Diatoms

Marine diatoms
Photo Credit:
Prof. Gordon T.,a
Class: Bacillariophyceae
Orders
  • Centrales
  • Pennales

Diatom is the common name for a major group of unicellular or (less commonly) colonial algae comprising the protist taxon Bacillariophyceae (or Bacillariophyta), characterized by unique cell walls of silica (hydrated silicon dioxide)., Kutsutaan frustule, nämä solun seinät koostuvat yleensä kaksi päällekkäin ja lukituksesta epäsymmetrinen puolella split selvää niiden välillä, joten ryhmän nimi ”piilevien”, joka tulee kreikan διά (dia), joka tarkoittaa ”läpi” ja τέμνειν (temnein), joka tarkoittaa ”leikata”, ja näin ”leikkaa kahtia.”Useimmat diatomit ovat mikroskooppisia.

piidioksidi kuoret (frustules) ja piilevät osoittavat laaja monimuotoisuus muodossa, joitakin melko monimutkainen ja koristeellinen. Näiden eliöiden kauneus, kuten mikroskoopilla on havaittu, on johtanut siihen, että niitä kutsutaan ”meren jalokiviksi.,”

nämä eukaryootit ovat yksi yleisimmistä kasviplanktonin tyypeistä. Niitä esiintyy runsaasti lähes kaikissa maailman vesissä, makeassa vedessä ja suolaliuoksessa, ja niitä on myös kosteassa maaperässä ja kasvien kosteudessa. Ekologisesti, ne ovat erittäin tärkeitä, toimii pohjan elintarvikkeiden ketjut monet eläimet, erityisesti valtameren ympäristöissä, joissa he ovat vastuussa paljon alkutuotantoon., Lisäksi piilevät ovat lähde paljon öljy ja heidän talletukset muodostavat piimaa, jota käytetään eristys, joten dynamiittia, suodatus tuki, mieto hioma-aineet, imukykyinen, nesteille, kissanhiekkaa, ja muihin tarkoituksiin. Elävät diatom-yhteisöt ovat suosittu väline ympäristöolosuhteiden seurannassa sekä menneisyydessä että nykyisyydessä, ja niitä käytetään yleisesti veden laatua koskevissa tutkimuksissa.

Fossiilitodisteiden mukaan diatomit ovat peräisin varhaiselta jurakaudelta tai sitä ennen.,

Yleiskatsaus ja kuvaus

Piilevät ovat tyyppiä heterokont (phylum Heterokontophyta), suuri linja eukaryooteissa, joka sisältää sekä autotrophs (esim. kultainen levät) ja heterotrofit (esim. vesi muotit). Useimmat ovat levät, jotka vaihtelevat jättiläinen solu-rakkolevä lähinnä yksisoluisten piilevät.Heterokontilevillä on kloroplasteja, joita ympäröi neljä kalvoa. Laskea syrjäisimpien sisin kalvo, ensimmäinen kalvo on jatkuva isäntä on kloroplastiin endoplasmakalvosto, tai cER., Toinen kalvo esittelee este lumen endoplasmakalvosto ja kloroplastiin, joka edustaa seuraavan kahden kalvoja, jonka kuluessa thylakoid kalvoja löytyy. Tämä järjestely kalvot viittaavat siihen, että heterokont viherhiukkasia saatiin vähentäminen symbioottinen punainen levien eukaryote. Kloroplasteissa tyypillisesti sisältävät klorofylli a ja klorofylli c, ja yleensä lisävaruste pigmentti fucoxanthin, antaa heille kultainen-ruskea tai ruskehtavan vihreä väri.,

Useita lajeja makean veden piileviä.

