| Diatoms | |
|---|---|
Marine diatoms
Photo Credit: Prof. Gordon T.,a |
|
| Class: | Bacillariophyceae |
- 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)., Ezek a cellafalak általában két egymást átfedő és egymással összekapcsolódó aszimmetrikus oldalból állnak, amelyek között a “diatom” csoportnév látható, ami a görög διά (dia) – ból származik, ami azt jelenti, hogy “keresztül”, és τέμνειν (temnein), ami azt jelenti, hogy “vágni”, és így “felére vágni”.”A legtöbb diatom mikroszkopikus.
a kovasavak (frustules) a kovasavak széles változatosságot mutatnak formában, néhány meglehetősen bonyolult és díszes. Ezeknek a szervezeteknek a szépsége, amint azt mikroszkópon keresztül megfigyelték, a tenger ékszereinek nevezik őket.,”
Ezek az eukarióták a fitoplankton egyik leggyakoribb típusa. Nagy számban megtalálhatók a világ szinte minden vizében, édesvízben és sós vízben, valamint a nedves talajban és a növények nedvességében is megtalálhatók. Ökológiailag nagyon fontosak, az élelmiszerláncok alapjaként szolgálnak sok állat számára, különösen az óceáni környezetben, ahol az elsődleges termelés nagy részéért felelősek., Amellett, kovamoszatok a forrás, a kőolaj, valamint a betétek formájában kovaföld, mellyel a szigetelés, hogy a dinamit, a szűrés támogatás, enyhe csiszolóanyagok, egy nedvszívó folyadékok esetében, macska, vagy egyéb célra. Az élő kovamoszatok közössége népszerű eszköz a környezeti feltételek, a múlt és a jelen megfigyelésére, és gyakran használják a vízminőség tanulmányozására.
A fosszilis bizonyítékok arra utalnak, hogy a diatómák a korai jura időszakban vagy azt megelőzően keletkeztek.,
áttekintés és leírás
a diatómák a heterokont (Phylum Heterokontophyta) egyik típusa, az eukarióták egyik fő vonala, amely magában foglalja mind az autotrófokat (például arany algákat), mind a heterotrófokat (például vízformákat). A legtöbb alga, az Óriás többsejtű tengeri moszattól a főleg egysejtű diatómákig terjed.A Heterokont algák kloroplasztokkal rendelkeznek, amelyeket négy membrán vesz körül. Jelezni a legkülső, hogy a legbelső membrán, az első membrán folyamatos a fogadó chloroplast leggyakoribb típusa, vagy cER., A második membrán az endoplazmatikus retikulum lumenje és a kloroplaszt közötti gátat mutatja be, amely a következő két membránt képviseli, amelyen belül a thylakoid membránok találhatók. A membránok ezen elrendezése arra utal, hogy a heterokont kloroplasztokat egy szimbiotikus vörös algal eukarióta csökkentéséből nyerték. A kloroplasztok jellemzően klorofill a-t és klorofill c-t tartalmaznak, általában a kiegészítő pigment fukoxantin, aranybarna vagy barnás-zöld színt adva nekik.,
több édesvízi diatomfaj.
az élő diatómáknak több mint 200 nemzetsége van, és becslések szerint körülbelül 100 000 fennmaradt faj van (Round and Crawford 1990; Canter-Lund and Lund 1995). A legtöbb diatóm egysejtű, bár léteznek filamentumok vagy szalagok (például Fragillaria), ventilátorok (Meridion), cikcakkok (Tabellaria) vagy csillagkolóniák (Asterionella) formájában.,
a diatómák széles körben elterjedtek, és megtalálhatók az óceánokban, az édesvízi tavakban és patakokban, a talajban és a nedves felületeken. A legtöbb nyílt vízben él, bár néhány felszíni filmként él a víz-üledék felületen (bentikus), vagy akár nedves légköri körülmények között is. Különösen fontosak az óceánokban, ahol becslések szerint a teljes óceáni elsődleges termelés 45% – át teszik ki (Mann 1999). Bár általában mikroszkopikus, néhány faj diatomák elérheti akár 2 milliméter hosszúságú.,
