Диатомовые водоросли, классификация, питание, размножение

диатомовые (Диатома) представляют собой группу микроводорослей, преимущественно водных и одноклеточных. Они могут иметь свободную жизнь (например, plantónicas) или образовывать колонии (например, те, которые состоят из бентоса). Они характеризуются тем, что имеют космополитическое распределение; то есть их можно найти по всей планете.

Вместе с другими группами микроводорослей они являются частью крупных выходов фитопланктона, которые существуют в тропических, субтропических, арктических и антарктических водах. Его происхождение восходит к юрскому периоду и сегодня представляет собой одну из самых больших групп микроводорослей, известных человеку, с более чем ста тысячами видов, описанных между живым и вымершим.

Экологически они являются важной частью трофических сетей многих биологических систем. Диатомовые отложения являются очень важным источником органического материала, накопленного на морском дне.

После долгих процессов седиментации, давления органического вещества и миллионов лет эти отложения стали нефтью, которая движет большую часть нашей нынешней цивилизации.

В древние времена море покрывало участки земли, которые в настоящее время появляются; в некоторых из этих областей были залежи диатомовых водорослей, которые известны как диатомовая земля. Диатомовая земля имеет многократное использование в пищевой промышленности, строительстве и даже в фармацевтике..

индекс

• 1 Характеристики
  • 1.1 Форма
• 2 Таксономия и классификация
  • 2.1 Традиционная классификация
  • 2.2 Недавняя классификация
• 3 Питание
  • 3.1 Хлорофилл
  • 3.2 Каротиноиды
• 4 Репродукция
  • 4.1 Бесполое
  • 4.2 Сексуальный
• 5 Экология
  • 5.1 Цветение
• 6 приложений
  • 6.1 Палеоокеанография
  • 6.2 Биостратиграфия
  • 6.3 Диатомовая земля
  • 6.4 Криминалистика
  • 6.5 Нанотехнология
• 7 ссылок

черты

Это эукариотические и фотосинтезирующие организмы с диплоидной клеточной фазой. Все виды этих микроводорослей одноклеточные, с формами свободной жизни. В некоторых случаях они образуют колонии (кокос), длинные цепи, вееры и спирали.

Фундаментальная особенность диатомовых водорослей заключается в том, что они представляют собой фрубула. Резинка представляет собой клеточную стенку, состоящую в основном из диоксида кремния, которая заключает ячейку в структуру, похожую на коробку или чашку Петри..

Верхняя часть этой капсулы называется epiteca, а нижняя часть называется закладной. Фрукулы различаются по орнаменту, в зависимости от вида.

форма

Форма диатомовых водорослей изменчива и имеет таксономическое значение. Некоторые из них имеют излучаемую симметрию (в центре), а другие могут иметь разные формы, но они всегда симметричны (пенни).

Диатомовые водоросли широко распространены по всем водоемам планеты. Они в основном морские; однако некоторые виды были обнаружены в пресноводных водоемах, прудах и влажной среде.

Эти автотрофные организмы содержат хлорофилл а, с1 и с2 и содержат пигменты, такие как диатоксантин, диадиноксантин, β-каротин и фукоксантин. Эти пигменты дают им золотую окраску, которая позволяет им лучше захватывать солнечный свет.

Таксономия и классификация

В настоящее время таксономическое упорядочение диатомовых водорослей является спорным и подлежит пересмотру. Большинство систематиков и таксономистов находят эту большую группу микроводорослей в пределах раздела Heterokontophyta (иногда как Bacillariophyta). Другие исследователи классифицируют их как тип и даже как более высокие таксоны.

Традиционная классификация

Согласно классическому таксономическому порядку, диатомовые водоросли находятся в классе Bacillariophyceae (также называемый Diatomophyceae). Этот класс делится на два ордена: Центральный и Пенналес.

центральный

Это диатомовые водоросли, чья резинка дает им радиальную симметрию. У некоторых видов есть колючие орнаменты, и на их поверхности нет трещины, называемой рафой..