On olemassa yli 200 suvut elävät piilevät, ja se on arvioitu, että noin 100 000 säilynyt laji (Pyöreä ja Crawford 1990; Canter-Lund ja Lund 1995). Useimmat piilevät ovat yksisoluisia, vaikka ne voi olla olemassa kuin siirtomaita muoto säikeitä tai nauhoja (esim. Fragillaria), tuulettimet (Meridion), zigzags (Tabellaria), tai stellate siirtomaita (Asterionella).,

Piilevät ovat laajalle levinnyt ryhmä, ja löytyy valtamerten, makean veden järviä ja puroja, maaperässä ja kosteisiin pintoihin. Useimmat live pelagically avovedessä, vaikka jotkut elää kuten pinta-elokuvia veden ja sedimentin rajapintaa (benthic), tai jopa kosteissa sääolosuhteissa. Ne ovat erityisen tärkeitä valtamerissä, joissa niiden arvioidaan tuottavan jopa 45 prosenttia valtamerten alkutuotannosta (Mann 1999). Vaikka jotkin diatomilajit ovat yleensä mikroskooppisia, ne voivat kasvaa jopa 2 millimetrin mittaisiksi.,

Diatom-solut sisältyvät ainutlaatuiseen silikaatti (piihappo) – soluseinään, joka koostuu kahdesta erillisestä venttiilistä (tai kuorista). Diatomin soluseiniä kutsutaan myös frustuleiksi tai testeiksi. Se frustule koostuu lähes yksinomaan kvartsista, valmistettu piihappo, ja on päällystetty orgaaninen aine, joskus pektiiniä. Kaksi päällekkäisiä osia frustule rakenne ovat epitheca ja hypotheca, jossa epitheca päällä, että hypotheca hieman kuin kaksi päällekkäistä puolikkaat petrimaljaan. Tämä päällekkäisyys mahdollistaa sen, että diatom saavuttaa rajoitetun liikkeen., Päällekkäisyys mahdollistaa myös sisäisen kasvuhuoneen lisäämisen. Se frustules rakenne sisältää myös monia huokoset ja rakoja, jotka tarjoavat piilevien pääsy ulkoisen ympäristön prosessit, kuten jätteen poisto ja liima eritystä. Biogeeniset piidioksidia, että soluseinän koostuu syntetisoidaan solussa polymeroimalla piihappo monomeerit. Tämä materiaali pursotetaan solun ulkopuolelle ja lisätään seinään.,

useimmissa lajeja, kun piilevien jakaa tuottaa kaksi tytär soluja, jokainen solu pitää yksi kaksi venttiiliä ja kasvaa pienempi venttiili sisällä. Tämän seurauksena kunkin jakosyklin jälkeen väestön diatom-solujen keskikoko pienenee. Kun tällaiset solut saavuttavat tietyn vähimmäiskoon sen sijaan, että ne vain jakaantuisivat kasvullisesti, ne kääntävät tämän laskun muodostaen auxosporen. Tämä laajenee koko aiheuttaa paljon suurempi solu, joka sitten palaa koko pienenee divisioonaa. Auxospore-tuotanto liittyy lähes aina meioosiin ja seksuaaliseen lisääntymiseen.,

piilevien on kellertävän ruskea kloroplastit ovat tyypillisiä heterokonts, jossa on neljä kalvot ja sisältävät pigmenttejä, kuten fucoxanthin.

Yksittäisten diatomes yleensä ole siimoja, mutta siimoja ovat läsnä sukusolujen ja on tavallista heterokont rakenne, paitsi heillä ei ole hiuksia (mastigonemes) ominaisuus muissa ryhmissä. Useimmat diatomit ovat ei-liikkumattomia, vaikka jotkut liikkuvat flagellaation kautta., Koska niiden suhteellisen tiheä solun seinät, koska ne voivat helposti pesuallas, planktisten muotoja avovedessä yleensä luottaa myrskyisä sekoittaminen ylempiin kerroksiin tuuli pitää ne keskeytetään aurinkoinen pinta vesillä. Jotkut lajit säätelevät aktiivisesti kelluvuuttaan solunsisäisillä lipideillä uppoamisen estämiseksi.

Diatomien hajoaminen ja hajoaminen johtaa orgaaniseen ja epäorgaaniseen (silikaatteina) sedimenttiin., Epäorgaaninen osa nämä sedimentit voivat johtaa menetelmä analysoida menneisyyden marine ympäristöissä corings valtameren lattiat tai lahden lietteet, koska epäorgaaninen aine on upotettu laskeuman savet ja silts ja muodostaa pysyvä geologinen ennätys kuten meren kerrostumissa.