A kovamoszat cellák egy egyedi szilikát (kovasav) sejtfalon belül helyezkednek el, amely két különálló szelepet (vagy kagylót) tartalmaz. A kovamoszat sejtfalakat frustuláknak vagy teszteknek is nevezik. A frustule szinte tisztán szilícium-dioxidból áll, szilícium-savból készül, és szerves anyaggal, néha pektinnel van bevonva. A frustule struktúrájának két átfedő szakasza az epiteca és a hypotheca, az epiteca pedig a hypotheca-t kissé átfedi, mint egy petri-edény két egymást átfedő fele. Ez az átfedő funkció lehetővé teszi a kovamoszat számára, hogy korlátozott mozgást érjen el., Az átfedés további belső növekedési helyiséget is lehetővé tesz. A frustules szerkezet is tartalmaz sok pórusok és rések, amelyek a kovamoszat hozzáférést biztosít a külső környezet folyamatok, mint a hulladék eltávolítása és nyálkahártya szekréció. A biogén szilícium-dioxid, amelyből a sejtfal áll, intracellulárisan szintetizálódik a szilícium-sav monomerek polimerizációjával. Ezt az anyagot ezután extrudáljuk a sejt külsejére, majd hozzáadjuk a falhoz.,
a legtöbb fajban, amikor egy kovamoszat két leánysejtet termel, minden sejt megtartja a két szelep egyikét, és egy kisebb szelepet növeszt benne. Ennek eredményeként minden egyes osztási ciklus után a diatom sejtek átlagos mérete a populációban kisebb lesz. Amint az ilyen sejtek elérnek egy bizonyos minimális méretet, ahelyett, hogy egyszerűen vegetatív módon osztanák meg, megfordítják ezt a csökkenést egy auxospore kialakításával. Ez kibővíti a méretét, hogy sokkal nagyobb cellát hozzon létre, amely ezután visszatér a méretcsökkenéshez. Az Auxospore-termelés szinte mindig kapcsolódik a meiózishoz és a szexuális reprodukcióhoz.,
a kovamoszat sárgásbarna kloroplasztjai a heterokontokra jellemzőek, négy membránnal, és pigmenteket, például fukoxantint tartalmaznak.
Az egyes diatómákban általában hiányzik a flagella, de a flagella jelen van az ivarsejtekben, és a szokásos heterokont szerkezettel rendelkezik, kivéve, hogy hiányoznak a más csoportokban jellemző szőrszálak (mastigonémák). A legtöbb diatom nem mozgékony, bár egyesek ostorozással mozognak., Mivel viszonylag sűrű sejtfalaik könnyen elsüllyednek, a nyílt vízben lévő planktonikus formák általában a felső rétegek viharos keveredésére támaszkodnak a szél által, hogy a napfényes felszíni vizekben felfüggesztsék őket. Egyes fajok aktívan szabályozzák felhajtóerejüket intracelluláris lipidekkel a süllyedés ellen.
a diatómák bomlása és bomlása szerves és szervetlen (szilikátok formájában) üledékhez vezet., Ezeknek az üledékeknek a szervetlen alkotóeleme az óceáni padlók vagy öböl-iszapok által a múltbeli tengeri környezet elemzésének módszeréhez vezethet, mivel a szervetlen anyag agyagok és iszapok lerakódásába van beágyazva, és állandó geológiai nyilvántartást képez az ilyen tengeri rétegekről.
osztályozás
Ernst Haeckel 1904-es Kunstformen der Natur (Artforms of Natur) válogatásai, amelyek pennate (balra) és centrikus (jobbra) frustules-t mutatnak.,
a heterokontok osztályozása még mindig rendezetlen, és lehet őket felosztásnak (vagy phylumnak), Királyságnak vagy valami köztes dolognak tekinteni. Ennek megfelelően, csoportok, mint a kovamoszatok lehet rangsorolni bárhol osztály (általában az úgynevezett Bacillariophyceae), hogy division (általában az úgynevezett Bacillariophyta), a megfelelő változtatásokat a soraiban az alcsoportok. A diatómákat néha Diatomophyceae osztálynak is nevezik.,
a Diatómákat hagyományosan két rendre osztják: a centrikus diatómákat (Centrales), amelyek sugárirányban szimmetrikusak, a pennate diatómákat (Pennales), amelyek kétoldalúan szimmetrikusak. Az előbbiek parafiletikusak az utóbbiakhoz. Egy újabb osztályozás (Round and Crawford 1990) a diatómákat három osztályra osztja: centrikus diatómák (Coscinodiscophyceae), pennate diatoms raphe nélkül (Fragilariophyceae), valamint pennate diatoms raphe-val (Bacillariophyceae). Valószínű, hogy további felülvizsgálatok lesznek, mivel kapcsolataik megértése növekszik.,
forduló & Crawford (1990) és Hoek et al. (1995) nyújt átfogóbb lefedettség diatom taxonómia.
