Karakteristike dijatomeja, klasifikacija, prehrana, reprodukcija

dijatomeje (Diatoma) su skupina mikroalgi, uglavnom vodene i jednoćelijske. Oni mogu biti slobodnog života (kao biljke) ili formirati kolonije (poput onih koje čine bentos). Odlikuju ih kozmopolitska raspodjela; to jest, oni se mogu naći diljem planeta.

Zajedno s drugim skupinama mikroalgi, dio su velikih izdanaka fitoplanktona koji postoje u tropskim, suptropskim, arktičkim i antarktičkim vodama. Njegovi korijeni datiraju još iz jure, a danas predstavljaju jednu od najvećih skupina mikroalgi poznatih čovjeku, s više od stotinu tisuća opisanih vrsta između života i izumrlih..

Ekološki, oni su važan dio trofičkih mreža mnogih bioloških sustava. Dijatomejske naslage su vrlo važan izvor organskog materijala akumuliranog u morskom dnu.

Nakon dugih procesa taloženja, pritiska organske tvari i milijunima godina, ovi depoziti postali su ulje koje pokreće veći dio naše sadašnje civilizacije.

U davna vremena, more je pokrivalo područja zemlje koja se trenutno pojavljuju; u nekim od tih područja postojale su naslage dijatomeja, poznate kao dijatomejska zemlja. Dijatomejska zemlja ima višestruke namjene u prehrambenoj industriji, građevinarstvu, pa čak iu farmaceutskoj industriji.

indeks

• 1 Značajke
  • 1.1 Obrazac
• 2 Taksonomija i klasifikacija
  • 2.1 Tradicionalna klasifikacija
  • 2.2 Nedavna klasifikacija
• 3 Prehrana
  • 3.1 Klorofil
  • 3.2. Karotenoidi
• 4 Reprodukcija
  • 4.1 Aseksualac
  • 4.2 Seksualno
• 5 Ekologija
  • 5.1 Cvatnje
• 6 Aplikacije
  • 6.1 Paleoceanografija
  • 6.2 Biostratigrafija
  • 6.3 Dijatomejska zemlja
  • 6.4 Forenzička znanost
  • 6.5 Nanotehnologija
• 7 Reference

značajke

Oni su eukariotski i fotosintetski organizmi, s diploidnom staničnom fazom. Sve vrste mikroalgi su jednoćelijske, s oblicima slobodnog života. U nekim slučajevima oni tvore kolonije (kokos), duge lance, navijače i spirale.

Temeljna karakteristika dijatomeja je da predstavljaju frustule. Frustul je stanična stjenka sastavljena uglavnom od silicijevog dioksida koja zatvara ćeliju u strukturi sličnoj kutiji ili Petrijevoj zdjelici..

Gornji dio ove kapsule naziva se epiteca, a donji dio se zove hipoteka. Frustuli se razlikuju po ukrasima, ovisno o vrsti.

oblik

Oblik dijatomeja je varijabilan i ima taksonomsku važnost. Neke su zračene simetrije (središnje), a druge mogu imati različite oblike, ali su uvijek dvostrano simetrične (novčići).

Dijatomeje su raširene po vodenim tijelima planeta. Oni su uglavnom morski; međutim, neke su vrste pronađene u slatkovodnim tijelima, ribnjacima i vlažnim sredinama.

Ovi autotrofni organizmi imaju klorofil a, c1 i c2 i imaju pigmente kao što su diatoksantin, diadinoksantin, β-karoten i fukoksantin. Ovi pigmenti daju im zlatnu boju koja im omogućuje bolje snimanje sunčeve svjetlosti.

Taksonomija i klasifikacija

Trenutno je taksonomski poredak dijatomeja kontroverzan i podložan revizijama. Većina sistematista i taksonomista smješta tu veliku skupinu mikroalgi unutar Heterokontophyta podjele (ponekad kao Bacillariophyta). Drugi istraživači klasificiraju ih kao tip, pa čak i kao više svojte.

Tradicionalna klasifikacija

Prema klasičnom taksonomskom poretku, dijatomeje se nalaze u razredu Bacillariophyceae (također nazvanim Diatomophyceae). Ova klasa je podijeljena u dva reda: Središnji i Pennales.

središnji

To su dijatomeje čija im frustrule daju radijalnu simetriju. Neke vrste imaju trnovit ukras, a na svojoj površini nemaju pukotinu zvanu raphe..

