Diatomu raksturojums, klasifikācija, uzturs, vairošanās



The diatomi (Diatoma) ir mikroorganismu grupa, galvenokārt ūdens un vienšūnu. Viņi var būt brīvi dzīvojoši (piemēram, augi) vai veidot kolonijas (piemēram, tās, kas sastāv no bentosa). Viņiem ir raksturīga kosmopolītiska izplatība; tas ir, tos var atrast visā pasaulē.

Kopā ar citām mikroorganismu grupām tās ir daļa no lielajiem fitoplanktona atsegumiem, kas pastāv tropu, subtropu, Arktikas un Antarktikas ūdeņos. Tās izcelsme aizsākās no Jūrmalas un šodien ir viena no cilvēka pazīstamākajām mikroorganismu grupām, kurās ir vairāk nekā simts tūkstoši sugu, kas aprakstītas starp dzīvo un izmirušo sugu..

Ekoloģiski tās ir svarīga daudzu bioloģisko sistēmu trofisko audumu daļa. Diatomītu nogulsnes ir ļoti svarīgs organisko materiālu avots, kas uzkrājas jūras gultnē.

Pēc ilgiem sedimentācijas procesiem, organisko vielu spiediena un miljoniem gadu šie nogulumi kļuva par eļļu, kas pārceļ lielu daļu no mūsu pašreizējās civilizācijas.

Senos laikos jūras klātās teritorijas, kas patlaban rodas; dažās no šīm teritorijām bija diatomu nogulsnes, kas pazīstamas kā diatomīta zeme. Diatomītu zemei ​​ir vairāki izmantojumi pārtikas rūpniecībā, būvniecībā un pat farmācijā.

Indekss

  • 1 Raksturojums
    • 1.1
  • 2 Taksonomija un klasifikācija
    • 2.1 Tradicionālā klasifikācija
    • 2.2. Pēdējā klasifikācija
  • 3 Uzturs
    • 3.1. Hlorofils
    • 3.2 Karotinoīdi
  • 4 Pavairošana
    • 4.1 Akseksuāls
    • 4.2 Seksuālā
  • 5 Ekoloģija
    • 5.1 Ziedēšana
  • 6 Pieteikumi
    • 6.1. Paleokeanogrāfija
    • 6.2. Biostratigrāfija
    • 6.3. Diatomīta zeme
    • 6.4 Kriminālistikas zinātne
    • 6.5. Nanotehnoloģija
  • 7 Atsauces

Funkcijas

Tie ir eukariotiskie un fotosintētiskie organismi ar diploīdu šūnu fāzi. Visas šo mikroaļļu sugas ir vienšūnas, ar brīvas dzīves formām. Dažos gadījumos tie veido kolonijas (kokosriekstus), garas ķēdes, ventilatorus un spirāles.

Diatomu būtiskā iezīme ir tāda, ka tās rada frustuli. Sastāvdaļa ir šūnu siena, kas sastāv galvenokārt no silīcija dioksīda, kas aptver šūnu tādā struktūrā kā kaste vai Petri trauciņš.

Šīs kapsulas augšējo daļu sauc par epiteca, un apakšējo daļu sauc par hipotēku. Frustulas atšķiras ornamentācijā atkarībā no sugas.

Veidlapa

Diatomu forma ir mainīga un tai ir taksonomiska nozīme. Daži no tiem ir izstaroti simetrija (centrālā), bet citiem var būt dažādas formas, bet tie vienmēr ir divpusēji simetriski (pennies).

Diatomi ir plaši izplatīti visā planētas ūdenstilpēs. Tās galvenokārt ir jūras; tomēr dažas sugas ir atrodamas saldūdens tilpnēs, dīķos un mitrā vidē.

Šiem autotrofiskajiem organismiem ir hlorofils a, c1 un c2, un tiem ir pigmenti, piemēram, diatoxantīns, diadinoxantīns, β-karotīns un fukoksantīns. Šie pigmenti nodrošina zelta krāsojumu, kas ļauj labāk uztvert saules gaismu.

Taksonomija un klasifikācija

Pašlaik diatomu taksonomiskā pasūtīšana ir pretrunīga un pakļauta pārskatīšanai. Lielākā daļa sistematistu un taksonomistu šo lielo mikroaļļu grupu atrod Heterokontophyta nodaļā (dažreiz kā Bacillariophyta). Citi pētnieki tos klasificē kā patvērumu un pat par augstākiem taksoniem.

Tradicionālā klasifikācija

Saskaņā ar klasisko taksonomisko kārtību diatomi atrodas Bacillariophyceae klasē (ko sauc arī par diatomofikolu). Šī klase ir sadalīta divos pasūtījumos: Centrālā un Pensilā.

