Характеристики діатомів, класифікація, харчування, розмноження

The діатомових водоростей (Diatoma) є групою мікроводоростей, переважно водних і одноклітинних. Вони можуть бути вільними (наприклад, рослини) або формувати колонії (подібно до тих, що складаються з бентосів). Вони характеризуються космополітичним розподілом; тобто їх можна знайти по всій планеті.

Разом з іншими групами мікроводоростей вони є частиною великих оголень фітопланктону, що існують у тропічних, субтропічних, арктичних і антарктичних водах. Її витоки відносяться до юрського періоду і сьогодні являють собою одну з найбільших груп відомих людині мікроводоростей, у яких описано більше ста тисяч видів між живими та вимерливими..

Екологічно вони є важливою частиною трофічних мереж багатьох біологічних систем. Діатомітові відкладення є дуже важливим джерелом органічного матеріалу, що накопичується на морському дні.

Після тривалих процесів седиментації, тиску органічної речовини та мільйонів років, ці родовища стали нафтою, що переміщує більшу частину нашої нинішньої цивілізації.

У давні часи море перекривало ділянки землі, які зараз виникають; в деяких з цих районів були родовища діатомових водоростей, які відомі як діатомовий земля. Діатомовий земля має багаторазове застосування в харчовій промисловості, будівництві і навіть фармацевтичній.

Індекс

• 1 Характеристики
  • 1.1
• 2 Таксономія та класифікація
  • 2.1 Традиційна класифікація
  • 2.2 Останні класифікації
• 3 Харчування
  • 3.1 Хлорофіл
  • 3.2 Каротиноїди
• 4 Відтворення
  • 4.1
  • 4.2 Статевий
• 5 Екологія
  • 5.1 Цвітіння
• 6 Програми
  • 6.1 Палеокеанографія
  • 6.2 Біостратиграфія
  • 6.3 Діатомовий земля
  • 6.4 Криміналістика
  • 6.5 Нанотехнології
• 7 Посилання

Особливості

Вони є еукаріотичними і фотосинтетичними організмами, з фазою диплоїдних клітин. Всі види цих мікроводоростей є одноклітинні, з формами вільного життя. У деяких випадках вони утворюють колонії (кокосові горіхи), довгі ланцюги, вентилятори і спіралі.

Фундаментальною характеристикою діатомових водоростей є те, що вони представляють фруст. Фрустула - це клітинна стінка, що складається в основному з діоксиду кремнію, який охоплює клітину в структурі, подібній до коробки або чашки Петрі..

Верхня частина цієї капсули називається епітека, а нижня частина називається іпотекою. Фрустуди різняться в орнаментах, залежно від виду.

Форма

Форма діатомових водоростей є змінною і має таксономічне значення. Деякі з них мають випромінювану симетрію (центральну), а інші можуть мати різні форми, але вони завжди двосторонньо симетричні (копійки).

Діатомії широко поширені по всьому водою на планеті. Вони в основному морські; однак, деякі види були знайдені в прісноводних органах, ставках і вологому середовищі.

Ці автотрофні організми мають хлорофіл А, С1 і С2 і мають пігменти, такі як діатоксантин, диадиноксантин, β-каротин і фукоксантин. Ці пігменти надають їм золотисту забарвлення, що дозволяє їм краще захоплювати сонячне світло.

Таксономія та класифікація

В даний час таксономічне упорядкування діатомових водоростей є спірним і підлягає ревізії. Більшість систематиків і таксономістів розташовують цю велику групу мікроводоростей в межах відділу гетероконтафіти (іноді як Bacillariophyta). Інші дослідники класифікують їх як тип і навіть як вищі таксони.

Традиційна класифікація

Відповідно до класичного таксономічного порядку, діатоми розташовані в класі Bacillariophyceae (також називається Diatomophyceae). Цей клас поділяється на два порядки: Центральний і Пенналій.

