ આશ્ચર્યજનક રીતે જટિલ સામૂહિક વર્તણૂકો પણ વિકસાવી છે જે એકકોશિક અને બહુકોશિક જીવનની સીમા પર આવેલી છે. ઉદાહરણ તરીકે, ફિલામેન્ટસ સાયનોબેક્ટેરિયા કોષોની લાંબી સાંકળોમાં રહે છે જે બાયોફિલ્મ્સ, બાયોમેટ્સ અને સ્ટ્રોમેટોલાઇટ્સ સહિત મોટા માળખામાં ભેગા થાય છે. આ મોટી વસાહતો તેમના બેક્ટેરિયાના સમુદાયો માટે કઠોર, સ્થિર અને લાંબા ગાળાનું વાતાવરણ પ્રદાન કરે છે. વધુમાં, સાયનોબેક્ટેરિયા આધારિત બાયોફિલ્મ્સનો ઉપયોગ બાયોડિઝલ અને ઇથેનોલ જેવા બાયોફ્યુઅલ સહિત વિવિધ પ્રકારના રસાયણોનું ઉત્પાદન કરવા માટે બાયોરિએક્ટર તરીકે થઈ શકે છે. જો કે, પૃથ્વી પરના જીવનના ઇતિહાસમાં તેમનું મહત્વ હોવા છતાં, અને તેમની વ્યાપારી અને પર્યાવરણીય સંભાવનાઓ હોવા છતાં, ફિલામેન્ટસ સાયનોબેક્ટેરિયા કેવી રીતે આગળ વધે છે, તેમના પર્યાવરણને પ્રતિસાદ આપે છે અને સામૂહિક પેટર્ન અને માળખામાં સ્વ-સંગઠિત થાય છે તેના મૂળભૂત પ્રશ્નો રહે છે. તમામ જાણીતા સાયનોબેક્ટેરિયામાં ફ્લેજેલાનો અભાવ હોય છે; જો કે, ઘણી ફિલામેન્ટસ પ્રજાતિઓ ગ્લાઈડિંગ દ્વારા સપાટી પર આગળ વધે છે, જે હલનચલનનું એક સ્વરૂપ છે જ્યાં હિલચાલમાં મદદ કરવા માટે કોઈ ભૌતિક ઉપાંગ જોવા મળતા નથી. ગ્લાઈડિંગ પાછળની વાસ્તવિક પદ્ધતિ સંપૂર્ણપણે સમજી શકાઇ નથી, જો કે તેની શોધ થઈ ત્યારથી એક સદીથી વધુ સમય વીતી ગયો છે. એક સિદ્ધાંત સૂચવે છે કે સાયનોબેક્ટેરિયામાં ગ્લાઈડિંગ ગતિ વ્યક્તિગત કોષો પરના છિદ્રો દ્વારા પોલિસેકરાઇડ્સના સતત સ્ત્રાવ દ્વારા મધ્યસ્થી કરવામાં આવે છે. અન્ય એક સિદ્ધાંત સૂચવે છે કે ગ્લાઈડિંગ ગતિમાં ગતિના ચાલક એન્જિન તરીકે પ્રોટીન પિલીનની પોલિમરીક એસેમ્બલી, પ્રકાર IV પિલીનો ઉપયોગ થાય છે. જો કે, તે સ્પષ્ટ નથી કે આ પીલીની ક્રિયા કેવી રીતે ગતિ તરફ દોરી જશે, કેટલાક સૂચવે છે કે તેઓ પાછા ફરે છે, જ્યારે અન્ય સૂચવે છે કે તેઓ દબાણ કરે છે, દળો પેદા કરવા માટે. અન્ય વિદ્વાનોએ ઓસિલેટોરિયામાં ગ્લાઈડિંગ ગતિ પાછળની પદ્ધતિ તરીકે તંતુમય સ્તરના સંકોચન દ્વારા પેદા થતા સપાટીના તરંગોને સૂચવ્યા છે. તાજેતરના સંશોધનો એ પણ સૂચવે છે કે આકારમાં વધઘટ અને કેશિકા બળો ગ્લાઈડિંગ ગતિમાં સામેલ હોઈ શકે છે. સામૂહિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા, ફિલામેન્ટસ સાયનોબેક્ટેરિયા વસાહતો અથવા બાયોફિલ્મ્સમાં સ્વ-સંગઠિત થાય છે, જે વિવિધ પ્રકારના ઇકોલોજીકલ અનોખાઓમાં જોવા મળતા સહજીવી સમુદાયો છે. તેમની મોટા પાયે સામૂહિક રચનાઓ બંડલ્સ, વોર્ટીસ અને જાળીદાર પેટર્ન સહિત વિવિધ આકારો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. અશ્મિભૂત રેકોર્ડમાં સમાન પેટર્ન જોવા મળી છે. ફિલામેન્ટસ સાયનોબેક્ટેરિયા માટે, ફિલામેન્ટ્સની મિકેનિક્સ સ્વ-સંગઠનમાં ફાળો આપવા માટે જાણીતી