Značilnosti diatomej, klasifikacija, prehrana, reprodukcija



The diatomej (Diatoma) so skupina mikroalg, predvsem vodnih in enoceličnih. Lahko so prostega življenja (kot so rastline) ali tvorijo kolonije (kot tiste, ki jih sestavljajo bentos). Za njih je značilna kozmopolitska porazdelitev; lahko jih najdemo po vsem planetu.

Skupaj z drugimi skupinami mikroalg so del velikih izvirov fitoplanktona, ki obstajajo v tropskih, subtropskih, arktičnih in antarktičnih vodah. Njeni začetki segajo v jure in danes predstavljajo eno največjih skupin mikroorganizmov, znanih človeku, z več kot sto tisoč opisanimi vrstami med živimi in izumrlimi..

Ekološko so pomemben del trofičnih mrež mnogih bioloških sistemov. Diatomejske usedline so zelo pomemben vir organskega materiala, ki se kopiči v morskem dnu.

Po dolgih procesih sedimentacije, pritisku organske snovi in ​​milijonih let so te usedline postale olje, ki premika večino naše sedanje civilizacije.

V starih časih je morje pokrilo območja zemlje, ki se trenutno pojavljajo; na nekaterih od teh območij so se pojavile usedline diatomej, ki so znane kot diatomejska zemlja. Diatomejska zemlja ima večkratno uporabo v živilski industriji, gradbeništvu in celo v farmaciji.

Indeks

  • 1 Značilnosti
    • 1.1 Obrazec
  • 2 Taksonomija in razvrstitev
    • 2.1 Tradicionalna klasifikacija
    • 2.2 Nedavna razvrstitev
  • 3 Prehrana
    • 3.1 Klorofil
    • 3.2 Karotenoidi
  • 4 Razmnoževanje
    • 4.1 Seksualno
    • 4.2 Spolno
  • 5 Ekologija
    • 5.1 Cvetenje
  • 6 Aplikacije
    • 6.1 Paleoceanografija
    • 6.2 Biostratigrafija
    • 6.3 Diatomejska zemlja
    • 6.4 Forenzična znanost
    • 6.5 Nanotehnologija
  • 7 Reference

Funkcije

So eukariotski in fotosintetični organizmi z diploidno celično fazo. Vse vrste teh mikroalg so enocelične, z oblikami prostega življenja. V nekaterih primerih tvorijo kolonije (kokos), dolge verige, navijače in spirale.

Temeljna značilnost diatomej je, da predstavljajo frustule. Frustul je celična stena, sestavljena predvsem iz silicijevega dioksida, ki celico obdaja v strukturi, podobni škatli ali petrijevki..

Zgornji del te kapsule se imenuje epiteca, spodnji del pa se imenuje hipoteka. Frustuli se razlikujejo v okrasju, odvisno od vrste.

Obrazec

Oblika diatomej je spremenljiva in ima taksonomski pomen. Nekateri so izsevani simetrični (osrednji), drugi pa imajo različne oblike, vendar so vedno dvostransko simetrični (penijev).

Diatomi so razširjeni po vodnih telesih na planetu. V glavnem so morski; vendar so bile nekatere vrste najdene v sladkih vodnih telesih, ribnikih in vlažnih okoljih.

Ti avtotrofni organizmi imajo klorofil a, c1 in c2 in imajo pigmente, kot so diatoksantin, diadinoksantin, β-karoten in fukoksantin. Ti pigmenti jim zagotavljajo zlato obarvanost, ki jim omogoča boljše zajemanje sončne svetlobe.

Taksonomija in klasifikacija

Trenutno je taksonomska ureditev diatomeja sporna in je predmet revizij. Večina sistematistov in taksonomistov najde to veliko skupino mikroalg v delitvi Heterokontophyta (včasih kot Bacillariophyta). Drugi raziskovalci jih uvrščajo med vrste in celo kot višje taksone.

Tradicionalna klasifikacija

Po klasičnem taksonomskem redu se diatomi nahajajo v razredu Bacillariophyceae (imenovani tudi Diatomophyceae). Ta razred je razdeljen na dva reda: Central in Pennales.

Centralne postaje

To so diatomeji, katerih frustrule dajejo radialno simetrijo. Nekatere vrste imajo trnovit okras in na njihovi površini nimajo razpoke, imenovane raphe..