Централі

Це діатоми, фрустлюли яких дають їм радіальну симетрію. Деякі види мають тернистий орнамент, а на їхній поверхні немає тріщини, що називається рапе..

Цей порядок складається принаймні з двох підрядів (залежно від автора) і принаймні п'яти сімей. Вони в основному морські; проте є представники цих органів у прісних водах.

Pennales

Ці діатоми мають видовжену, овальну та / або лінійну форму, з двосторонньою біполярною симетрією. Вони мають орнаменти у фрустлі з пунктирних смуг, а деякі мають рапхе вздовж поздовжньої осі.

Залежно від таксономії цей порядок складається щонайменше з двох підрядів і семи сімей. Вони переважно прісноводні, хоча види також були описані в морських середовищах.

Останні класифікації

Це класична таксономічна класифікація і упорядкування порядків діатомів; Це найбільш поширений спосіб їх розрізнення. Однак з часом багато таксономічних домовленостей.

У 90-х роках вчені Round & Crawford внесли нову таксономічну класифікацію, що складається з 3 класів: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae і Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Раніше вони були частиною діатомових водоростей Центрального порядку. В даний час цей клас представлений щонайменше 22 порядками і 1174 видами.

Bacillariophyceae

Це діатоми двосторонньої симетрії з рапе. Члени цього класу раніше формували порядок Pennales.

Пізніше вони були розділені на діатоми з рапе і без рапхе (дуже узагальнено). Відомо, що цей клас мікроводоростей представлений 11 порядками і близько 12 тис. Видів.

Fragilariophyceae

Це клас діатомових водоростей, члени яких раніше також були частиною порядку Пенналеса. Ці мікроводорості мають двосторонню симетрію, але не мають рапі. вони представлені 12 порядками і близько 898 видів.

Деякі таксономії не вважають цей таксон дійсним і знаходять Fragilariophyceae як підклас у класі Bacillariophyceae.

Харчування

Діатоми - це фотосинтетичні організми: вони використовують світлову енергію (сонячну) для перетворення її на органічні сполуки. Ці органічні сполуки необхідні для задоволення ваших біологічних та метаболічних потреб.

Для синтезу цих органічних сполук діатоми вимагають поживних речовин; Ці поживні речовини в основному є азотом, фосфором і кремнієм. Цей останній елемент функціонує як обмежує поживну речовину, оскільки для формування фрустуля потрібно.

Для процесу фотосинтезу ці мікроорганізми використовують пігменти, такі як хлорофіл і каротіноди.

Хлорофіл

Хлорофіл - це зелений фотосинтетичний пігмент, який знаходиться в хлоропластах. У діатомових водорості відомі лише два типи: хлорофіл а (Chl a) і хлорофіл c (Chl c).

Chl a має первинну участь у процесі фотосинтезу; замість цього, Chl c є допоміжним пігментом. Найбільш поширеними Chl c в діатомеях є c1 і c2.

Каротиноїди

Каротиноїди являють собою групу пігментів, що належать до сімейства ізопреноїдів. У діатомових водоростях виявлено щонайменше сім типів каротиноїдів.

Подібно хлорофілам, вони допомагають діатомам захопити світло, щоб перетворити його на органічні харчові сполуки для клітини.

Відтворення

Діатоми розмножуються асексуально і статево, через мітоз і мейоз відповідно.

Безстатевий

Кожна материнська клітина піддається процесу мітотичного поділу. Продукт мітозу, генетичного матеріалу, клітинного ядра і цитоплазми дублюються, щоб дати появу двох дочірніх клітин, ідентичних клітин матері.

Кожна новостворена клітина приймає в якості епітеки листку стовбурової клітини, а потім будує або формує свою власну іпотеку. Цей репродуктивний процес може відбуватися від одного до восьми разів протягом 24 годин, залежно від виду.

Оскільки кожна дочірня клітина сформує нову іпотеку, той, який успадкував іпотеку матері, буде меншою, ніж її сестра. Оскільки процес мітозу повторюється, зменшення дочірніх клітин прогресує до досягнення стійкого мінімуму.