ökológia
az óceán Szilícium ciklusának költségvetése (Treguer et al. 1995)
a diatómák gyakorlatilag minden olyan környezetben fordulnak elő, amely vizet tartalmaz. Ide tartoznak nemcsak az óceánok, tengerek, tavak és patakok, hanem a talaj is.
planktonikus formák édesvízi és tengeri környezetben gyakran mutatnak “boom and bust” (vagy “bloom and bust”) életmódot., Amikor a felső kevert réteg (tápanyagok és fény) kedvező (pl. a tavasz elején) a verseny széle (Furnas 1990) lehetővé teszi számukra, hogy gyorsan uralják a fitoplankton közösségeket (“boom” vagy “bloom”). Mint ilyenek, gyakran opportunista r-stratégák (azaz azok a szervezetek, amelyek ökológiáját magas növekedési ütem határozza meg, r).
Ha a feltételek viszont kedvezőtlen, általában kimerülése után a tápanyagok, diatóma sejtek általában növeli a süllyedő arány, valamint kilépés a felső kevert réteg (“bust”)., Ezt a süllyedést vagy a felhajtóerő-szabályozás elvesztése, a nyálkahártya szintézise okozza, amely összekapcsolja a diatoms sejteket, vagy nehéz nyugalmi spórák előállítása. Süllyed a felső kevert réteg eltávolítja a kovamoszatok a feltételek ellenséges, hogy a növekedés, beleértve a grazer lakosság, illetve magasabb hőmérsékleten (ami egyébként növeli a sejtek anyagcseréje). A mélyebb vizet vagy a sekély tengerfenéket elérő sejtek ezután pihenhetnek, amíg a feltételek ismét kedvezőbbé válnak. A nyílt óceánban sok süllyedő sejt elveszik a mélyben, de a menedékpopulációk a termoklin közelében is fennmaradhatnak.,
végső soron ezekben a nyugalmi populációkban a diatómasejtek újra belépnek a felső kevert rétegbe, amikor függőleges keverést alkalmaznak. A legtöbb esetben, ez a keverés is feltölti a tápanyagokat a felső kevert réteg, amelyben a jelenet a következő fordulóban a kovamoszat virágzik. A nyílt óceánban (távol a folyamatos felhőszakadástól (Dugdale és Wilkerson 1998) ez a virágzási ciklus, a mellszobor, majd a virágzás előtti állapotokhoz való visszatérés általában egy éves ciklus alatt történik,a diatomok csak tavasszal és nyár elején fordulnak elő., Egyes helyeken azonban őszi virágzás is előfordulhat, amelyet a nyári rétegződés lebontása és a tápanyagok bevonása okoz, miközben a fényszint még mindig elegendő a növekedéshez. Mivel a vertikális keveredés növekszik, és a tél közeledtével csökken a fényszint, ezek a virágzások kisebbek és rövidebbek, mint a tavaszi.
a nyílt óceánban az a feltétel, amely általában a kovamoszat (tavasz) virágzását okozza, a szilícium hiánya., Más tápanyagokkal ellentétben ez csak a diatómák egyik fő követelménye, és nem regenerálódik olyan hatékonyan a planktoni ökoszisztémában, mint például a nitrogén vagy a foszfor tápanyagok. Ez látható a felszíni tápanyagkoncentrációk térképein—mivel a tápanyagok a színátmenetek mentén csökkennek, a szilícium általában az első, amelyet kimerítenek (ezt általában nitrogén, majd foszfor követi).
e virágzó és Virágzó életmód miatt úgy gondolják, hogy a diatomák aránytalanul fontos szerepet játszanak az óceáni felszíni vizekből származó szén exportjában (Smetacek 1985; Dugdale and Wilkerson 1998)., Jelentősen kulcsszerepet játszanak a szilícium biogeokémiai ciklusának szabályozásában a modern óceánban (Treguer et al. 1995; Yool and Tyrrell 2003).
