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)., Numit un frustule, aceste peretii celulelor, de obicei, constă din două se suprapun și centralizare maluri asimetrice cu o ruptură evidentă între ele, de unde și numele de grup „diatomee,” care vine de la grecescul διά (dia), care înseamnă „prin” și τέμνειν (temnein), care înseamnă „a tăia”, și astfel „se taie în jumătate.”Majoritatea diatomelor sunt microscopice.cojile de silice (frustule) ale diatomelor prezintă o mare diversitate în formă, unele destul de complicate și ornate. Frumusețea acestor organisme, așa cum a observat printr-un microscop, au dus la lor fiind numit „bijuteriile mării.,aceste eucariote sunt unul dintre cele mai comune tipuri de fitoplancton. Ele se găsesc în număr mare în aproape toate apele lumii, apă dulce și soluție salină și, de asemenea, se găsesc în sol umed și în umiditatea plantelor. Din punct de vedere ecologic, ele sunt foarte importante, servind ca bază a lanțurilor alimentare pentru multe animale, în special în mediile oceanice, unde sunt responsabile pentru o mare parte din producția primară., În plus, diatomee sunt sursa de o mare parte din petrol și depozitele lor formează diatomee, care este utilizat pentru izolare, ceea ce face dinamită, un ajutor de filtrare, abrazive ușoare, un absorbant pentru lichide, gunoi de pisică și alte scopuri. Comunitățile diatomee vii sunt un instrument popular pentru monitorizarea condițiilor de mediu, trecut și prezent și sunt utilizate în mod obișnuit în studiile privind calitatea apei.dovezile fosile sugerează că diatomele au apărut în timpul sau înainte de perioada jurasică timpurie.,

Prezentare și descriere

Diatomeele sunt un tip de heterokont (phylum Heterokontophyta), o mare linie de eucariote, care include atât autotrofe (de exemplu, aur alge) și heterotrofe (de exemplu, matrite de apă). Majoritatea sunt alge, variind de la algele multicelulare gigantice până la diatomele în principal unicelulare.Algele Heterokont au cloroplaste care sunt înconjurate de patru membrane. Numărate de la membrana cea mai exterioară până la cea mai interioară, prima membrană este continuă cu reticulul endoplasmatic cloroplast al gazdei sau cER., A doua membrană prezintă o barieră între lumenul reticulului endoplasmatic și cloroplast, care reprezintă următoarele două membrane, în interiorul cărora se găsesc membranele tilacoide. Acest aranjament de membrane sugerează că cloroplastele heterokont au fost obținute prin reducerea unui eucariot simbiotic algal roșu. Cloroplastele conțin în mod caracteristic clorofila a și clorofila c și, de obicei, pigmentul accesoriu fucoxantin, oferindu-le o culoare maro-aurie sau maronie-verde.,

mai Multe specii de apă dulce diatomee.există mai mult de 200 de genuri de diatome vii și se estimează că există aproximativ 100.000 de specii existente (Round and Crawford 1990; Canter-Lund și Lund 1995). Cele mai diatomeele sunt unicelulare, deși ele pot exista ca colonii în formă de filamente sau benzi (de exemplu, Fragillaria), ventilatoare (Meridion), zig-zag (Tabellaria), sau stelat colonii (Asterionella).,diatomele sunt un grup larg răspândit și pot fi găsite în oceane, în lacuri și cursuri de apă dulce, în soluri și pe suprafețe umede. Majoritatea trăiesc pelagic în apă deschisă, deși unii trăiesc ca filme de suprafață la interfața apă-sediment (bentonică) sau chiar în condiții atmosferice umede. Ele sunt deosebit de importante în oceane, unde se estimează că contribuie până la 45 la sută din producția primară oceanică totală (Mann 1999). Deși, de obicei, microscopice, unele specii de diatome pot ajunge până la 2 milimetris în lungime.,celulele diatomee sunt conținute într-un perete celular unic de silicat (acid silicic) care cuprinde două supape (sau cochilii) separate. Pereții celulelor diatomee sunt, de asemenea, numiți frustule sau teste. Frustul este compus aproape pur din silice, obținut din acid silicic și este acoperit cu un strat de substanță organică, uneori pectină. Cele două secțiuni suprapuse din frustule structura sunt epitheca și hypotheca, cu epitheca să conducă la hypotheca oarecum ca suprapunerea a doua jumătăți dintr-o placă petri. Această caracteristică suprapusă permite diatomului să realizeze o mișcare limitată., De asemenea, suprapunerea permite o cameră suplimentară de creștere internă. Structura frustulelor conține, de asemenea, mulți pori și fante care asigură accesul diatomului la mediul extern pentru procese precum îndepărtarea deșeurilor și secreția de mucilagiu. Silica biogenică din care este compus peretele celular este sintetizată intracelular prin polimerizarea monomerilor acidului silicic. Acest material este apoi extrudat la exteriorul celulei și adăugat la perete.,la majoritatea speciilor, când un diatom se împarte pentru a produce două celule fiice, fiecare celulă păstrează una dintre cele două supape și crește o supapă mai mică în ea. Ca urmare, după fiecare ciclu de divizare, dimensiunea medie a celulelor diatomee din populație devine mai mică. Odată ce aceste celule ating o anumită dimensiune minimă, mai degrabă decât să se împartă pur și simplu vegetativ, ele inversează acest declin formând un auxospore. Aceasta se extinde în dimensiune pentru a da naștere unei celule mult mai mari, care apoi revine la diviziuni care diminuează dimensiunea. Producția de Auxospore este aproape întotdeauna legată de meioză și reproducere sexuală.,