To naročilo je sestavljeno iz vsaj dveh podredov (odvisno od avtorja) in najmanj petih družin. V glavnem so morski; Vendar pa so predstavniki teh v svežih vodah.

Pennales

Te diatomeje imajo podolgovato, ovalno in / ali linearno obliko z dvostransko bipolarno simetrijo. Imajo ornamenti v frustule pikčastih prog in nekateri imajo rafej vzdolž vzdolžne osi.

Odvisno od taksonomista, je ta ukaz sestavljen iz vsaj dveh podredov in sedmih družin. Večinoma so sladke vode, čeprav so bile vrste opisane tudi v morskih okoljih.

Nedavna razvrstitev

To je klasična taksonomska klasifikacija in razvrščanje naročil diatomeja; To je najpogosteje uporabljen način razlikovanja. Vendar so se sčasoma pojavile številne taksonomske ureditve.

V 90. letih so znanstveniki Round & Crawford prispevali novo taksonomsko klasifikacijo, sestavljeno iz 3 razredov: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae in Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Prej so bili del diatomov centralnega reda. Trenutno ta razred predstavlja vsaj 22 vrst in 1174 vrst.

Bacillariophyceae

Gre za diatome dvostranske simetrije z raphe. Člani tega razreda so predhodno oblikovali ukaz Pennales.

Kasneje so bili razdeljeni na diatome z rafe in brez raphe (na zelo splošen način). Znano je, da je ta vrsta mikroalg zastopana z 11 vrstami in približno 12 tisoč vrstami.

Fragilariophyceae

Gre za razred diatomej, katerih člani so bili pred tem tudi del Pennalesovega reda. Te mikroalge imajo dvostransko simetrijo, vendar ne predstavljajo raphe. predstavljajo jih 12 vrst in okoli 898 vrst.

Nekateri taksonomisti menijo, da ta takson ni veljaven, in Fragilariophyceae najdejo kot podrazred znotraj razreda Bacillariophyceae.

Prehrana

Diatomi so fotosintetični organizmi: za pretvorbo v organske spojine uporabljajo svetlobno energijo (sončno). Te organske spojine so potrebne za izpolnitev vaših bioloških in presnovnih potreb.

Za sintetiziranje teh organskih spojin diatome potrebujejo hranila; Ta hranila so predvsem dušik, fosfor in silicij. Ta zadnji element deluje kot omejujoča hranilna snov, ker je potrebna za tvorbo frustule.

Za proces fotosinteze ti mikroorganizmi uporabljajo pigmente, kot so klorofil in karoteniod.

Klorofil

Klorofil je zeleni fotosintezni pigment, ki se nahaja v kloroplastih. V diatomejih sta znana samo dva tipa: klorofil a (Chl a) in klorofil c (Chl c)..

Chl a ima prvotno udeležbo v procesu fotosinteze; namesto tega je Chl c dodaten pigment. Najpogostejši Chl c v diatomejih sta c1 in c2.

Karotenoidi

Karotenoidi so skupina pigmentov, ki pripadajo družini izoprenoidov. V diatomejih je bilo identificiranih vsaj sedem vrst karotenoidov.

Podobno kot klorofili pomagajo diatomejem ujeti svetlobo, da jo spremenijo v sestavine organske hrane za celico.

Razmnoževanje

Diatomeje se razmnožujejo aseksualno in spolno, preko mitoze oziroma mejoze.

Asexual

Vsaka matična celica je podvržena procesu mitotične delitve. Produkt mitoze, genetskega materiala, celičnega jedra in citoplazme so podvojene, da bi nastale dve hčerinski celici, ki sta identični matični celici..

Vsaka novonastala celica vzame kot epiteko letak matične celice in nato zgradi ali oblikuje svojo hipoteko. Ta razmnoževalni proces se lahko pojavi od enega do osemkrat v obdobju 24 ur, odvisno od vrste.

Ker bo vsaka hčerinska celica oblikovala novo hipoteko, bo tista, ki je podedovala materino hipoteko, manjša od njene sestre. Ker se postopek mitoze ponovi, je zmanjšanje števila hčerinskih celic progresivno, dokler ni dosežen trajnostni minimum.

