DIATOMOS: SAVYBĖS, MITYBA, REPRODUKCIJA - BIOLOGIJA - 2025

Kad diatominius (DIATOM) yra mikrodumblių grupė, daugiausia vandens ir vienaląstis. Jie gali būti laisvai gyvenantys (pvz., Plantonai) arba sudaryti kolonijas (tokias, kurios yra bentoso dalis). Joms būdingas kosmopolitinis pasiskirstymas; tai yra, jų galima rasti visoje planetoje.

Jie, kaip ir kitos mikrodumblių grupės, yra didelių fitoplanktono atodangų, aptiktų atogrąžų, subtropikų, Arkties ir Antarkties vandenyse, dalis. Jų ištakos siekia jurginus ir šiandien jie yra viena didžiausių žmonėms žinomų mikrodumblių grupių, kur aprašyta daugiau nei šimtas tūkstančių rūšių tarp gyvų ir išnykusių.

Diatomos įvairovė. Paimta ir redaguota iš: „Wipeter“, iš „Wikimedia Commons“.

Ekologiškai jie yra svarbi daugelio biologinių sistemų maisto produktų dalis. Diatomos nuosėdos yra labai svarbus organinių medžiagų, susikaupusių jūros dugne, šaltinis.

Po ilgų nusėdimo procesų, organinių medžiagų slėgio ir milijonus metų šie telkiniai tapo nafta, pernešančia didžiąją dalį dabartinės mūsų civilizacijos.

Antikos laikais jūra uždengdavo šiuo metu atsiradusius žemės plotus; Kai kuriose iš šių sričių, kurios yra žinomos kaip diatomė, išliko diatomito nuosėdos. Diatominė žemė naudojama įvairiais būdais maisto pramonėje, statybose ir net farmacijoje.

charakteristikos

Jie yra eukariotiniai ir fotosintetiniai organizmai, turintys diploidinę ląstelių fazę. Visos šių mikrodumblių rūšys yra vienaląsčiai, laisvai gyvenančios. Kai kuriais atvejais jie sudaro kolonijas (kokosus), ilgas grandines, ventiliatorius ir spirales.

Pagrindinė diatomų savybė yra ta, kad jos turi frustulą. Frustulė yra ląstelės sienelė, sudaryta daugiausia iš silicio dioksido, uždengianti ląstelę struktūroje, panašioje į Petri lėkštelę ar indą.

Viršutinė šios kapsulės dalis vadinama epiteka, o apatinė - hipoteka. Frustulų ornamentika skiriasi priklausomai nuo rūšies.

Figūra

Diatomų forma yra kintama ir turi taksonominę reikšmę. Kai kurie yra spinduliuotos (centrinės) simetrijos, o kiti gali turėti skirtingas formas, tačiau visada yra dvišališkai simetriški (penna).

Diatomos yra paplitusios visame planetos vandens telkinyje. Jie daugiausia yra jūriniai; tačiau kai kurios rūšys buvo rasta gėlo vandens telkiniuose, tvenkiniuose ir drėgnoje aplinkoje.

Šie autotrofiniai organizmai turi chlorofilą a, c1 ir c2 ir turi tokius pigmentus kaip diatoksantinas, diadinoksantinas, β-karotinas ir fuksoksantinas. Šie pigmentai suteikia jiems auksinę spalvą, leidžiančią geriau užfiksuoti saulės spindulius.

Taksonomija ir klasifikacija

Šiuo metu diatomų taksonominė tvarka yra prieštaringa ir gali būti peržiūrėta. Daugelis sistematikų ir taksonomistų šią didelę mikrodumblių grupę skiria Heterokontophyta skyriui (kartais kaip Bacillariophyta). Kiti tyrėjai juos klasifikuoja kaip slaptą ir net aukštesnį taksoną.

Tradicinis klasifikavimas

Pagal klasikinę taksonominę tvarką, diatomės yra klasėje Bacillariophyceae (dar vadinamos Diatomophyceae). Ši klasė yra padalinta į dvi kategorijas: Centrinę ir Pennales.

Centriniai

Tai diatomos, kurių frustulė suteikia radialinę simetriją. Kai kurių rūšių ornamentika yra sudėtinga, o jų paviršiuje nėra įtrūkimų, vadinamų rape.

Šią tvarką sudaro mažiausiai du pogrupiai (priklausomai nuo autoriaus) ir mažiausiai penkios šeimos. Jie daugiausia yra jūriniai; tačiau gėlo vandens telkiniuose yra šių atstovų.

Centrinė diatomė. Paimta ir redaguota iš Derek Keats iš Johanesburgo, Pietų Afrikos, per „Wikimedia Commons“.