Centrāli

Tie ir diatomi, kuru sintēze viņiem dod radiālu simetriju. Dažām sugām ir smagi ornamenti, un uz to virsmas nav šķembu, ko sauc par raphe..

Šo pasūtījumu veido vismaz divas apakškopas (atkarībā no autora) un vismaz piecas ģimenes. Tās galvenokārt ir jūras; tomēr to pārstāvji ir saldūdens ūdenstilpēs.

Pennales

Šiem diatomiem ir iegarena, ovāla un / vai lineāra forma ar divpusēju bipolāru simetriju. Viņiem ir ornamenti punktētu svītru uzliesmojumā, un dažiem ir garenvirziena garenvirziena ass..

Atkarībā no taksonomista šis pasūtījums sastāv no vismaz divām daļām un septiņām ģimenēm. Tās galvenokārt ir saldūdens, lai gan sugas ir aprakstītas arī jūras vidē.

Jaunākā klasifikācija

Iepriekš minētais ir klasiskais taksonomiskais iedalījums un diatomu pasūtījumu pasūtīšana; Tas ir visbiežāk izmantotais veids, kā tos atšķirt. Tomēr laika gaitā ir radušies daudzi taksonomiskie pasākumi.

90. gados Round & Crawford zinātnieki sniedza jaunu taksonomisko klasifikāciju, kas sastāvēja no 3 klasēm: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae un Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Agrāk tie bija daļa no centrālā pasūtījuma diatomijām. Šobrīd šo klasi pārstāv vismaz 22 pasūtījumi un 1174 sugas.

Bacillariophyceae

Tie ir divpusēji simetrijas ar rheēmi. Šīs klases locekļi iepriekš izveidoja Pennales rīkojumu.

Vēlāk viņi tika sadalīti diatomās ar raphe un bez raphe (ļoti vispārīgi). Ir zināms, ka šo mikroorganismu klasi pārstāv 11 pasūtījumi un aptuveni 12 tūkstoši sugu.

Fragilariophyceae

Tā ir diatomu grupa, kuras dalībnieki bija arī daļa no Pennales rīkojuma. Šīm mikroaļģēm ir divpusēja simetrija, bet tās nav. un tās pārstāv 12 pasūtījumi un aptuveni 898 sugas.

Daži taksonomisti neuzskata, ka šis taksons ir derīgs, un atrast Fragilariophyceae kā apakšklasi Bacillariophyceae klasē.

Uzturs

Diatomi ir fotosintētiski organismi: tie izmanto gaismas enerģiju (saules enerģiju), lai pārveidotu to par organiskiem savienojumiem. Šie organiskie savienojumi ir nepieciešami, lai apmierinātu jūsu bioloģiskās un vielmaiņas vajadzības.

Lai sintezētu šos organiskos savienojumus, diatoms prasa barības vielas; Šīs barības vielas galvenokārt ir slāpeklis, fosfors un silīcijs. Šis pēdējais elements darbojas kā ierobežojoša barības viela, jo tas ir nepieciešams, lai veidotu putekļus.

Fotosintēzes procesam šie mikroorganismi izmanto pigmentus, piemēram, hlorofilu un karotenodes.

Hlorofils

Hlorofils ir zaļš fotosintētisks pigments, kas atrodas hloroplastos. Diatomās ir zināmi tikai divi veidi: hlorofils a (Chl a) un hlorofils c (Chl c).

Chl a ir primāra līdzdalība fotosintēzes procesā; tā vietā Chl c ir papildu pigments. Visbiežāk sastopamie čiatri diatomās ir c1 un c2.

Karotinoīdi

Karotinoīdi ir pigmentu grupa, kas pieder pie izoprenoīdu grupas. Diatomās ir identificēti vismaz septiņi karotinoīdu veidi.

Līdzīgi kā hlorofiliem, šie palīdz diatomām uztvert gaismu, lai to pārvērstu par organiskiem pārtikas savienojumiem šūnai.

Pavairošana

Diatomi atveido aseksuāli un seksuāli, attiecīgi, izmantojot mitozi un miozi.

Aeksuāls

Katra mātes šūna iziet mitotisko sadalījumu. Mitozes produkts, ģenētiskais materiāls, šūnu kodols un citoplazma tiek dublēti, lai radītu divas meitas šūnas, kas ir identiskas mātes šūnai..

Katra jaunizveidotā šūna kā epiteka ir cilmes šūnu buklets un pēc tam izveido vai veido savu hipotēku. Šis reproduktīvais process var notikt no vienas līdz astoņas reizes 24 stundu laikā atkarībā no sugas.

Tā kā katra meitas šūna veidos jaunu hipotēku, tā, kas mantoto mātes hipotēku, būs mazāka nekā viņas māsa. Atkārtojot mitozes procesu, meitas šūnu samazināšanās ir progresīva, līdz tiek sasniegts ilgtspējīgs minimums.