Luokitus

Valinnat Ernst Haeckel on 1904 Kunstformen der Natur (Artforms Luonto), osoittaa pennate (vasemmalla) ja centric (oikealla) frustules.,

luokittelu heterokonts on vielä selvittämättä, ja ne voidaan käsitellä kuten jako (tai phylum), kuningaskunta, tai jotain siltä väliltä. Näin ollen ryhmät, kuten piilevät voi olla sijoittui missä tahansa luokan (yleensä kutsutaan Bacillariophyceae) jako (yleensä kutsutaan Bacillariophyta), vastaavat muutokset riveissä niiden alaryhmiin. Diatomeista käytetään joskus myös nimitystä ”Diatomophyceae”.,

Piilevät ovat perinteisesti jaettu kahteen tilaukset: centric piileviin (Centrales), jotka ovat säteittäisesti symmetrisiä, ja pennate piilevät (Pennales), jotka ovat kahdenvälisesti symmetrinen. Edelliset ovat parafyleettisiä jälkimmäisiin nähden. Uudempi luokitus (Pyöreä ja Crawford 1990) jakaa piilevät kolmeen luokkaan: centric piilevät (Coscinodiscophyceae), pennate piilevät ilman raphe (Fragilariophyceae), ja pennate piilevät kanssa raphe (Bacillariophyceae). On todennäköistä, että muutoksia tulee lisää, kun ymmärrys heidän suhteistaan kasvaa.,

Kierroksen & Crawford (1990) ja Hoek et al. (1995) tarjoavat kattavamman kattavuuden diatomin taksonomiasta.

Ympäristövaikutukset

budjetti meren pii sykli (Treguer et al. 1995)

Piileviä esiintyy lähes jokaisessa ympäristö, joka sisältää vettä. Tähän kuuluvat valtamerten, merien, järvien ja purojen lisäksi myös maaperä.

planktonisissa muodoissa makeassa vedessä ja meriympäristössä esiintyy usein ”puomi ja rintakuva” (tai ”bloom and bust”) – elämäntapaa., Kun ehtoja ylä-mixed layer (ravinteet ja valo) ovat suotuisat (esim. alussa keväällä) niiden kilpailuetua (Furnas 1990) avulla ne voivat nopeasti hallita kasviplanktonin yhteisöjen (”boom” tai ”bloom”). Sellaisina ne ovat usein luokiteltu opportunistinen r-strategit (eli ne organismit, joiden ekologia on määritelty korkea kasvu, r).

Kun olosuhteet kääntyä epäsuotuisa, yleensä kun ehtyminen ravinteiden, piilevien solut yleensä lisätä uppoaminen hintaan ja poistua ylä-mixed layer (”bust”)., Tämä uppoamisen aikaan joko menetys nosteen ohjaus, synteesi liima, joka tarttuu piilevät solut yhdessä, tai tuotannon raskas lepo-itiöitä. Uppoamisen ulos ylemmän sekoitettu kerros poistaa piileviä ehtoja, heikentää kasvua, mukaan lukien grazer väestön ja korkeampia lämpötiloja (joka olisi muuten lisätä solujen aineenvaihduntaa). Syvempään veteen tai matalaan merenpohjaan pääsevät solut voivat sitten levätä, kunnes olosuhteet muuttuvat taas suotuisammiksi. Avomerellä, paljon uppoaminen solut ovat menettäneet syvä, mutta turvaa populaatiot voivat säilyä lähellä harppauskerrosta.,