Pennales

Šios diatomos yra pailgos, ovalios ir (arba) linijinės formos, turinčios dvišalę bipolinę simetriją. Jie turi taškinį strijų pavidalo frustulinį ornamentą, o kai kurie turi išilginę išilginę ašį.

Priklausomai nuo taksonomo, šią tvarką sudaro mažiausiai du pogrupiai ir septynios šeimos. Jie dažniausiai yra gėlavandeniai, nors rūšys taip pat aprašytos jūrų aplinkoje.

Naujausias reitingas

Aukščiau yra klasikinis diatominių klasifikacijų klasifikavimas ir išdėstymas; tai yra dažniausiai naudojamas būdas juos atskirti. Tačiau laikui bėgant atsirado daug taksonominių susitarimų.

Dešimtajame dešimtmetyje „Round & Crawford“ mokslininkai pateikė naują taksonominę klasifikaciją, susidedančią iš 3 klasių: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae ir Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Anksčiau jie buvo „Centrales“ tvarkos diatomų dalis. Šiuo metu šią klasę atstovauja mažiausiai 22 kategorijos ir 1174 rūšys.

Bacillariophyceae

Tai yra dvišalės simetrijos su rape diatomos. Šios klasės nariai anksčiau sudarė „Pennales“ įsakymą.

Vėliau jie buvo padalyti į diatomas su rape ir be raphe (labai apibendrintai). Yra žinoma, kad šiai mikrodumblių klasei atstovauja 11 kategorijų ir apie 12 tūkstančių rūšių.

Fragilariophyceae

Tai diatomų klasė, kurios nariai anksčiau taip pat buvo „Pennales“ ordino nariai. Šie mikrodumbliai turi dvišalę simetriją, bet neturi raphe. ir jiems atstovauja 12 kategorijų ir apie 898 rūšys.

Kai kurie taksonistai nemano, kad šis taksonas galioja, ir priskiria Fragilariophyceae kaip poklasį Bacillariophyceae klasei.

Mityba

Diatomos yra fotosintetiniai organizmai: jie naudoja šviesos (saulės) energiją, kad ją paverstų organiniais junginiais. Šie organiniai junginiai yra būtini norint patenkinti jūsų biologinius ir metabolinius poreikius.

Norint sintetinti šiuos organinius junginius, diatomoms reikia maistinių medžiagų; šios maistinės medžiagos daugiausia yra azotas, fosforas ir silicis. Šis paskutinis elementas veikia kaip ribojanti maistinė medžiaga, nes jis reikalingas formuojant frustulą.

Fotosintezės procesui šie mikroorganizmai naudoja tokius pigmentus kaip chlorofilas ir karoteniodai.

Chlorofilas

Chlorofilas yra žalias fotosintetinis pigmentas, esantis chloroplastuose. Diatomose žinomos tik dvi rūšys: chlorofilas a (Chl a) ir chlorofilas c (Chl c).

Chl a pirmiausia dalyvauja fotosintezės procese; vietoj to, chl c yra papildomas pigmentas. Dažniausios diatomose esančios Chl c yra c1 ir c2.

Karotinoidai

Karotinoidai yra pigmentų grupė, priklausanti izoprenoidų šeimai. Diatomoje nustatyti bent septyni karotinoidų tipai.

Kaip ir chlorofilai, jie padeda diatomoms sugauti šviesą ir paversti ją organiniais maisto junginiais ląstelei.

Dauginimas

Diatomos dauginasi aseksualiai ir lytiškai, atitinkamai per mitozės ir mejozės procesus.

Aseksualas

Kiekviena kamieninė ląstelė patiria mitozinį dalijimąsi. Kaip mitozės produktas, genetinė medžiaga, ląstelės branduolys ir citoplazma yra dubliuojami, kad atsirastų dvi dukterinės ląstelės, tapačios motinos ląstelei.

Kiekviena naujai sukurta ląstelė kaip kamieną paima lapelį iš kamieninės ląstelės ir sukuria arba suformuoja savo hipoteką. Šis reprodukcinis procesas gali vykti nuo vieno iki aštuonių kartų per 24 valandas, priklausomai nuo rūšies.

Kadangi kiekviena dukterinė ląstelė sudarys naują hipoteką, motinos hipoteką paveldėjusi bus mažesnė už jos seserį. Kai mitozės procesas kartojasi, dukterinių ląstelių mažėjimas progresuoja tol, kol bus pasiektas tvarus minimumas.

Seksualinis

Ląstelės lytinio dauginimosi procesą sudaro diploidinės ląstelės (su dviem chromosomų rinkiniais) padalijimas į haploidines ląsteles. Haploidinės ląstelės turi pusę genetinės palikuonių ląstelės.