Spolno

Proces spolnega razmnoževanja celice je v delitvi diploidne celice (z dvema nizoma kromosomov) v haploidne celice. Haploidne celice imajo polovico genetske obremenitve matičnih celic.

Ko se diatomeje, ki se reproducirajo aseksualno, dosežejo najmanjšo velikost, se pred spolno reprodukcijo začne pred mejozo. Ta mejoza povzroči nastanek haploidnih in golih ali atetnih gamet; gameti se vneta v spore, imenovane auxospore.

Avksospore omogočajo diatomejam, da pridobijo diploidijo in največjo velikost vrste. Omogočajo tudi preživetje diatomej, katerih okoljske razmere so neugodne.

Te spore so zelo odporne in bodo rasle in oblikovale svoje frustule, ko bodo razmere ugodne.

Ekologija

Diatomi imajo celično steno, bogato s silicijevim oksidom, ki se običajno imenuje silicijev dioksid. Zaradi tega je njegova rast omejena z razpoložljivostjo te spojine v okoljih, kjer se razvijajo.

Kot je bilo omenjeno zgoraj, so te mikroalge svetovljanske v distribuciji. Prisotni so v svežih vodah, morskih in celo v okoljih z nizko razpoložljivostjo vode ali z določeno stopnjo vlažnosti.

V vodnem stolpcu večinoma prebivajo v pelagični coni (odprta voda), nekatere vrste tvorijo kolonije in naseljujejo bentoške substrate..

Na splošno populacije diatomej niso konstantne velikosti: njihovo število se z določeno periodičnostjo zelo spreminja. Ta periodičnost je povezana z razpoložljivostjo hranil in je odvisna tudi od drugih fizikalno-kemijskih dejavnikov, kot so pH, slanost, veter in svetloba..

Cvetenje

Kadar so pogoji optimalni za razvoj in rast diatomej, se pojavi pojav, imenovan cvetenje ali razcvet.

Med izlivom lahko populacije diatomejev prevladujejo v strukturi fitoplanktona v skupnosti, nekatere vrste pa sodelujejo pri škodljivih cvetenjih alg ali rdečih plimov..

Diatomi lahko proizvajajo škodljive snovi, med njimi domoična kislina. Ti toksini se lahko kopičijo v trofičnih verigah in lahko na koncu vplivajo na ljudi. Intoksikacija pri ljudeh lahko povzroči zaradi omedlevice in težav s spominom komo ali celo smrt.

Domneva se, da obstaja več kot 100 tisoč vrst diatomej (nekateri avtorji menijo, da jih je več kot 200 tisoč) med živimi (več kot 20 tisoč) in izumrlimi..

Njihove populacije prispevajo približno 45% primarne proizvodnje oceanov. Prav tako so ti mikroorganizmi bistveni v ciklu oceanskega silicija zaradi vsebnosti silicijevega dioksida v sadju.

Aplikacije

Paleoceanografija

Komponenta silicijevega dioksida v diatomitu frustule jih zelo zanima v paleontologiji. Te mikroalge zavzemajo zelo specifična in raznolika okolja od časov krede.

Fosili teh alg pomagajo znanstvenikom rekonstruirati geografsko porazdelitev morij in celin v geoloških časih.

Biostratigrafija

Fosili diatomej v morskih sedimentih omogočajo raziskovalcem, da poznajo različne okoljske spremembe, ki so se zgodile od prazgodovine do danes..

Ti fosili omogočajo določitev relativnih starosti stratumov, v katerih so najdeni, in služijo tudi za povezovanje plasti različnih krajev..

Diatomejska zemlja

Znana je kot diatomejska zemlja do velikih usedlin fosilnih mikroorganizmov, ki se večinoma nahajajo na celini. Najpomembnejše nahajališča teh zemljišč so Libija, Irska in Danska.

Imenuje se tudi diatomit in je material, bogat s silicijevim dioksidom, minerali in elementi v sledovih, ki ima veliko uporab. Med najpomembnejšimi uporabami so:

Kmetijstvo

Uporablja se kot insekticid v pridelkih; Razprostira se na rastlinah kot nekakšna krema za sončenje. Prav tako se pogosto uporablja kot gnojilo.