Egge& Aksnes (1992)
A Szilícium diatoms általi használata sok kutató úgy véli, hogy az ökológiai siker kulcsa. Egy most klasszikus tanulmányban Egge és Aksnes (1992) megállapította, hogy a mezokozmosz közösségek kovamosz dominanciája közvetlenül kapcsolódik a szilikát rendelkezésre állásához., Amikor a szilíciumtartalom megközelíti a 2 mmol m-3 koncentrációt, a diatómák általában a fitoplankton közösség több mint 70% – át képviselik. Raven (1983) megjegyezte, hogy a szerves sejtfalakhoz képest a szilícium-dioxid-frustulák kevesebb energiát igényelnek a szintetizáláshoz (egy hasonló szerves fal körülbelül 8% – A), ami potenciálisan jelentős megtakarítást jelent a teljes sejtenergia-költségvetésben., Más kutatók (Milligan and Morel 2002) azt sugallták, hogy a kovamoszat sejtfalakban lévő biogén szilícium-dioxid hatékony pH pufferelőszerként működik, megkönnyítve a bikarbonát oldott CO2-re történő átalakulását (amely könnyebben asszimilálódik). A Szilícium által nyújtott lehetséges előnyök ellenére a diatómák általában magasabb növekedési rátával rendelkeznek, mint a megfelelő méretű algák (Furnas 1990).,
azok Számára, akik gyűjteni kovamoszatok a személyes megfigyelés, élő kovamoszatok gyakran kapaszkodott a nagy számok rákok fonalas alga, vagy alkotó kocsonyás massza különböző fedett növények. Cladophora gyakran borított Cocconeis, elliptikusan alakú kovamoszat; Vaucheria gyakran borított kis formák. A diatómák gyakran barna, csúszós bevonatként vannak jelen a víz alá merülő köveken és botokon, és látható, hogy a folyóárammal “patakolnak”. A tó, az árok vagy a lagúna felszíni iszapja szinte mindig hoz néhány diatomot., Ezeket úgy lehet előállítani,hogy egy korsót megtöltünk vízzel és sárral, fekete papírba csomagoljuk, és közvetlen napfényt engedünk a víz felszínére. Egy napon belül a diatómák a söpredék tetejére kerülnek, és elszigetelhetők. Továbbá, mivel a diatómák a puhatestűek, a zsákállatok és a halak táplálékának fontos részét képezik, ezeknek az állatoknak a táplálékláncai gyakran olyan formákat hoznak létre, amelyek más módon nem könnyen biztosíthatók. A tengeri diatómákat közvetlen vízmintavétel útján lehet összegyűjteni, bár a bentikus formákat barnacles, osztriga kagyló és más kagyló kaparásával lehet biztosítani (Chamberlain 1901).,
fosszilis rekord
a legkorábbi ismert fosszilis diatómák a korai jura időszakból származnak (~185 Ma), bár a molekuláris óra és az üledékes bizonyítékok korábbi eredetre utalnak (Kooistra and Medlin 1996; Schieber et al. 2000). Azt javasolták, hogy eredetük összefüggésben lehet A Permi tömeges kihalással (~250 Ma), amely után sok tengeri rést nyitottak meg (Medlin et al. 1997). Az esemény és a fosszilis diatómák első megjelenésének időpontja közötti különbség arra az időszakra utalhat, amikor a diatómák nem voltak láthatók, és evolúciójuk rejtélyes volt (Raven and Waite 2004)., A kovasavak megjelenése óta a kovasavak jelentős benyomást tettek a fosszilis rekordra, a fosszilis diatomák jelentős lerakódásai a korai krétakorban találhatók, és néhány kő (diatomaföld, diatomit) szinte teljes egészében ezekből áll.
bár a diatómák a triász időszak óta létezhettek, a szilíciumciklus felemelkedésének és “átvételének” időzítése új keletű., A Phanerozoic előtt (544 Ma előtt) úgy gondolják, hogy a mikrobiális vagy szervetlen folyamatok gyengén szabályozták az óceán Szilícium ciklusát (Siever 1991; Kidder and Erwin 2001; Grenne and Slack 2003). Ezt követően a ciklust a radioizotópok és a szilikátos szivacsok dominálják (és erősebben szabályozzák), az előbbiek zooplanktonként, az utóbbiak ülő szűrőadagolóként elsősorban a kontinentális polcokon (Racki and Cordey 2000)., Az elmúlt 100 millió évben úgy gondolják, hogy a szilícium ciklus még szorosabb ellenőrzés alá került, és ez a diatómák ökológiai felemelkedéséből származik.
az “átvétel” pontos időzítése azonban nem tisztázott, és a különböző szerzőknek ellentmondó értelmezéseik vannak a fosszilis rekordról. Néhány bizonyíték, például a szilikátos szivacsok elmozdulása a polcokról (Maldonado et al., 1999), azt sugallja, hogy ez a hatalomátvétel a krétakorban kezdődött (146 Ma-65 Ma), míg a radioláriusok bizonyítékai azt sugallják, hogy az “átvétel” csak a Cenozoikumig (65 Ma-ig) kezdődött (Harper and Knoll 1975). Mindazonáltal, függetlenül a “átvételi” időzítés részleteitől, egyértelmű, hogy ez a legutóbbi forradalom sokkal szigorúbb biológiai ellenőrzést hozott létre A Szilícium biogeokémiai ciklusa felett.