Lopulta, piilevien solujen näissä lepää väestön re-enter ylä-mixed layer, kun pystysuoran sekoittumisen entrains niitä. Useimmissa tapauksissa, tämä sekoittaminen myös täydentää ravinteita ylä-mixed layer, jossa kohtaus seuraavan kierroksen piilevien kukkii. Avomerellä (pois alueet, jatkuva kumpuaminen (Dugdale ja Wilkerson 1998), tämä sykli bloom, rintakuva, sitten palata pre-bloom ehtoja tapahtuu tyypillisesti yli vuotuinen sykli, jossa piilevät vain on vallalla aikana keväällä ja alkukesästä., Joissakin paikoissa kuitenkin, syksyllä kukkivat voi esiintyä, aiheuttama jakautuminen kesä kerrostuneisuus ja sekoittuminen ravinteita, kun valoa on vielä riittävästi kasvua. Koska pystysuora sekoittamalla kasvaa ja valon määrä ovat laskussa talven lähestyessä, nämä kukkii ovat pienempiä ja lyhytikäisempi kuin niiden vastineet keväällä.

avomerellä, ehdolla, että tyypillisesti aiheuttaa piilevien (kevät) kukkii loppuun on puute piin., Toisin kuin muita ravintoaineita, tämä on vain suuri vaatimus piilevät ja se ei ole regeneroitu planktonissa ekosysteemin yhtä tehokkaasti kuin esimerkiksi typpeä tai fosforia ravinteita. Tämä voidaan nähdä karttoja pinta ravinteiden pitoisuudet—kuten ravinteita lasku sekä kaltevuudet, pii on yleensä ensimmäisenä loppuun (jälkeen normaalisti typen sitten fosfori).

tämän Takia kukinta-ja-rintakuva elämäntapa, piilevät uskotaan pelata suhteettoman tärkeä rooli viennin hiiltä valtamerten pintavesien (Smetacek 1985; Dugdale ja Wilkerson 1998)., Merkittävästi, niillä on myös keskeinen rooli sääntelyn biogeokemiallisiin sykli piin moderni ocean (Treguer et al. 1995; Yool ja Tyrrell 2003).

Egge & Aksnes (1992)

käytä piitä, jonka piilevät uskotaan monet tutkijat olla avain heidän ekologinen menestys. Nyt klassisessa tutkimuksessa Egge ja Aksnes (1992) havaitsivat, että mesokosmiyhteisöjen diatomin valta-asema liittyi suoraan silikaatin saatavuuteen., Kun piipitoisuus lähestymistapoja pitoisuus 2 mmol m-3, piilevät yleensä edustavat yli 70 prosenttia kasviplanktonin yhteisön. Raven (1983) totesi, että suhteessa orgaanisen solun seinät, piidioksidi frustules vaativat vähemmän energiaa syntetisoimaan (noin 8 prosenttia vertailukelpoinen orgaaninen seinä), mahdollisesti merkittävä säästö koko solun energia-budjetti., Muut tutkijat (Milligan ja Morel 2002) ovat ehdottaneet, että biogeeniset piidioksidin piilevien soluseinä toimii tehokkaana pH puskurointi agentti, joka helpottaa muuntaminen bikarbonaatti, jotta liuennut CO2 (joka on helpommin sulavaa). Sen estämättä, mitä mahdollisia etuja tuottamat pii, piilevät yleensä kasvun kuin muut levät vastaava koko (Furnas 1990).,

niille, jotka haluavat kerätä piilevät henkilökohtainen havainto, elävät piilevät ovat usein kiinni suuria numeroita rihmalevien, tai muodostaa hyytelömäinen massat eri sukelluksissa kasvit. Cladophora on usein peitetty Cocconeis, on soikion muotoinen piilevien; Vaucheria on usein peitetty pieniä muotoja. Piilevät ovat usein läsnä ruskea, liukas pinnoite veden alla kiviä ja tikkuja, ja voi olla nähnyt to ”stream”, jossa joki virtaa. Lammen, ojan tai laguunin pintamulta tuottaa lähes aina joitakin diatomeja., Ne voidaan saada nousemaan esiin täyttämällä purkki vedellä ja mudalla, käärimällä se mustaan paperiin ja antamalla suoran auringonvalon pudota veden pinnalle. Päivän kuluessa diatomit tulevat huipulle roskasakkana ja ne voidaan eristää. Lisäksi, koska piilevät on tärkeä osa ruoka-nilviäisiä, vaippaeläinten, ja kaloja, ruuansulatuselimistön kirjoitusten nämä eläimet tuottavat usein muotoja, jotka eivät ole helposti turvattu muilla tavoin. Meren piilevät voidaan kerätä suoraan veden näytteenotto, vaikka merenpohjan muotoja voi olla vakuutena kaavinta barnacles, osteri kuoret ja muut kuoret (Chamberlain 1901).,