છે, ઉદાહરણ તરીકે જ્યારે અન્ય ફિલામેન્ટ્સ અથવા અવરોધો સાથે સંપર્કમાં હોય ત્યારે એક ફિલામેન્ટ કેવી રીતે વળશે તે નક્કી કરવામાં. વધુમાં, બાયોફિલ્મ્સ અને બાયોમેટ્સ કેટલાક નોંધપાત્ર રીતે સંરક્ષિત મેક્રો-મિકેનિકલ ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે સામાન્ય રીતે લગભગ 20 મિનિટના આરામના સમય સાથે વિસ્કોલાસ્ટિક સામગ્રી તરીકે વર્તે છે. સાયનોબેક્ટેરિયામાં પ્રકાશની કડક જરૂરિયાતો હોય છે. ખૂબ ઓછો પ્રકાશ અપૂરતી ઊર્જા ઉત્પાદનમાં પરિણમી શકે છે, અને કેટલીક પ્રજાતિઓમાં કોષો હેટરોટ્રોફિક શ્વસનનો આશરો લઈ શકે છે. વધુ પડતો પ્રકાશ કોષોને અટકાવી શકે છે, પ્રકાશસંશ્લેષણની કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો કરી શકે છે અને વિરંજન દ્વારા નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. યુવી કિરણોત્સર્ગ ખાસ કરીને સાયનોબેક્ટેરિયા માટે જીવલેણ છે, જેમાં સામાન્ય સૌર સ્તર કેટલાક કિસ્સાઓમાં આ સુક્ષ્મસજીવો માટે નોંધપાત્ર રીતે હાનિકારક છે. માઇક્રોબાયલ સાદડીઓમાં રહેતા ફિલામેન્ટસ સાયનોબેક્ટેરિયા ઘણીવાર પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે તેમની પ્રકાશ જરૂરિયાતોને ફોટોડેમેજ પ્રત્યેની તેમની સંવેદનશીલતા સામે સંતુલિત કરતી શ્રેષ્ઠ જગ્યા શોધવા માટે સાદડીઓની અંદર ઊભી અને આડી રીતે સ્થળાંતર કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ફિલામેન્ટસ સાયનોબેક્ટેરિયા ઓસિલેટોરિયા એસપી. અને મેક્સિકોના ગ્યુરેરો નેગ્રોના અતિસંવેદનશીલ બેન્થિક સાદડીઓમાં જોવા મળતા સ્પિરુલિના સબસાલસા તીવ્ર સૂર્યપ્રકાશથી બચવા માટે દિવસ દરમિયાન નીચલા સ્તરોમાં નીચે તરફ સ્થળાંતર કરે છે અને પછી સાંજના સમયે સપાટી પર પહોંચે છે. તેનાથી વિપરીત, ફ્રાન્સના સેલિન-ડી-ગિરૌડ, કામાર્ગ ખાતે હાયપરસેલાઇન સાદડીઓમાં જોવા મળતા માઇક્રોકોલિયસ ચ્થોનોપ્લાસ્ટની વસ્તી દિવસ દરમિયાન સાદડીના ઉપલા સ્તર પર સ્થળાંતર કરે છે અને રાત્રે સાદડી દ્વારા એકરૂપ રીતે ફેલાય છે. પી. અનસિનેટમનો ઉપયોગ કરતા ઈન વિટ્રો પ્રયોગમાં પણ નુકસાનકારક કિરણોત્સર્ગને ટાળવા માટે આ પ્રજાતિનું સ્થળાંતર કરવાની વૃત્તિ દર્શાવવામાં આવી હતી. આ સ્થળાંતર સામાન્ય રીતે અમુક પ્રકારની ફોટો મૂવમેન્ટનું પરિણામ છે, જો કે ટેક્સીઓના અન્ય સ્વરૂપો પણ ભૂમિકા ભજવી શકે છે. સાયનોબેક્ટેરિયાની ઘણી પ્રજાતિઓ ગ્લાઈડિંગ માટે સક્ષમ છે. ગ્લાઈડિંગ એ કોષની હિલચાલનું એક સ્વરૂપ છે જે ક્રોલિંગ અથવા સ્વિમિંગથી અલગ છે કારણ કે તે કોઈ સ્પષ્ટ બાહ્ય અંગ અથવા કોષના આકારમાં ફેરફાર પર આધાર રાખતું નથી અને તે માત્ર સબસ્ટ્રેટની હાજરીમાં જ થાય છે. ફિલામેન્ટસ સાયનોબેક્ટેરિયામાં ગ્લાઈડિંગ "સ્લાઇમ જેટ" મિકેનિઝમ દ્વારા સંચાલિત હોવાનું જણાય છે, જેમાં કોષો જેલને