úgy tűnik, hogy a Heterokont kloroplasztok a vörös algákból származnak, nem pedig közvetlenül a prokariótákból, amint azt a növényekben feltételezték., Ez arra utal, hogy volt egy újabb eredetű, mint sok más algák. A fosszilis bizonyítékok azonban szűkösek, és valójában csak maguk a diatómák fejlődésével a heterokontok komoly benyomást keltenek a fosszilis rekordra.
genomszekvenálás
A centrikus diatom teljes genomját, a Thalassiosira pseudonanát szekvenálták (Ambrust et al. 2004), és folyamatban van a pennate diatom Phaeodactylum tricornutum második diatom genomjának szekvenálása. Az első betekintést a genom tulajdonságait a P., a tricornutum génállományát 1000 est (Scala et al. 2002). Ezt követően az est-k számát 12 000-re bővítették, a Diatom EST adatbázist pedig funkcionális elemzésekre (Maheswari et al. 2005). Ezeket a szekvenciákat a zöld alga Chlamydomonas reinhardtii, a vörös alga Cyanidioschyzon merolae és a centrikus diatom T. pseudonana (Montsant et al. 2005).,
nanotechnológiai kutatás
a kovasav diatómákkal történő lerakódása szintén hasznosnak bizonyulhat a nanotechnológia számára (Bradbury 2004). A kovamoszatok többször és megbízhatóan gyártanak bizonyos formájú és méretű szelepeket, amelyek potenciálisan lehetővé teszik a kovamoszatok számára olyan mikro – vagy nanoméretű szerkezetek gyártását,amelyek számos “kütyüben” használhatók, beleértve: optikai rendszereket; félvezető nanolitográfiát; és még a diatom szelepeket is használják kábítószer-szállításhoz., Megfelelő mesterséges szelekciós eljárás alkalmazásával a laboratóriumban speciális formájú és méretű szelepeket előállító diatomokat lehet kifejleszteni, majd a kemosztát kultúrákban nanoméretű komponensek tömegtermelésére lehet használni (Drum and Gordon 2003).
- Canter-Lund, H. és J. W. G. Lund. 1995. Édesvízi Algák. Biopress Limited. ISBN 0948737255.
- Chamberlain, C. 1901. Módszerek a növény Szövettanában. Chicago: University of Chicago Press.
- Furnas, M. J. 1990., In situ growth rates of marine fitoplankton: Approaches to measurement, community and species growth rates. J. Plankton Res. 12: 1117-1151. 2008. Augusztus 22.
- Hoek, C. van den, D. G. Mann és H. M. Jahns. 1995. Algák: bevezetés a fikológiába. Cambridge University Press. ISBN 0521316871.
- Mann, D. G. 1999. A faj fogalma a diatómákban. Phycologia 38: 437-495. 2008. Augusztus 22.
- Raven, J. A. 1983. A Szilícium szállítása és működése a növényekben. Biol. Rev.58: 179-207.
- Schieber, J., D., Krinsley és L. Riciputi. 2000. A kvarc iszap diagenetikus eredete az iszapkövekben és a szilícium-dioxid-ciklusra gyakorolt hatások. Természet 406: 981-985. 2008. Augusztus 22.
minden link beolvasva 2017. október 24.
- számítógépes szimulációk mintaképződés diatoms.
- Diatom Genom-Joint Genome Institute.
- Diatom EST database-École Normale Supérieure.
- Diatoms élettörténete és ökológiája-University of California Museum of Paleontology.,
A New World Encyclopedia írói és szerkesztői átírták és a New World Encyclopedia standardoknak megfelelően elkészítették a Wikipédia-cikket. Ez a cikk megfelel a Creative Commons CC-by-sa 3.0 licenc (CC-by-sa) feltételeinek, amelyeket megfelelő hozzárendeléssel lehet használni és terjeszteni. A hitel a jelen licenc feltételei szerint esedékes, amely hivatkozhat mind a New World Encyclopedia közreműködőire, mind a Wikimedia Alapítvány önzetlen önkéntes közreműködőire. A cikk idézéséhez kattintson ide az elfogadható idézési formátumok listájához.,A történelem korábbi hozzájárulás wikipedians elérhető a kutatók itt:
- Diatóma történelem
- Heterokont történelem
- Frustule történelem
A történelem, ez a cikk, mivel ez volt az importált Új Világ Enciklopédia:
- Történelem “Diatóma”
Megjegyzés: Néhány korlátozások vonatkozhatnak használja az egyes képek, amelyek külön-külön engedéllyel.