Fossiilisten ennätys

varhaisin tunnettu fossiilisten piilevät päivämäärä alussa Jurassic (~185 Ma), vaikka molekyyli kellon ja sedimenttien todisteet viittaavat aiempaan origin (Briceno ja Medlin 1996; Schieber et al. 2000). On arveltu, että niiden alkuperä saattaa liittyä permikauden lopun joukkosukupuuttoon (~250 Ma), jonka jälkeen avattiin monia merialueita (Medlin et al. 1997). Ero tämän tapahtuman ja aika, että fossiilisten piilevät aluksi näyttävät voi ilmoittaa aika, jolloin piilevät olivat unsilicified ja niiden kehitys oli arvoituksellinen (Korppi ja Waite 2004)., Koska kynnyksellä silicification, piilevätutkimuksia on tehty merkittävä vaikutus fossiilisten ennätys, merkittäviä talletukset fossiilisten piilevät löytynyt niin pitkälle taaksepäin kuin alussa Liitukauden, ja joitakin kiviä (piimaa, piimaa) on koostuu lähes kokonaan niistä.

Vaikka piilevät voi olla olemassa, koska Triaskausi, ajoitus niiden valta ja ”take-over” piin kierto on uudempi., Ennen Phanerozoic (ennen 544 Ma), uskotaan, että mikrobi-tai epäorgaanisten prosessien heikosti säännelty merta on pii-sykli (Siever 1991; Huuliveikko ja Erwin 2001; Grenne ja Slack 2003). Tämän jälkeen sykli näyttää hallitsee (ja enemmän voimakkaasti säännelty), jonka kesken ja piipitoisista sienet, entinen koska eläinplankton, jälkimmäinen istumista suodatin syöttölaitteet ensisijaisesti manner-hyllyt (Mangini ja Cordey 2000)., Viimeisen 100 miljoonan vuoden aikana, se on ajatellut, että pii sykli on joutunut jopa tiukempi valvonta, ja että tämä juontuu ekologisten ylivallasta piilevät.

”haltuunoton” tarkka ajoitus on kuitenkin epäselvä, ja eri tekijöillä on ristiriitaisia tulkintoja fossiiliaineistosta. Joitakin todisteita, kuten silikaattisienienien syrjäyttäminen hyllyiltä (Maldonado et al., 1999), viittaa siihen, että tämä valtaus alkoi Liitukauden (146 Ma 65 Ma), kun taas näyttöä siitä, radiolarians ehdottaa, ”take-over” ei voi alkaa ennen kuin Cenozoic (65 Ma läsnä) (Harper ja Knoll 1975). Kuitenkin, riippumatta siitä, yksityiskohdat ”take-over” ajoitus, se on selvää, että tämä viimeisin vallankumous on asennettu paljon tiukempi biologisen kontrollin biogeokemiallisiin sykli piitä.

Heterokontiklooriplastit näyttävät olevan peräisin punalevistä eikä suoraan prokaryooteista, kuten kasveissa uskotaan tapahtuneen., Tämä viittaa siihen, että niillä oli tuoreempi alkuperä kuin monilla muilla Levillä. Kuitenkin, fossiilisia todisteita on niukasti, ja se on todella vain kehitys piilevät itse, että heterokonts tehdä vakavia vaikutus fossiilisten ennätys.