બહાર કાઢે છે જે ઝડપથી વિસ્તરે છે કારણ કે તે પ્રોપલ્શન બળ પૂરું પાડે છે, જો કે કેટલાક એકકોશિક સાયનોબેક્ટેરિયા ગ્લાઈડિંગ માટે પ્રકાર IV પિલીનો ઉપયોગ કરે છે. ટ્રાઇકોમના વ્યક્તિગત કોષોમાં લાળ બહાર કાઢવા માટે છિદ્રોના બે સમૂહ હોય છે. દરેક સમૂહ સેલ સેપ્ટે ખાતે રિંગમાં ગોઠવવામાં આવે છે અને તીવ્ર ખૂણા પર લાળ બહાર કાઢે છે. સેટ વિરુદ્ધ દિશામાં કાદવ બહાર કાઢે છે અને તેથી ગ્લાઈડિંગ દરમિયાન માત્ર એક જ સેટ સક્રિય થવાની સંભાવના છે. એક વૈકલ્પિક પૂર્વધારણા એ છે કે કોષો સંકોચક તત્વોનો ઉપયોગ કરે છે જે અળસીની નળીની અંદરની સપાટી પર અળસિયાં પેદા કરે છે જેમ કે અળસિયા. ટ્રાઇકોમ્સ સર્પાકાર રીતે ફરે છે, જેનો ખૂણો કેસ્ટેનહોલ્ઝના સંકોચાયેલા ટ્રાઇકોમ્સના પીચ કોણને અનુરૂપ છે. કોષો તેમની ગ્લાઈડિંગ દિશાને વિદ્યુત ક્ષમતા દ્વારા સંકલન કરતા દેખાય છે જે ટ્રાઇકોમ્સમાં ધ્રુવીયતા સ્થાપિત કરે છે, અને આમ "હેડ" અને "પૂંછડી" સ્થાપિત કરે છે. ટ્રાઇકોમ્સ સામાન્ય રીતે મિનિટોથી કલાકોના ક્રમમાં સરેરાશ સમયગાળા સાથે તેમની ધ્રુવીયતાને અવ્યવસ્થિત રીતે ઉલટાવે છે. ઘણી પ્રજાતિઓ અર્ધ-કઠોર આવરણ પણ બનાવે છે જે ટ્રાઇકોમ આગળ વધે છે ત્યારે હોલો ટ્યુબ તરીકે પાછળ રહી જાય છે. જ્યારે ટ્રાઇકોમ દિશા ઉલટાવે છે, ત્યારે તે આવરણમાં પાછું જઈ શકે છે અથવા બહાર નીકળી શકે છે. ઓસિલેટોરિયા એ ફિલામેન્ટસ સાયનોબેક્ટેરિયમની એક જાતિ છે જેનું નામ તેની હિલચાલમાં ઓસિલેશન પરથી રાખવામાં આવ્યું છે. વસાહતોમાં તંતુઓ એકબીજાની સામે આગળ અને પાછળ સરકી જાય છે જ્યાં સુધી સમગ્ર સમૂહ તેના પ્રકાશ સ્રોત તરફ પુનઃનિર્ધારિત ન થાય. ઓસિલેટોરિયા મુખ્યત્વે વાદળી-લીલો અથવા કથ્થઈ-લીલો હોય છે અને તે સામાન્ય રીતે પાણીના કુંડમાં જોવા મળે છે. તે કોષોના લાંબા તંતુઓ બનાવીને વિભાજન દ્વારા પ્રજનન કરે છે જે હોર્મોગોનિયા તરીકે ઓળખાતા ટુકડાઓમાં તૂટી શકે છે. હોર્મોગોનિયા પછી નવા, લાંબા તંતુઓમાં વિકસી શકે છે. હેડરનો સ્યાનોગ્રાફ પ્રયોગ 1987 માં, હેડરએ દર્શાવ્યું હતું કે ટ્રાઇકોમ્સ ફોટોમોવમેન્ટ દ્વારા તેમના પર્યાવરણમાં પોતાને એકદમ ચોક્કસ રીતે સ્થાન આપી શકે છે. હેડરના સ્યાનોગ્રાફ પ્રયોગમાં ફોર્મિડિયમ અનસિનેટમની સંસ્કૃતિ ધરાવતી પેટ્રી વાનગી પર ફોટોગ્રાફિક નકારાત્મક રજૂ કરવામાં આવે છે. થોડા કલાકો પછી, ટ્રાઇકોમ્સ ઘાટા વિસ્તારોમાંથી હળવા વિસ્તારો તરફ આગળ વધે છે, જે કલ્ચર પર ફોટોગ્રાફિક પોઝિટિવ બનાવે છે. આ પ્રયોગ દર્શાવે છે કે ફોટોમોવમેન્ટ માત્ર અલગ પ્રકાશ જાળ માટે જ નહીં, પરંતુ સૂક્ષ્મ પેટર્નવાળા, સતત અલગ પડતા પ્રકાશ ક્ષેત્રો માટે પણ અસરકારક છે. બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલર મોર્ફોલોજીઓ પણ જુઓ વસાહતી મોર્ફોલોજી સંદર્ભો સાયનોબેક્ટેરિયા