ФІТОПЛАНКТОН: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ХАРЧУВАННЯ, РОЗМНОЖЕННЯ - БІОЛОГІЯ

Фітопланктон є групою пелагічних автотрофніорганізмів , які живуть у водному середовищі і не здатні протистояти дії струмів. Ці мікроорганізми мешкають майже у всіх водоймах планети.

Більшість є одноклітинними і не можуть подолати струми, тому вони захоплюються ними. Їх ще називають первинними виробниками, оскільки вони є основою трофічних мереж водних середовищ. Вони зустрічаються по всьому водному стовпчику.

Різноманітність фітопланктону. Знято та відредаговано у професора Гордона Т. Тейлора, Університет Стоні Брука, через Wikimedia Commons.

Їх щільність населення коливається в часі і може утворювати дуже щільні тимчасові агрегати, відомі як цвітіння, помутніння або цвітіння. Ці цвітіння здатні змінювати фізичні та хімічні умови водойми, де вони відбуваються.

Таксономія

Термін фітопланктон не має таксономічної валідності. Він використовується для групування різних груп організмів, що входять до складу планктону, переважно мікроводоростей.

Серед найважливіших таксономічних груп фітопланктону - діатоми (царство Cromista, клас Bacillariophyceae), які містять понад 200 родів та понад 20 тис. Живих видів.

Серед найважливіших груп динофлагелати (Cromista Kingdom, infraphyllum Dinoflagellata) з більш ніж 2400 описаними видами також вважаються серед найбільш важливих груп. Іншими представниками фітопланктону є коколітофори та деякі ціанобактерії (Царство Бактерії, відділ Ціанобактерії).

Загальна характеристика

Це в основному організми Царства Хроми, тобто є еукаріоти, в більшості випадків вони представлені хлоропластами з хлорофілами a і c. Вони одноклітинні. Будучи мікроскопічними організмами, їх плавання обмежене, і вони не можуть подолати течії.

Вони потребують сонячної енергії для фотосинтезу. Їх залежність від сонячного світла обмежує їх проживання у фотичній зоні (місцевості, де сонячне світло потрапляє до водного середовища).

Основними представниками фітопланктону є діатоми, динофлагелати та коколітофори, нижче їх загальної характеристики:

Діатоми

Діатомне різноманіття. Знято та відредаговано з: Wipeter, з Wikimedia Commons.

Одноклітинні організми, іноді колоніальні. Вони представляють фрукти, які є досить твердою і багато прикрашеною клітинною стінкою, складеною переважно з кремнезему.

Цей фруктовий склад складається з двох окремих клапанів (епітека і застава) різного розміру, які разом схожі на коробку з кришкою або чашку Петрі. У них зазвичай немає джгутиків. Вони населяють майже всі водойми і навіть вологі середовища.

Динофлагелати

Вони є одноклітинними організмами, які можуть або не можуть утворювати колонії. Більшість є фотосинтетичними і мають хлорофіли a і c, деякі - міксотрофи (які можуть отримувати їжу за допомогою фотосинтезу або з іншого організму), а інші - гетеротрофи.

Більшість - морські, але деякі живуть у прісній воді. Більшість є вільноживучими, проте деякі види є ендосимбіонтами тварин, наприклад, корали. Вони представляють два нерівні джгутики, які завдяки своєму розташуванню надають тілу коливальні руху.

Коколітофори

Вони являють собою одноклітинні мікроводорості, покриті карбонатними структурами кальцію у вигляді луски або пластинок. Вони суто морські організми і не мають джгутиків.

Інші компоненти фітопланктону

Ціанобактерії

Вони є прокаріотичними організмами, здатними до фотосинтезу, для яких у них присутній лише хлорофіл a. Вони грамонегативні і здатні фіксувати азот і перетворювати його в аміак.

В основному вони населяють озера та лагуни, вони також часті в океанах та у вологому середовищі.