Ribogojstvo

V gojenju kozic se diatomejska zemlja uporablja v proizvodnji hrane. Pokazalo se je, da ta aditiv izboljšuje rast in asimilacijo komercialne hrane.

V kulturah mikroalg se uporablja kot filter v prezračevalnem sistemu in v peskovnih filtrih.

Molekularna biologija

Diatomejska zemlja je bila uporabljena za ekstrakcijo in čiščenje DNA; za to se uporablja v povezavi s snovmi, ki lahko motijo ​​molekularno strukturo vode. Primeri teh snovi so gvanidin hidroklorid in tiocianat.

Hrana in pijača

Uporablja se za filtriranje pri proizvodnji različnih vrst pijač, kot so vina, piva in naravni sokovi. Ko se enkrat poberejo nekateri proizvodi, kot so žita, se jih kopa v diatomejsko zemljo, da se preprečijo napadi žuželk in drugih škodljivcev.

Hišni ljubljenčki

Je del sanitarnih komponent peska (sanitarnih kamenčkov), ki se običajno uporabljajo v škatlah za mačke in druge hišne ljubljenčke.

Veterinarski

Ponekod se uporablja kot učinkovita brazgotina za živalske rane. Uporablja se tudi pri nadzoru ektoparazitnih členonožcev pri domačih in domačih živalih.

Slike

Uporablja se kot lak ali barva emajla.

Okolje

Diatomejska zemlja se uporablja za obnovo območij, onesnaženih s težkimi kovinami. Med njene uporabe v tem kontekstu je dejstvo, da obnavlja degradirana tla in zmanjšuje toksičnost aluminija v kislih tleh..

Forenzična znanost

V primeru smrti s potopitvijo (utapljanje) je ena od opravljenih analiz prisotnost diatomej v telesih žrtev. Zaradi sestave silikatnega ogrodja diatomej, ostanejo v telesu, tudi če jih najdemo z določeno stopnjo razgradnje..

Znanstveniki uporabljajo vrsto, da ugotovijo, ali se je incident zgodil, na primer v močvirju, v morju ali v jezeru; To je mogoče, ker imajo diatomi določeno stopnjo okoljske specifičnosti. Številni primeri umora so bili rešeni zaradi prisotnosti diatomej v telesih žrtev.

Nanotehnologija

Uporaba diatomej v nanotehnologiji je še vedno v začetni fazi. Vendar pa študije in uporabe na tem področju postajajo vse pogostejše. Preskusi se trenutno uporabljajo za pretvorbo silicijevih fruktul v silicij in proizvodnjo s temi električnimi komponentami.

V nanotehnologiji obstaja veliko pričakovanj in možnih uporab diatomej. Študije kažejo, da se lahko uporabijo za gensko manipulacijo, za gradnjo kompleksnih elektronskih mikrokomponent in kot fotovoltaične biološke celice..

Reference

  1. A. Canizal Silahua (2009). Ilustrirani katalog mehiških sladkovodnih diatomej. I. Družina Naviculaceae. Raziskovalno poročilo za pridobitev naziva: Biolog. Nacionalna avtonomna univerza v Mehiki. 64 str.
  2. V. Cassie (1959). Morske planktonske diatomeje. Tuatara.
  3. Diatomske alge. Enciklopedija Britannica. Izterjal iz britannica.com.
  4. M.D. Guiry & G.M. Guiry (2019). AlgaeBase. Svetovne elektronske publikacije, Nacionalna univerza na Irskem, Galway. Vzpostavljeno iz algaebase.org.
  5. Identifikacija fitoplanktona. Diatomi in dinoflagelati. Izterjano iz ucsc.edu.
  6. Diatom Nova svetovna enciklopedija. Vzpostavljeno iz newworldencyclopedia.org.
  7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska in K. Strzalka (2015). Fotosintetični pigmenti v diatomejih. Morske droge.
  8. Diatom ČUDE. Izterjano iz ucl.ac.uk.
  9. Diatomejska zemlja. Izterjal iz diatomea.cl.
  10. Kremenica, diatomejska zemlja in kozice. Izterjano iz balnova.com.
  11. L. Baglione. Uporaba diatomejske zemlje. Izterjano iz tecnicana.org
  12. Diatom Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  13. A. Guy (2012). Nanotečni diatomi. Vzpostavljeno iz nextnature.net.