Genomin sekvensointi

koko genomin centric piilevien, Thalassiosira pseudonana, on ollut sekvensoitiin (Ambrust et al. 2004), ja sekvensointi toinen piilevien genomin päässä pennate piilevien Phaeodactylum tricornutum on käynnissä. Ensimmäiset oivallukset P: n genomiominaisuuksista., tricornutum – geenien repertuaariksi kuvattiin 1 000 Estiä (Scala et al. 2002). Myöhemmin, useita Etuja, oli laajennettu 12 000 ja Piilevien EST-Tietokanta oli rakennettu toiminnallinen analyysit (Maheswari et al. 2005). Nämä sekvenssit on käytetty tehdä vertaileva analyysi välillä, P. tricornutum ja oletetun täydellinen proteomes vihreä levä Chlamydomonas reinhardtii, punainen levä Cyanidioschyzon merolae, ja centric piilevien T. pseudonana (Montsant et al. 2005).,

Nanoteknologian tutkimus

laskeuman piidioksidia, jonka piilevät voivat myös osoittautua apuohjelma nanoteknologia (Bradbury 2004). Piilevien solujen toistuvasti ja luotettavasti valmistus venttiilit erityisen muotoisia ja kokoisia, jolloin mahdollisesti piilevät valmistaa mikro – tai nano-mittakaavan rakenteita, jotka voidaan käyttää erilaisia ”widgetit”, mukaan lukien: optiset järjestelmät; puolijohde nanolithography, ja jopa käyttää piilevien venttiilit kuten ajoneuvot, esimerkiksi lääkeaineen., Käyttämällä asianmukaista keinotekoinen valinta menettely, piilevät, jotka tuottavat venttiilit erityisen muotoisia ja kokoisia voisi olla kehittynyt laboratoriossa, ja sitten käyttää chemostat kulttuurien massa tuottaa nanomittakaavan komponentit (Rumpu ja Gordon 2003).

  • Canter-Lund, H., ja J. W. G. Lund. 1995. Makeanveden Levät. Biopress Limited. ISBN 0948737255.
  • Chamberlain, C. 1901. Kasvien histologian menetelmät. Chicago: University of Chicago Press.
  • Furnas, M. J. 1990., In situ kasvuvauhti meren kasviplankton: lähestymistavat mittaamiseen, yhteisön ja lajien kasvuvauhti. J. Plankton Res. 12: 1117-1151. Viitattu 22.8.2008.
  • Hoek, C., van den, D. G. Mann, ja H. M. Jahns. 1995. Levä: johdatus fykologiaan. Cambridgen Yliopiston Lehdistö. ISBN 0521316871.
  • Mann, D. G. 1999. Lajikäsitys diatomeissa. Fykologia 38: 437-495. Viitattu 22.8.2008.
  • Raven, J. A. 1983. Piin kuljetus ja toiminta laitoksissa. Biol. Ilm. 58: 179-207.
  • Schieber, J., D., Krinsley ja L. Riciputi. 2000. Diagenetic alkuperä kvartsi liete mutakivet ja vaikutukset piidioksidi pyöräily. Luonto 406: 981-985. Viitattu 22.8.2008.

kaikki linkit haettu 24.lokakuuta 2017.

  • computer simulations of pattern formation in diatoms.
  • Diatom Genome – Joint Genome Institute.
  • Diatom EST database-École Normale Supérieure.
  • Elämän Historia ja Ekologia Piilevät – Kalifornian Yliopiston Museo Paleontologian.,

– Hyvitykset

New World Encyclopedia kirjailijat ja toimittajat rewrote ja valmistunut Wikipedia articlein mukaisesti New World Encyclopedia standardeja. Tämä artikkeli noudattaa ehtojen Creative Commons CC-by-sa 3.0-Lisenssin (CC-by-sa), joita voidaan käyttää ja levittää kunnon nimeä. Luotto erääntyy alle tämän lisenssin ehtoja, jotka voivat viitata sekä New World Encyclopedia avustajat ja epäitsekäs vapaaehtoisia tukijoita Wikimedia Foundation. Voit lainata tämän artikkelin klikkaa tästä luettelo hyväksyttävistä vedoten muodoissa.,Historian aiemmin maksut by wikipedian käyttäjiä on kaikkien tutkijoiden täältä:

  • Piilevien historia
  • Heterokont historia
  • Frustule historia

historia tämä artikkeli, koska se oli tuotu New World Encyclopedia:

  • Historia ”Piilevien”

Huomautus: Joitakin rajoituksia voidaan soveltaa, käyttää yksittäisiä kuvia, jotka on erikseen lisensoitu.