Kai nelytiniu būdu atkuriamos diatomos pasiekia mažiausią dydį, prasideda lytinis dauginimasis ir mejozė. Dėl šios mejozės susidaro haploidinės ir plikos ar atšildytos lytinės ląstelės; lytinės lytinės ląstelės susiformuoja sporoms, vadinamoms auxospores.

Auxosporos leidžia diatomoms atgauti diploidiją ir maksimalų rūšių dydį. Jie taip pat leidžia diatomams išgyventi atšiaurių aplinkos sąlygų laikais.

Šios sporos yra labai atsparios, todėl augs ir suformuos atitinkamas žaizdeles tik tada, kai bus palankios sąlygos.

Ekologija

Diatomos ląstelės turi daug silicio oksido, paprastai vadinamo silicio dioksidu. Dėl to jų augimą riboja šio junginio prieinamumas aplinkoje, kurioje jie vystosi.

Kaip minėta aukščiau, šie mikrodumbliai yra kosmopolitiniai. Jų yra gėluose ir jūriniuose vandens telkiniuose ir net tokiose aplinkose, kuriose nėra mažai vandens ar yra tam tikras drėgmės laipsnis.

Vandens stulpelyje jie daugiausia gyvena pelaginėje zonoje (atvirame vandenyje), o kai kurios rūšys sudaro kolonijas ir gyvena bentoso substratuose.

Diatomų populiacijos paprastai nėra vienodo dydžio: jų skaičius labai skiriasi, tam tikru periodiškumu. Šis periodiškumas yra susijęs su maisto medžiagų prieinamumu, be to, priklauso nuo kitų fizikinių ir cheminių veiksnių, tokių kaip pH, druskingumas, vėjas ir šviesa.

Žydėjimas

Kai yra optimalios sąlygos diatomoms vystytis ir augti, atsiranda reiškinys, vadinamas žydėjimu ar žydėjimu.

Viršūnių metu fitoplanktono bendruomenės struktūroje gali dominuoti diatomės populiacijos, o kai kurios rūšys dalyvauja žalingoje dumblių žydėjimo ar raudonojo atoslūgio metu.

Diatomos gali gaminti kenksmingas medžiagas, įskaitant domoinę rūgštį. Šie toksinai gali kauptis maisto grandinėse ir ilgainiui paveikti žmones. Apsinuodijimas žmonėmis gali sukelti alpimą ir atminties sutrikimus, ištikusius komą ar net mirtį.

Manoma, kad yra daugiau nei 100 000 rūšių diatomų (kai kurie autoriai mano, kad yra daugiau nei 200 000) tarp gyvų (daugiau nei 20 000) ir išnykusių.

Jų populiacija sudaro apie 45% pirminės vandenynų produkcijos. Šie mikroorganizmai taip pat yra būtini vandenyno silicio cikle dėl jų silicio dioksido kiekio frustuloje.

Programos

Paleokeografija

Silikatinis komponentas diatomų frustulėje verčia juos domėtis paleontologija. Šie mikrodumbliai užima labai specifinę ir įvairią aplinką nuo maždaug kreidos laikų.

Šių dumblių fosilijos padeda mokslininkams rekonstruoti jūrų ir žemynų geografinį pasiskirstymą per visus geologinius laikotarpius.

Biostratigrafija

Jūrų nuosėdose rastos diatomės fosilijos leidžia tyrėjams suprasti įvairius aplinkos pokyčius, kurie įvyko nuo priešistorinių laikų iki šių dienų.

Šios fosilijos leidžia nustatyti santykinį sluoksnių, kuriuose jie randami, amžių, taip pat padeda susieti skirtingų vietų sluoksnius.

Diatominė žemė

Diatominė žemė yra žinoma kaip dideli suakmenėjusių mikrodumblių, kurie daugiausia randami sausumoje, indėliai. Svarbiausi šių žemių telkiniai yra Libijoje, Airijoje ir Danijoje.

Jis taip pat vadinamas diatomitu ir yra medžiaga, kurioje gausu silicio dioksido, mineralų ir mikroelementų, todėl ji naudojama daug kartų. Tarp žinomiausių naudojimo būdų yra šie:

ūkininkavimas

Jis naudojamas kaip insekticidas pasėliuose; jis plinta ant augalų kaip tam tikras apsaugos nuo saulės būdas. Jis taip pat plačiai naudojamas kaip trąša.

Akvakultūra

Krevečių auginime diatomito žemė buvo naudojama maistui gaminti. Įrodyta, kad šis priedas skatina komercinių pašarų augimą ir įsisavinimą.