Seksuāls

Šūnas seksuālās reprodukcijas process ietver diploīda šūnas (ar divām hromosomu kopām) sadalīšanu haploīdās šūnās. Haploīdu šūnām ir puse no cilmes šūnu ģenētiskās slodzes.

Tiklīdz diatomi, kas atveidoja aseksuāli, sasniedz minimālo izmēru, pirms seksuālās reprodukcijas sākas meioze. Šī meioze izraisa haploīdu un kailu vai ateteļu dzimumšūnas; gametu drošinātāju veidojošās sporas, ko sauc par auxospores.

Auksosporas ļauj diatomām atgūt diploidiju un maksimālo sugas lielumu. Tās arī ļauj diatomām izdzīvot laikos, kuru vides apstākļi ir nelabvēlīgi.

Šīs sporas ir ļoti izturīgas, un tās augs un veidos savus attiecīgos sārņus, kad apstākļi ir labvēlīgi.

Ekoloģija

Diatomām ir šūnu siena, kas bagāta ar silīcija oksīdu, ko parasti sauc par silīcija oksīdu. Šā iemesla dēļ tā augšanu ierobežo šī savienojuma pieejamība vidē, kurā tie attīstās.

Kā minēts iepriekš, šīs mikroalgas izplatīšanā ir kosmopolītiskas. Tie atrodas saldūdens, jūras un pat vidē ar zemu ūdens pieejamību vai ar noteiktu mitruma pakāpi.

Ūdens kolonnā tie galvenokārt dzīvo pelaģiskajā zonā (atklātā ūdenī), un dažas sugas veido kolonijas un apdzīvo bentosa substrātus..

Parasti diatomu populācija nav nemainīga: to skaits ievērojami atšķiras ar zināmu periodiskumu. Šis periodiskums ir saistīts ar uzturvielu pieejamību, un tas ir atkarīgs arī no citiem fizikāli ķīmiskiem faktoriem, piemēram, pH, sāļuma, vēja un gaismas..

Ziedēšana

Kad apstākļi ir optimāli diatomu attīstībai un izaugsmei, rodas parādība, ko sauc par ziedēšanu vai atsegšanos.

Atslābuma laikā fitoplanktona kopienas struktūrā var dominēt diatomu populācija, un dažas sugas piedalās kaitīgās aļģu ziedēs vai sarkanajos plūdos.

Diatomi spēj radīt kaitīgas vielas, tostarp domonskābi. Šie toksīni var uzkrāties trofiskajās ķēdēs un galu galā var ietekmēt cilvēkus. Cilvēka intoksikācija var izraisīt ģīboni un atmiņas problēmas līdz komai vai pat nāvei.

Tiek uzskatīts, ka ir vairāk nekā 100 tūkstoši diatomu sugu (daži autori uzskata, ka ir vairāk nekā 200 tūkstoši) starp dzīviem (vairāk nekā 20 tūkstošiem) un izmirušiem.

To populācija veido aptuveni 45% no okeānu primārās ražošanas. Tāpat šie mikroorganismi ir būtiski okeāna silīcija ciklā, jo tie satur silīcija dioksīdu.

Programmas

Paleokeanogrāfija

Silīcija komponents diatomīta smalkumā padara tās par lielu interesi par paleontoloģiju. Šīs mikroalgas aizņem ļoti specifiskas un daudzveidīgas vides, sākot no krīta laikiem.

Šo aļģu fosilijas palīdz zinātniekiem atjaunot jūras un kontinentu ģeogrāfisko izplatību ģeoloģiskos laikos.

Biostratigrāfija

Jūras nogulumos konstatēto diatomu fosilijas ļauj zinātniekiem uzzināt dažādās vides pārmaiņas, kas notikušas kopš aizvēsturiskiem laikiem līdz mūsdienām..

Šīs fosilijas ļauj noteikt to slāņu relatīvos vecumus, kuros tie ir atrodami, un arī kalpo dažādu loku slāņu saistīšanai.

Diatomīta zeme

Tas ir pazīstams kā diatomīta zeme lieliem fosilizētu mikroaļģu noguldījumiem, kas atrodas galvenokārt kontinentālajā daļā. Svarīgākie šo zemju noguldījumi ir Lībijā, Īrijā un Dānijā.

To sauc arī par diatomītu, un tas ir materiāls, kas bagāts ar silīcija dioksīdu, minerālvielām un mikroelementiem, kam ir daudz pielietojumu. Viens no svarīgākajiem lietojumiem ir:

Lauksaimniecība

To izmanto kā insekticīdu kultūrās; Tā izplatās uz augiem kā sava veida sauļošanās līdzekļiem. To plaši izmanto arī kā mēslojumu.