Этот заказ состоит как минимум из двух подзаказов (в зависимости от автора) и как минимум из пяти семейств. Они в основном морские; однако есть представители их в водоемах с пресной водой.

Pennales

Эти диатомовые водоросли имеют удлиненную, овальную и / или линейную форму с двусторонней биполярной симметрией. У них есть орнаменты в полосе пунктирных полос, а у некоторых - по продольной оси.

В зависимости от таксономиста этот порядок состоит как минимум из двух подзаказов и семи семейств. Они в основном пресноводные, хотя виды также были описаны в морской среде.

Недавняя классификация

Выше приведена классическая таксономическая классификация и упорядочение диатомовых порядков; Это наиболее часто используемый способ их различения. Тем не менее, многие таксономические договоренности возникли с течением времени.

В 90-х годах ученые Раунда и Кроуфорда представили новую таксономическую классификацию, состоящую из 3 классов: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae и Fragilariophyceae..

Coscinodiscophyceae

Ранее они входили в состав диатомей центрального ордена. В настоящее время этот класс представлен по меньшей мере 22 отрядами и 1174 видами..

Bacillariophyceae

Это диатомеи двухсторонней симметрии с рафом. Члены этого класса ранее сформировали орден Пеннале.

Позже они были разделены на диатомовые с рафом и без него (очень обобщенно). Известно, что этот класс микроводорослей представлен 11 отрядами и около 12 тысячами видов..

Fragilariophyceae

Это класс диатомовых водорослей, члены которого ранее также были частью ордена Pennales. Эти микроводоросли имеют двухстороннюю симметрию, но не имеют хищника. и они представлены 12 орденами и около 898 видов.

Некоторые таксономисты не считают этот таксон действительным и считают Fragilariophyceae подклассом в классе Bacillariophyceae..

питание

Диатомовые водоросли являются фотосинтезирующими организмами: они используют световую энергию (солнечную) для преобразования ее в органические соединения. Эти органические соединения необходимы для удовлетворения ваших биологических и метаболических потребностей.

Чтобы синтезировать эти органические соединения, диатомовые водоросли нуждаются в питательных веществах; Эти питательные вещества в основном азот, фосфор и кремний. Этот последний элемент функционирует как ограничивающее питательное вещество, потому что он необходим для формирования резинки.

Для процесса фотосинтеза эти микроорганизмы используют пигменты, такие как хлорофилл и каротиноды.

хлорофилл

Хлорофилл - это зеленый фотосинтетический пигмент, который находится в хлоропластах. В диатомовых водорослях известны только два типа: хлорофилл а (Хл а) и хлорофилл с (Хл с).

Chla имеет первичное участие в процессе фотосинтеза; вместо этого Chl c является вспомогательным пигментом. Наиболее распространенными Хл с в диатомовых водорослях являются с1 и с2.

каротиноиды

Каротиноиды представляют собой группу пигментов, принадлежащих к семейству изопреноидов. В диатомеях было идентифицировано как минимум семь типов каротиноидов..

Как и хлорофиллы, они помогают диатомовым водорослям захватывать свет, превращая его в органические пищевые соединения для клетки..

воспроизведение

Диатомовые водоросли размножаются бесполым и половым путем через митоз и мейоз соответственно.

бесполый

Каждая материнская клетка подвергается процессу митотического деления. Продукт митоза, генетический материал, ядро ​​клетки и цитоплазма продублированы, чтобы создать две дочерние клетки, идентичные материнской клетке..

Каждая вновь созданная клетка берет в качестве epiteca листок стволовой клетки, а затем строит или формирует свою собственную закладную. Этот репродуктивный процесс может происходить от одного до восьми раз в течение 24 часов, в зависимости от вида.