Ova naredba se sastoji od najmanje dva podreda (ovisno o autoru) i najmanje pet obitelji. Oni su uglavnom morski; međutim, postoje predstavnici tih tijela u slatkim vodama.

Pennales

Ove dijatomeje imaju izduženi, ovalni i / ili linearni oblik, s bilateralnom bipolarnom simetrijom. Oni su ornamenti u frustule točkastih pruga, a neki imaju raphe duž uzdužne osi.

Ovisno o taksonomu, ova naredba se sastoji od najmanje dva podreda i sedam obitelji. Uglavnom su slatkovodne, iako su vrste opisane iu morskom okolišu.

Nedavna klasifikacija

Navedeno je klasična taksonomska klasifikacija i redoslijed naloga diatoma; To je najčešće korišteni način razlikovanja. Međutim, mnogi taksonomski aranžmani pojavili su se tijekom vremena.

Tijekom 90-ih znanstvenici Round & Crawford poduprli su novu taksonomsku klasifikaciju sastavljenu od 3 klase: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae i Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Prije su bili dio diatoma središnjeg reda. Trenutno je ova klasa zastupljena s najmanje 22 reda i 1174 vrste.

Bacillariophyceae

To su dijatomeje bilateralne simetrije s rapheom. Članovi ove klase su prethodno formirali Pennales red.

Kasnije su podijeljene na dijatomeje s rafeom i bez rafa (na vrlo općeniti način). Poznato je da je ova vrsta mikroalgi zastupljena s 11 redova i oko 12 tisuća vrsta.

Fragilariophyceae

To je klasa dijatomeja čiji su članovi ranije također bili dio Pennalesovog reda. Ove mikroalge imaju bilateralnu simetriju, ali ne predstavljaju raphe. i zastupljene su s 12 redova i oko 898 vrsta.

Neki taksonomisti ne smatraju ovaj porez važećim i smještaju Fragilariophyceae kao podrazred unutar razreda Bacillariophyceae.

ishrana

Dijatomeje su fotosintetski organizmi: koriste svjetlosnu energiju (solarnu) da je pretvore u organske spojeve. Ovi organski spojevi su potrebni kako bi zadovoljili vaše biološke i metaboličke potrebe.

Za sintezu tih organskih spojeva dijatomeje su potrebne hranjive tvari; Ove hranjive tvari su uglavnom dušik, fosfor i silicij. Ovaj posljednji element djeluje kao ograničavajuća hranjiva tvar, jer je potrebno formirati frustule.

Za proces fotosinteze, ti mikroorganizmi koriste pigmente kao što su klorofil i karoteniod.

klorofil

Klorofil je zeleni fotosintetski pigment koji se nalazi u kloroplastima. U dijatomejama su poznata samo dva tipa: klorofil a (Chl a) i klorofil c (Chl c)..

Chl a ima iskonsko sudjelovanje u procesu fotosinteze; umjesto toga, Chl c je pomoćni pigment. Najčešći Chl c u dijatomejama su c1 i c2.

karotenoidi

Karotenoidi su skupina pigmenata koji pripadaju obitelji izoprenoida. U dijatomeja je identificirano najmanje sedam vrsta karotenoida.

Poput klorofila, one pomažu dijatomejama da hvataju svjetlost i pretvaraju je u sastojke organske hrane za stanicu.

reprodukcija

Dijatomeje se razmnožavaju aseksualno i spolno, kroz mitozu, odnosno mejozu.

aseksualan

Svaka matična stanica prolazi kroz proces mitotske podjele. Produkt mitoze, genetskog materijala, jezgre stanice i citoplazme su duplicirani, kako bi se dobile dvije stanice kćeri identične majčinoj stanici..

Svaka novostvorena stanica uzima kao epiteku letak matične stanice, a zatim gradi ili oblikuje vlastitu hipoteku. Ovaj reproduktivni proces može se odvijati između jednog i osam puta u razdoblju od 24 sata, ovisno o vrsti.

Budući da svaka kćerka ćelika formira novu hipoteku, ona koja je naslijedila majčinu hipoteku bit će manja od njezine sestre. Kako se proces mitoze ponavlja, smanjenje stanica kćeri je progresivno sve dok se ne postigne održivi minimum.

seksualan

Proces spolne reprodukcije stanice sastoji se u podjeli diploidnih stanica (s dva seta kromosoma) u haploidne stanice. Haploidne stanice imaju polovicu genetskog opterećenja progenitorske stanice.