Mikrodumblių kultūrose jis naudojamas kaip filtras aeracijos sistemoje ir smėlio filtruose.

Molekulinė biologija

Diatominė žemė buvo naudojama DNR išgauti ir išvalyti; tam jis naudojamas kartu su medžiagomis, galinčiomis dezorganizuoti vandens molekulinę struktūrą. Šių medžiagų pavyzdžiai yra guanidino hidrochloridas ir tiocianatas.

Maistas ir gėrimai

Jis naudojamas filtravimui gaminant įvairius gėrimus, pavyzdžiui, vynus, alų ir natūralias sultis. Nuėmus tam tikrus produktus, pavyzdžiui, grūdus, jie maudomi diatomito žemėje, kad būtų išvengta banalių ir kitų kenkėjų.

Augintiniai

Tai yra dalis sanitarinių kraiko (sanitarinių akmenukų), dažniausiai naudojamų kačių ir kitų naminių gyvūnėlių dėžėse.

Veterinarijos

Kai kuriose vietose jis naudojamas kaip veiksmingas gyvūnų žaizdų gydymas. Jis taip pat naudojamas kontroliuojant naminių ir ūkio gyvūnų ektoparazitinius nariuotakojus.

Dažai

Jis naudojamas kaip sandarinimo arba emalio dažai.

Aplinka

Diatominė žemė naudojama sunkiųjų metalų užterštų vietų atkūrimui. Jo taikymo sritis šiame kontekste yra tai, kad jis atkuria suirusius dirvožemius ir sumažina aliuminio toksiškumą parūgštintuose dirvožemiuose.

Diatominė žemė. Vaizdas esant fazės kontrastui šviesos mikroskopu. Paimta ir redaguota iš: „Zephyris“, iš „Wikimedia Commons“.

Teismo medicinos mokslas

Mirties panardinimo (paskendimo) atvejais viena iš atliktų analizių yra diatomų buvimas aukų kūne. Dėl diatomų silicio dioksido skeleto sudėties jie lieka kūne, net jei jie yra šiek tiek suskaidomi.

Mokslininkai rūšis naudoja norėdami sužinoti, ar incidentas įvyko, pavyzdžiui, pelkėje, jūroje ar ežere; tai įmanoma, nes diatomai turi tam tikrą aplinkos specifiškumą. Daugybė žmogžudysčių atvejų buvo išspręstos dėl to, kad aukų kūne buvo diatomės.

Nanotechnologijos

Diatomų naudojimas nanotechnologijose vis dar yra pradiniame etape. Tačiau tyrimai ir naudojimas šioje srityje tampa vis dažnesni. Šiuo metu bandymai naudojami silicio dioksido frustulos paversti siliciu ir gaminti naudojant šiuos elektrinius komponentus.

Nanotechnologijose diatomams yra daug lūkesčių ir galimų naudojimo būdų. Tyrimai rodo, kad jie gali būti naudojami genetinėms manipuliacijoms, sudėtingų elektroninių mikrokomponentų statybai ir kaip fotoelektriniai bioelementai.

Nuorodos

1. A. Canizal Silahua (2009). Iliustruotas meksikietiškų gėlavandenių diatomų katalogas. I. Šeima Naviculaceae. Tyrimo ataskaita, kuria siekiama gauti biologo vardą. Nacionalinis Meksikos autonominis universitetas. 64 psl.
2. V. Cassie (1959). Jūrų planktono diatomos. Tuatara.
3. Diatominiai dumbliai. „Encyclopædia Britannica“. Atgauta iš britannica.com.
4. „MD Guiry & GM Guiry“ (2019 m.). „AlgaeBase“. Pasaulinis elektroninis leidinys, Airijos nacionalinis universitetas, Golvėjus. Atkurta iš algaebase.org.
5. Fitoplanktono identifikacija. Diatomos ir dinoflagellates. Atkurta iš „ucsc.edu“.
6. Diatomas. Naujoji pasaulio enciklopedija. Atkurta iš newworldencyclopedia.org.
7. P. Kučzynska, M. Jemiola-Rzeminska ir K. Strzalka (2015). Fotosintetiniai pigmentai diatomose. Jūrų narkotikai.
8. Diatomas. MIRACLE. Susigrąžinta iš ucl.ac.uk.
9. Diatominė žemė. Atkurta iš diatomea.cl.
10. Silicio dioksidas, diatomito žemė ir krevetės. Atgauta iš balnova.com.
11. L. Baglione. Diatominės žemės naudojimo būdai. Atkurta iš tecnicana.org
12. Diatomas. Atkurta iš en.wikipedia.org.
13. A. Guy (2012). Nanotech diatomos. Atkurta iš nextnature.net.