Поскольку каждая дочерняя ячейка будет формировать новую закладную, та, которая унаследовала заклад матери, будет меньше, чем ее сестра. Поскольку процесс митоза повторяется, уменьшение дочерних клеток происходит постепенно, пока не будет достигнут устойчивый минимум..

половой

Процесс полового размножения клетки заключается в делении диплоидной клетки (с двумя наборами хромосом) на гаплоидные клетки. Гаплоидные клетки имеют половину генетической нагрузки клетки-предшественника.

Как только диатомовые водоросли достигают минимального размера, начинается тип полового размножения, которому предшествует мейоз. Этот мейоз дает начало гаплоидным и голым или атетическим гаметам; сплетение гамет образует споры, называемые ауксоспорами.

Ауксоспоры позволяют диатомовым водорослям восстанавливать диплоидность и максимальный размер вида. Они также позволяют диатомовым водорослям переживать времена, условия окружающей среды которых неблагоприятны.

Эти споры очень устойчивы и будут расти и образовывать свои соответствующие складки только при благоприятных условиях.

экология

Диатомовые водоросли имеют клеточную стенку, богатую оксидом кремния, обычно называемым кремнеземом. Из-за этого его рост ограничен доступностью этого соединения в окружающей среде, где они развиваются..

Как уже упоминалось выше, эти микроводоросли являются космополитическими по распространению. Они присутствуют в водоемах с пресной, морской и даже в средах с низкой водообеспеченностью или с определенной степенью влажности.

В толще воды они в основном обитают в пелагической зоне (открытая вода), а некоторые виды образуют колонии и населяют донные субстраты..

Как правило, популяции диатомовых водорослей не имеют постоянного размера: их количество сильно варьируется с определенной периодичностью. Эта периодичность связана с доступностью питательных веществ, а также зависит от других физико-химических факторов, таких как pH, соленость, ветер и свет, среди прочих..

цветение

Когда условия оптимальны для развития и роста диатомовых водорослей, возникает явление, называемое цветением или обнажением.

Во время обнажения популяции диатомовых водорослей могут доминировать в структуре сообществ фитопланктона, а некоторые виды участвуют в ядовитых цветениях водорослей или красных приливах..

Диатомовые водоросли способны продуцировать вредные вещества, среди них домовая кислота. Эти токсины могут накапливаться в трофических цепях и могут в конечном итоге повлиять на человека. Интоксикация у людей может вызвать от обморока и проблем с памятью до комы или даже смерти.

Считается, что существует более 100 тысяч видов диатомовых водорослей (некоторые авторы считают, что их более 200 тысяч) между живым (более 20 тысяч) и вымершим.

Их популяции составляют около 45% первичной продукции океанов. Кроме того, эти микроорганизмы имеют важное значение в океаническом цикле кремния из-за их содержания кремнезема в фрустуле.

приложений

paleoceanography

Компонент кремнезема в бороздке диатомита делает их очень интересными в палеонтологии. Эти микроводоросли занимают очень специфические и разнообразные среды примерно с мелового периода.

Окаменелости этих водорослей помогают ученым восстановить географическое распределение морей и континентов в геологические времена.

биостратиграфия

Окаменелости диатомей, обнаруженные в морских отложениях, позволяют исследователям узнать о различных изменениях окружающей среды, которые произошли с доисторических времен до сегодняшнего дня..

Эти окаменелости позволяют установить относительный возраст страт, в которых они находятся, а также служат для связи страт разных местностей.

Диатомовая земля

Он известен как диатомовая земля с большими отложениями окаменелых микроводорослей, которые находятся в основном на материке. Наиболее важные месторождения этих земель находятся в Ливии, Ирландии и Дании.

Его также называют диатомитом, и это материал, богатый кремнеземом, минералами и микроэлементами, который имеет много применений. Среди наиболее известных применений:

сельское хозяйство

Он используется в качестве инсектицида в сельскохозяйственных культурах; Он распространяется на растения как своего рода солнцезащитный крем. Он также широко используется в качестве удобрения.