Kada dijatomeje, koje se reproduciraju aseksualno, dosegnu minimalnu veličinu, prije početka mejoze počinje vrsta spolne reprodukcije. Ova mejoza uzrokuje nastanak haploidnih i golih ili atetnih gameta; gamet se spaja s sporom nazvanim auksosporama.

Auxospore dopuštaju dijatomejama da povrate diploidiju i maksimalnu veličinu vrste. Oni također omogućuju da dijatomeje preživljavaju u vremenskim uvjetima koji su nepovoljni.

Ove spore su vrlo otporne i samo će rasti i oblikovati svoje frustule kada su uvjeti povoljni.

ekologija

Dijatomeje imaju staničnu stijenku bogatu silicijevim oksidom, koji se obično naziva silicij. Zbog toga je njegov rast ograničen dostupnosti ovog spoja u okolinama u kojima se razvijaju.

Kao što je gore spomenuto, ove mikroalge su kozmopolitske u distribuciji. Prisutni su u tijelima slatke vode, morskim i čak u sredinama s niskom raspoloživošću vode ili s određenim stupnjem vlažnosti.

U vodenom stupcu uglavnom naseljavaju pelagičnu zonu (otvorena voda), a neke vrste formiraju kolonije i nastanjuju bentoske podloge..

Općenito, populacije dijatomeja nisu konstantne veličine: njihov broj varira iznimno s određenom periodičnošću. Ta se periodičnost odnosi na dostupnost hranjivih tvari, a ovisi io drugim fizičko-kemijskim čimbenicima, kao što su pH, salinitet, vjetar i svjetlost, među ostalima..

cvatući

Kada su uvjeti optimalni za razvoj i rast dijatomeja, pojavljuje se fenomen zvan cvjetanje ili izdanak.

Tijekom izdanka, populacije diatoma mogu dominirati u strukturi fitoplanktona u zajednici, a neke vrste sudjeluju u štetnim cvjetanjima algi ili crvenim plima..

Dijatomeje su sposobne proizvoditi štetne tvari, među kojima su domoična kiselina. Ti se toksini mogu akumulirati u trofičnim lancima i mogu na kraju utjecati na ljude. Intoksikacija kod ljudi može uzrokovati od nesvjestica i problema s pamćenjem do kome ili čak smrti.

Smatra se da postoji više od 100 tisuća vrsta dijatomeja (neki autori smatraju da ih ima više od 200 tisuća) između živih (više od 20 tisuća) i izumrlih..

Njihove populacije pridonose oko 45% primarne proizvodnje oceana. Isto tako, ti mikroorganizmi su bitni u ciklusu oceanskog silikona zbog njihovog sadržaja silicija u voću.

aplikacije

paleoceanography

Komponenta silicijevog dioksida u diatomitnim frustrulama čini ih od velikog interesa u paleontologiji. Ove mikroalge zauzimaju vrlo specifična i raznolika okruženja od vremena krede.

Fosili tih algi pomažu znanstvenicima da rekonstruiraju zemljopisnu raspodjelu mora i kontinenata tijekom geoloških vremena.

biostratigrafija

Fosili dijatomeja pronađeni u morskim sedimentima omogućuju istraživačima da doznaju različite promjene okoliša koje su se dogodile od prapovijesti do danas..

Ovi fosili omogućuju uspostavu relativnog vijeka slojeva u kojima se nalaze i služe za povezivanje slojeva različitih lokaliteta..

Dijatomejska zemlja

Poznata je kao dijatomejska zemlja do velikih naslaga fosiliziranih mikroalgi koje se uglavnom nalaze na kopnu. Najvažnija nalazišta tih zemalja su Libija, Irska i Danska.

Također se naziva i diatomit, te je materijal bogat silicijevim dioksidom, mineralima i elementima u tragovima, koji ima mnogo namjena. Među najznačajnijim upotrebama su sljedeće:

poljoprivreda

Koristi se kao insekticid u usjevima; Širi se na biljke kao neka vrsta kreme za sunčanje. Također se često koristi kao gnojivo.

akvakultura

U uzgoju škampa, u proizvodnji hrane koristi se dijatomejska zemlja. Pokazalo se da ovaj aditiv poboljšava rast i asimilaciju komercijalne hrane.