Сексуальний

Процес статевого розмноження клітини полягає в поділі диплоїдної клітини (з двома наборами хромосом) на гаплоїдні клітини. Гаплоїдні клітини мають половину генетичного навантаження клітин-попередників.

Після того, як діатоми, що відтворюються, як правило, досягають мінімального розміру, тип статевого розмноження починається перед мейозом. Цей мейоз породжує гаплоїдні і голі або атетові гамети; гамети зливаються, утворюючи спори, що називаються ауксоспорами.

Ауксоспори дозволяють діатомам відновлювати диплоїди і максимальний розмір виду. Вони також дозволяють діатомам переживати часи, чиї умови навколишнього середовища є несприятливими.

Ці спори дуже стійкі і тільки зростатимуть і формуватимуть відповідні фрустули, коли умови сприятливі.

Екологія

Діатомії мають клітинну стінку, багату оксидом кремнію, який зазвичай називають кремнеземом. Завдяки цьому його зростання обмежується доступністю цього з'єднання в середовищах, де вони розвиваються.

Як згадувалося вище, ці мікроводорості є космополітичними в розподілі. Вони присутні в органах прісної води, морських і навіть в середовищах з низькою водозабезпеченістю або з певним ступенем вологості.

У товщі води вони в основному населяють пелагічну зону (відкриту воду), а деякі види формують колонії і населяють донні субстрати..

Загалом, популяції діатомових водоростей не мають постійного розміру: їх кількість значно змінюється з певною періодичністю. Ця періодичність пов'язана з доступністю поживних речовин, а також залежить від інших фізико-хімічних факторів, таких як рН, солоність, вітер і світло, серед інших..

Цвітіння

Коли умови є оптимальними для розвитку і зростання діатомових водоростей, виникає явище, яке називається цвітінням або оголенням.

Під час оголення популяції діатомових водоростей можуть переважати в структурі фітопланктону, а деякі види беруть участь у шкідливих цвітіннях водоростей або червоних припливах..

Діатоми здатні виробляти шкідливі речовини, серед яких домовая кислота. Ці токсини можуть накопичуватися в трофічних ланцюгах і в кінцевому рахунку можуть впливати на людей. Інтоксикація в людях може викликати від непритомності і проблем з пам'яттю до коми або навіть смерті.

Вважається, що існує більше 100 тис. Видів діатомових водоростей (деякі автори вважають, що їх більше 200 тис.) Між живими (більше 20 тис.) І вимерлими.

Їх населення вносить близько 45% первинного виробництва океанів. Подібним чином, ці мікроорганізми мають важливе значення в циклі океанічного кремнію через їх вміст в кремнію.

Програми

Палеокеанографія

Компонент кремнезему в діатомітових фрустулах викликає великий інтерес у палеонтології. Ці мікроводорості займають дуже специфічні та різноманітні середовища від часів крейди.

Скам'янілості цих водоростей допомагають вченим реконструювати географічний розподіл морів і континентів протягом геологічних часів.

Біостратиграфія

Скам'янілості діатомових водоростей, знайдені в морських відкладеннях, дозволяють дослідникам знати різні зміни навколишнього середовища, що відбулися з доісторичних часів до сьогодні..

Ці скам'янілості дозволяють встановити відносний вік шарів, в яких вони знаходяться, а також слугують для зв'язання шарів різних місцевостей.

Діатомовий земля

Вона відома як діатомовий земля до великих родовищ скам'янілих мікроводоростей, які знаходяться в основному на материку. Найважливіші родовища цих земель знаходяться в Лівії, Ірландії та Данії.

Її ще називають діатомітом і є матеріалом, багатим кремнеземом, мінералами і мікроелементами, що має безліч застосувань. Серед найвідоміших варіантів використання є:

Сільське господарство

Використовується як інсектицид у посівах; Він поширюється на рослини як своєрідний сонцезахисний крем. Він також широко використовується як добриво.