аквакультура

В разведении креветок кизельгур используется в производстве продуктов питания. Было показано, что эта добавка улучшает рост и усвоение коммерческой пищи.

В культурах микроводорослей используется в качестве фильтра в системе аэрации и в песочных фильтрах..

Молекулярная биология

Диатомовая земля использовалась для извлечения и очистки ДНК; для этого его используют в сочетании с веществами, способными нарушить молекулярную структуру воды. Примерами этих веществ являются гидрохлорид гуанидина и тиоцианат.

Еда и напитки

Он используется для фильтрации при производстве различных видов напитков, таких как вина, пиво и натуральные соки. После сбора определенных продуктов, таких как зерно, они купаются в диатомовой земле, чтобы предотвратить нападения долгоносиков и других вредителей..

Pet

Он входит в состав санитарно-гигиенических компонентов (галька), которые обычно используются в коробках для кошек и других домашних животных..

ветеринарный

В некоторых местах он используется в качестве эффективного рубца для ран животных. Он также используется в борьбе с членистоногими эктопаразитов у домашних и сельскохозяйственных животных.

картины

Используется как герметик или эмаль.

окружающая среда

Кизельгур используется для восстановления территорий, загрязненных тяжелыми металлами. Среди его применений в этом контексте тот факт, что он восстанавливает деградированные почвы и снижает токсичность алюминия в подкисленных почвах..

Криминалистика

В случаях смерти от погружения (утопления) одним из анализов является наличие диатомей в телах жертв. Благодаря составу кремнеземного скелета диатомовых водорослей они остаются в организме, даже если обнаруживаются с некоторой степенью разложения..

Ученые используют этот вид, чтобы выяснить, произошел ли инцидент, например, на болоте, в море или в озере; Это возможно, потому что диатомовые водоросли имеют определенную степень специфичности для окружающей среды. Многие случаи убийства были раскрыты благодаря наличию диатомей в телах жертв.

нанотехнологии

Использование диатомовых в нанотехнологии все еще находится на начальной стадии. Тем не менее, исследования и использование в этой области становятся все более частыми. Испытания в настоящее время используются для преобразования кремниевых трещин в кремний и производства с этими электрическими компонентами.

Существует много ожиданий и потенциальных применений диатомей в нанотехнологиях. Исследования показывают, что они могут быть использованы для генетических манипуляций, для создания сложных электронных микрокомпонентов и в качестве фотоэлектрических биоэлементов.

ссылки

1. А. Канизал Силахуа (2009). Иллюстрированный каталог мексиканских пресноводных диатомей. I. Семейство Naviculaceae. Научный отчет для получения звания: биолог. Национальный автономный университет Мексики. 64 стр.
2. В. Кэсси (1959). Морские планктонные диатомовые водоросли. Tuatara.
3. Диатомовые водоросли. Энциклопедия Британника. Восстановлено с britannica.com.
4. Доктор медицины Guiry & G.M. Guiry (2019). AlgaeBase. Всемирное электронное издание, Национальный университет Ирландии, Голуэй. Получено с algaebase.org.
5. Идентификация фитопланктона. Диатомовые водоросли и динофлагелляты. Восстановлено от ucsc.edu.
6. Диатомовые. Энциклопедия Нового Света. Получено с сайта newworldencyclopedia.org.
7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska & K. Strzalka (2015). Фотосинтетические пигменты в диатомовых водорослях. Морские Наркотики.
8. Диатомовые. ЧУДО. Восстановлено от ucl.ac.uk.
9. Диатомовая земля. Восстановлено из diatomea.cl.
10. Кремнезем, диатомовая земля и креветки. Восстановлено от balnova.com.
11. Л. Бальоне. Использование кизельгура. Восстановлено с tecnicana.org
12. Диатомовые. Получено с en.wikipedia.org.
13. А. Гай (2012). Нанотехнологии Диатомовые водоросли. Получено с сайта nextnature.net.