Малювання ціанобактерії. Знято та відредаговано з Центру баз даних з наук про життя (DBCLS).

Харчування

Харчування фітопланктону досить різноманітне. Однак фотосинтез є загальним фактором серед усіх груп, що складають фітопланктон. Деякі харчові типи цих мікроорганізмів згадуються нижче.

Автотрофія

Тип дієти, яку представляють деякі організми, які здатні виробляти власну їжу. Що стосується фітопланктону, він використовує сонячне світло для перетворення неорганічних сполук у корисні органічні речовини. Цей процес використовується майже всіма організмами у фітопланктоні.

Ще один автотрофний процес - це ціанобактерії, які можуть фіксувати азот і перетворювати його на аміак.

Гетеротрофія

Стиль харчування, в якому організми залежать від органічної речовини, вже зробленої для отримання їжі. Прикладами гетеротрофії в цілому є хижацтво, паразитизм і рослиноїдні годування.

У фітопланктоні деякі організми мають такий тип живлення. Наприклад, у динофлагелятів є представники, які видобувають інших динофлагелятів, діатомів та інших мікроорганізмів.

Мікситрофія

Необов'язковий стан деяких організмів, які здатні отримувати свою їжу автотрофним або гетеротрофним способом. У фітопланктоні деякі види динофлагелятів поєднують фотоавтотрофію (фотосинтез) з гетеротрофією.

Деякі дослідники обмежують гетеротрофію фагоцитозом інших організмів. Інші також включають паразитизм деяких видів динофлагелятів, які, як вважають, також фотосинтезують.

Відтворення

Організми фітопланктону представлені великою різноманітністю репродуктивних форм, які різняться залежно від великого різноманіття видів та груп цієї групи. Однак у широкому плані група представляє два типи відтворення; безстатеві та сексуальні:

-Асексуальні

Тип розмноження, при якому потомство успадковує лише гени від одного батька. У цьому виді відтворення гамети не беруть участь. Немає хромосомних варіацій, і це часто зустрічається в одноклітинних організмах, таких як фітопланктон. Деякі види безстатевого розмноження у фітопланктоні:

Двійкове або множинне поділ

Характерний для археїв та бактерій цей тип розмноження складається з розмноження ДНК клітиною-попередником з подальшим процесом під назвою цитокінез, який є не що інше, як поділ цитоплазми.

Цей поділ породжує дві дочірні клітини (бінарне ділення) або більше (множинне поділ). Синьо-зелені водорості (ціанобактерії), динофлагеляти та діатоми розмножуються за цим типом механізму.

Утворення

Серед організмів фітопланктону ціанобактерії можуть розмножуватися шляхом брунькування. У цьому процесі виробляється маленька особина, дуже схожа на дорослу людину.

Це відбувається завдяки виробництву бутону або самоцвета, який проростає у дорослої людини і росте на ній, навіть харчуючись поживними речовинами батьків. Коли індивід (самоцвіт) досяг певного розміру, він відривається від батьківського і стає незалежним.

-Сексуальний

Статеве розмноження полягає в отриманні потомства з комбінованого генетичного матеріалу двох статевих клітин або гамет. Ці гамети можуть походити від одного і того ж з батьків або від різних батьків.

Процес включає мейотичний поділ клітин, при якому диплоїдна клітина зазнає редуктивного поділу, даючи клітини з половиною генетичного навантаження клітини-попередника (зазвичай чотири клітини).

Кілька видів фітопланктону піддаються статевому розмноженню в цілком конкретних випадках. Наприклад, динофлагелати під певним тиском навколишнього середовища (де умови не обов'язково є несприятливими) демонструють тип статевого розмноження.

У цьому відтворенні утворюється зигота, завдяки зрощенню двох особин, які функціонують як гамети. Пізніше зигота зазнає мейотичного поділу і дасть початок гаплоїдним клітинам.