U kulturama mikroalgi koristi se kao filter u sustavu aeracije i u pješčanim filtrima.

Molekularna biologija

Dijatomejska zemlja je korištena za ekstrakciju i pročišćavanje DNA; za to se koristi zajedno s tvarima koje mogu narušiti molekularnu strukturu vode. Primjeri ovih tvari su gvanidin hidroklorid i tiocijanat.

Hrana i piće

Koristi se za filtriranje u proizvodnji različitih vrsta pića kao što su vina, piva i prirodni sokovi. Jednom ubrani određenim proizvodima kao što su žitarice, oni se okupaju u dijatomejskoj zemlji kako bi se spriječili napadi žižaka i drugih štetočina.

za kućne ljubimce

Dio je sanitarnih sastojaka pijeska (sanitarni oblutci) koji se uobičajeno koriste u kutijama za mačke i ostale kućne ljubimce.

veterinarski

Ponegdje se koristi kao djelotvoran ožiljak za životinjske rane. Također se koristi u kontroli ektoparazitnih člankonožaca kod domaćih i domaćih životinja.

slike

Upotrebljava se kao boja za brtvljenje ili emajliranje.

okolina

Dijatomejska zemlja koristi se za obnovu područja zagađenih teškim metalima. Među njegovim primjenama u ovom kontekstu je i činjenica da obnavlja degradirana tla i smanjuje toksičnost aluminija u zakiseljenim tlima..

Forenzička znanost

U slučaju smrti potapanjem (utapanjem), jedna od provedenih analiza je prisutnost dijatomeja u tijelima žrtava. Zbog sastava silikatnog kostura dijatomeja, oni ostaju u tijelu čak i ako se nađu s određenim stupnjem razgradnje.

Znanstvenici koriste ovu vrstu kako bi saznali je li se incident dogodio, na primjer, u močvari, u moru ili u jezeru; To je moguće zato što dijatomeje ima određeni stupanj ekološke specifičnosti. Mnogi slučajevi ubojstava riješeni su zahvaljujući prisutnosti dijatomeja u tijelima žrtava.

nanotehnologija

Korištenje dijatomeja u nanotehnologiji još je uvijek u početnoj fazi. Međutim, studije i primjene u ovom području postaju sve češće. Trenutno se koriste testovi za pretvaranje silikonskih frustrula u silicij i proizvodnju s tim električnim komponentama.

U nanotehnologiji postoje mnoga očekivanja i potencijalne uporabe dijatomeja. Istraživanja pokazuju da se mogu koristiti za genetsku manipulaciju, za izgradnju složenih elektroničkih mikrokomponenti i kao fotonaponske bio-stanice.

reference

1. A. Canizal Silahua (2009). Ilustrirani katalog meksičkih slatkovodnih dijatomeja. I. Obitelj Naviculaceae. Istraživački izvještaj za dobivanje naziva: Biolog. Nacionalno autonomno sveučilište u Meksiku. 64 str.
2. V. Cassie (1959). Morske planktonske dijatomeje. Premosnici.
3. Diatomske alge. Encyclopædia Britannica. Oporavio se od britannica.com.
4. Doktor medicine Guiry & G.M. Guiry (2019). AlgaeBase. Svjetska elektronička publikacija, Nacionalno sveučilište Irske, Galway. Preuzeto s algaebase.org.
5. Identifikacija fitoplanktona. Dijatomeje i dinoflagelati. Oporavio se od ucsc.edu.
6. Dijatomeja. Nova svjetska enciklopedija. Preuzeto s newworldencyclopedia.org.
7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska i K. Strzalka (2015.). Fotosintetski pigmenti u dijatomejama. Morski lijekovi.
8. Dijatomeja. ČUDO. Oporavio se od ucl.ac.uk.
9. Dijatomejska zemlja. Oporavio se od diatomea.cl.
10. Silicij, dijatomejska zemlja i škampi. Oporavio se od balnova.com.
11. L. Baglione. Upotreba dijatomejske zemlje. Oporavio se od tecnicana.org
12. Dijatomeja. Preuzeto s en.wikipedia.org.
13. A. Guy (2012.). Nanotechne dijatomeje. Preuzeto s nextnature.net.