Akvakultūra

Garneļu audzēšanā pārtikas ražošanā izmantoja diatomītu. Ir pierādīts, ka šī piedeva uzlabo komerciālās pārtikas augšanu un asimilāciju.

Mikroaļģu kultūrās to izmanto kā filtru aerācijas sistēmā un smilšu filtros.

Molekulārā bioloģija

Diatomīta zeme ir izmantota DNS ekstrakcijai un attīrīšanai; šim nolūkam to lieto kopā ar vielām, kas spēj traucēt ūdens molekulāro struktūru. Šo vielu piemēri ir guanidīna hidrohlorīds un tiocianāts.

Pārtika un dzērieni

To izmanto filtrēšanai dažādu veidu dzērienu, piemēram, vīnu, alu un dabīgo sulu, ražošanā. Pēc tam, kad novākti daži produkti, piemēram, graudi, tos peld ar diatomītu zemi, lai novērstu uzbrukumus no citiem kaitēkļiem un citiem kaitēkļiem..

Mājdzīvnieki

Tā ir daļa no sanitārajiem smilšu komponentiem (sanitārajiem akmeņiem), ko parasti izmanto kaķiem un citiem mājdzīvniekiem.

Veterinārija

Dažās vietās to izmanto kā efektīvu rētu dzīvnieku brūcēm. To lieto arī ektoparazītu posmkāju kontrolē mājdzīvniekiem un lauksaimniecības dzīvniekiem.

Gleznas

To izmanto kā hermētiķu vai emaljas krāsu.

Vide

Diatomītu zemi izmanto, lai atjaunotu smago metālu piesārņotos apgabalus. Šajā kontekstā tas ir saistīts ar to, ka tā atjauno degradētās augsnes un samazina alumīnija toksicitāti paskābinātās augsnēs..

Kriminālistikas zinātne

Nāves gadījumā, kad notiek iegremdēšana (noslīkšana), viena no veiktajām analīzēm ir diatomu klātbūtne upuru ķermeņos. Pateicoties silīcija dioksīda skeleta sastāvam, tie paliek organismā pat tad, ja tie ir konstatēti ar zināmu sadalīšanās pakāpi.

Zinātnieki izmanto šo sugu, lai noskaidrotu, vai incidents noticis, piemēram, purvā, jūrā vai ezerā; Tas ir iespējams, jo diatomām ir zināma vides specifika. Daudzi slepkavības gadījumi ir atrisināti, pateicoties diatomām cietušo ķermeņos.

Nanotehnoloģija

Diatomu izmantošana nanotehnoloģijās joprojām ir sākumposmā. Tomēr pētījumi un lietojumi šajā jomā kļūst arvien biežāki. Pašlaik tiek izmantoti testi, lai pārvērstu silīcija putekļus silīcijā un ražotu ar šiem elektriskajiem komponentiem.

Nanotehnoloģijā ir daudzas cerības un potenciālie diatomu izmantošanas veidi. Pētījumi liecina, ka tos var izmantot ģenētiskai manipulācijai, sarežģītu elektronisku mikrokomponentu un fotoelementu biocelu būvniecībai..

Atsauces

  1. A. Canizal Silahua (2009). Ilustrēts Meksikas saldūdens diatomu katalogs. I. Naviculaceae ģimene. Pētījuma ziņojums, lai iegūtu nosaukumu: Biologs. Meksikas autonomā universitāte. 64 lpp.
  2. V. Cassie (1959). Jūras Planktona diatomi. Tuatara.
  3. Diatomās aļģes. Encyclopædia Britannica. Atgūts no britannica.com.
  4. M.D. Guiry & G.M. Guiry (2019). Aļģes bāze. Vispasaules elektroniskā publikācija, Īrijas Nacionālā universitāte, Galway. Izgūti no algaebase.org.
  5. Fitoplanktona identifikācija. Diatomi un dinoflagellāti. Atgūts no ucsc.edu.
  6. Diatom New World Encyclopedia. Izgūti no newworldencyclopedia.org.
  7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska un K. Strzalka (2015). Fotosintētiskie pigmenti diatomās. Jūras zāles.
  8. Diatom MIRACLE. Atgūts no ucl.ac.uk.
  9. Diatomīta zeme. Atgūstas no diatomea.cl.
  10. Silīcija dioksīds, diatomīta zeme un garneles. Atgūts no balnova.com.
  11. L. Baglione. Diatomīta zemes izmantošana. Atgūts no tecnicana.org
  12. Diatom Izgūti no en.wikipedia.org.
  13. A. Guy (2012). Nanotehnikas diatomi. Izgūti no nextnature.net.