Інший приклад статевого розмноження у фітопланктоні - це діатоми. У них після процесу мітозу (безстатевого розмноження) одна з двох дочірніх клітин виявляється меншою, ніж клітина-попередник.

У міру того, як процес мітозу повторюється, зменшення розміру дочірніх клітин прогресує, до досягнення природного стійкого мінімуму. Після досягнення цього мінімуму починається процес статевого розмноження, щоб відновити нормальний розмір клітин у популяції.

Gephyrocapsa oceanica, Cocolithophore. Знято та відредаговано з: Фото NEON ja, кольоровий Річард Бартц, з Вікісховища.

Важливість

Основне значення фітопланктону - екологічне. Його функція в екосистемах є життєво важливою для підтримки життєдіяльності та трофічних відносин.

Перетворення світлової енергії, вуглекислого газу та неорганічних поживних речовин в органічні сполуки та кисень значною мірою підтримує життя не лише у водному середовищі, але й на планеті.

Ці організми разом представляють близько 80% органічної речовини на планеті. Ця органічна речовина є їжею величезної кількості риб та безхребетних.

Крім того, фітопланктон виробляє більше половини кисню планети. Крім того, ці організми є важливою частиною вуглецевого циклу.

Промислове значення

Багато видів мікроводоростей використовують у аквакультурі для годування на ранніх стадіях (личинки) риб та креветок у культурних умовах.

Існує потенційне використання мікроводоростей як біопалива. Вони також використовуються в природній медицині, в косметології, як біодобрива та багато інших цілей.

Клінічне значення

Існує явище, яке характеризує фітопланктон, і саме цвіт фітопланктону. Вони виникають, коли доступність поживних речовин у певному місці дуже висока і використовується цими мікроорганізмами завдяки прискореному розмноженню клітин.

Ці події можуть статися прибережними потоками (океанографічне явище, коли води дна під дією вітру і течій досягають поверхні), або певними подіями збільшення поживних речовин.

Події, пов’язані з популяризацією, в значній мірі приносять користь рибному промислу для риб та інших організмів, але не всі цвітіння фітоплантантів є продуктивними для довкілля та його мешканців.

Деякі види фітопланктону, особливо динофлагеляти, виробляють токсини та їх цвітіння, які також називаються червоними припливами, спричиняють величезну смертність риб, молюсків та ракоподібних, навіть для людини, якщо вони споживають заражені організми.

Інша група фітопланктонових організмів, що спричиняють велику смертність, - це бактерії, які розкладають мертвий планктон, коли їх популяція дуже велика. Вони споживають кисень з навколишнього середовища, створюючи аноксичні зони або мертві зони, як їх ще називають.

Список літератури

1. Що таке фітопланктон? POT. Відновлено з earthobservatory.nasa.gov.
2. В. Грегг (2003). Первинне виробництво та клімат океану: глобальні декадальні зміни. Геофізичні дослідницькі листи.
3. Що таке фітопланктон? Національна служба океану (NOAA). Відновлено з oceanservice.noaa.gov.
4. Фітопланктон. Енциклопедія Британіка. Відновлено з britannica.com.
5. Фітопланктонові діатоми, динофлагеляти, сині зелені водорості. Відновлено з edc.uri.edu.
6. Фітопланктон. Океанографічний заклад Woods Hole. Відновлено з whoi.edu.
7. Фітопланктон. Вікіпедія. Відновлено з es.wikipedia.org.
8. Редакція WoRMS (2019). Світовий реєстр морських видів. Відновлено з сайту marinespecies.org.
9. Діатом Вікіпедія. Відновлено з es.wikipedia.org.
10. Ціанобактерії EcuRed. Відновлено з eured.cu.
11. Динофлагеллата. Вікіпедія. Відновлено з es.wikipedia.org.

ФІТОПЛАНКТОН: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ХАРЧУВАННЯ, РОЗМНОЖЕННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025