Аквакультура

У виробництві креветок у виробництві продуктів харчування використовувалися кізельгур. Було показано, що ця добавка покращує ріст і засвоєння комерційних продуктів харчування.

У культурах мікроводоростей використовується як фільтр у системі аерації та у піщаних фільтрах.

Молекулярна біологія

Для вилучення і очищення ДНК використовували діатомову землю; для цього його використовують у поєднанні з речовинами, здатними порушувати молекулярну структуру води. Прикладами цих речовин є гідрохлорид гуанідину і тіоціанат.

Продукти харчування та напої

Використовується для фільтрації у виробництві різних видів напоїв, таких як вина, пива та натуральних соків. Після збирання певних продуктів, таких як зерна, вони купаються в діатомовій землі, щоб запобігти нападам довгоносиків та інших шкідників.

Домашні тварини

Входить до складу санітарних піщаних компонентів (гігієнічна галька), які зазвичай використовуються в коробках для котів та інших домашніх тварин.

Ветеринарія

В деяких місцях він використовується як ефективний шрам для тварин. Він також використовується при контролі ектопаразитних членистоногих у домашніх і сільськогосподарських тварин.

Картини

Застосовується як ущільнювач або емалева фарба.

Навколишнє середовище

Діатомовий земля використовується для відновлення площ, забруднених важкими металами. Серед його застосувань у цьому контексті є те, що воно відновлює деградовані грунти і знижує токсичність алюмінію в підкислених грунтах..

Судова медицина

У випадках смерті шляхом занурення (утоплення) одним з проведених аналізів є наявність діатомових водоростей в органах потерпілих. Через склад кремнеземного скелета діатомових водоростей вони залишаються в організмі, навіть якщо вони виявляються з деяким ступенем розкладання.

Вчені використовують цей вид, щоб дізнатися, чи стався інцидент, наприклад, в болоті, в морі або в озері; Це можливо тому, що діатоми мають певний ступінь екологічної специфічності. Багато випадків вбивства були вирішені завдяки наявності діатомових кісток у тілах жертв.

Нанотехнології

Використання діатомових водоростей в нанотехнологіях ще на початковій стадії. Проте дослідження та застосування в цій галузі стають дедалі частішими. В даний час використовуються тести для перетворення силіконових гранул у кремній і отримання цих електричних компонентів.

У нанотехнологіях існує багато очікувань і можливого використання діатомових водоростей. Дослідження показують, що вони можуть бути використані для генетичної маніпуляції, для побудови складних електронних мікрокомпонентів і як фотоелектричних біоклітин.

Список літератури

1. A. Canizal Silahua (2009). Ілюстрований каталог мексиканських діатомів прісноводних. I. Сім'я Naviculaceae. Дослідницький звіт для отримання назви: біолог. Національний автономний університет Мексики. 64 с.
2. В. Cassie (1959). Діатоми морського планктону. Туатара.
3. Діаматозні водорості. Енциклопедія Британіка. Відновлено з britannica.com.
4. М.Д. Guiry & G.M. Guiry (2019). AlgaeBase. Всесвітня електронна публікація, Національний університет Ірландії, Голуей. Отримано з algaebase.org.
5. Ідентифікація фітопланктону. Діатоми і динофлагелляти. Відновлено з ucsc.edu.
6. Діатом Нова Світова Енциклопедія. Отримано з newworldencyclopedia.org.
7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska & K. Strzalka (2015). Фотосинтетичні пігменти в діатомових водоростях. Морські наркотики.
8. Діатом ЧУДО. Відновлено з ucl.ac.uk.
9. Діатомовий земля. Відновлюється від diatomea.cl.
10. Кремній, діатомовий земля і креветки. Відновлено з balnova.com.
11. L. Baglione. Використання діатомової землі. Відновлено з tecnicana.org
12. Діатом Отримано з en.wikipedia.org.
13. А. Гай (2012). Нанотехнологічні діатоми. Отримано з nextnature.net.