diatomee este de culoare brun-gălbuie cloroplaste sunt tipice heterokonts, cu patru membrane și care conțin pigmenți, cum ar fi fucoxanthin.

Individuale diatomes de obicei, lipsa flagella, dar flagella sunt prezente în gameți și au de obicei heterokont structură, cu excepția lipsei de fire de par (mastigonemes) caracteristic în alte grupuri. Cele mai multe diatome sunt non-motile, deși unele se mișcă prin flagelare., Deoarece pereții celulari relativ densi îi determină să se scufunde cu ușurință, formele planctonice în apă deschisă se bazează, de obicei, pe amestecarea turbulentă a straturilor superioare de către vânt pentru a le menține suspendate în apele de suprafață însorite. Unele specii își reglează activ flotabilitatea cu lipide intracelulare pentru a contracara scufundarea.descompunerea și descompunerea diatomelor conduc la sedimente organice și anorganice (sub formă de silicați)., Anorganice componentă a acestor sedimente poate duce la o metodă de analizare a trecut mediile marine de corings de ocean etaje sau bay nămoluri, de la materia anorganică este încorporat în depunerea de argile și silts și formează o permanentă geologice record de astfel de marin straturi.

Clasificare

Selecții de Ernst Haeckel este 1904 Kunstformen der Natur (Artforms de Natura), arată pennate (stânga) și centrice (dreapta) frustules.,clasificarea heterokontilor este încă nerezolvată și poate fi tratată ca o diviziune (sau filum), un regat sau ceva între ele. În consecință, grupuri precum diatomele pot fi clasificate oriunde de la clasă (de obicei numită Bacillariophyceae) la diviziune (de obicei numită Bacillariophyta), cu modificări corespunzătoare în rândurile subgrupurilor lor. Diatomele sunt, de asemenea, denumite uneori Diatomofite de clasă.,

Diatomeele sunt în mod tradițional împărțite în două ordine: diatomeele centrice (Centrales), care sunt simetric radial, și pennate diatomee (Pennales), care sunt la nivel bilateral, simetric. Primele sunt parafiletice pentru cele din urmă. O mai recentă clasificare (Rotund și Crawford 1990) împarte diatomee în trei clase: diatomeele centrice (Coscinodiscophyceae), pennate diatomee fără raphe (Fragilariophyceae), și pennate diatomee cu un raphe (Bacillariophyceae). Este probabil că vor exista revizuiri suplimentare pe măsură ce înțelegerea relațiilor lor crește.,

Round & Crawford (1990) și Hoek și colab. (1995) oferă o acoperire mai cuprinzătoare a taxonomiei diatomee.

Ecologie

Un buget de ocean silicon ciclu (Treguer et al. 1995)

diatomele apar în aproape fiecare mediu care conține apă. Aceasta include nu numai oceanele, mările, lacurile și fluxurile, ci și solul.formele planctonice din mediile de apă dulce și marine prezintă adesea un stil de viață „boom and bust” (sau „bloom and bust”)., Atunci când condițiile din stratul superior mixt (nutrienți și lumină) sunt favorabile (de exemplu, la începutul primăverii), marginea lor competitivă (Furnas 1990) le permite să domine rapid comunitățile de fitoplancton („boom” sau „bloom”). Ca atare, ele sunt adesea clasificate ca r-strategi oportuniști (adică acele organisme a căror Ecologie este definită de o rată de creștere ridicată, r).când condițiile devin nefavorabile, de obicei la epuizarea nutrienților, celulele diatomee cresc de obicei în rata de scufundare și ies din stratul superior mixt („bust”)., Această scufundare este indusă fie de o pierdere a controlului flotabilității, de sinteza mucilagiului care lipeste celulele diatomelor împreună, fie de producerea de spori grei de odihnă. Scufundarea din stratul superior mixt îndepărtează diatomele de la condiții inimice la creștere, inclusiv populațiile de grazer și temperaturile mai ridicate (care altfel ar crește metabolismul celular). Celulele care ajung la apă mai adâncă sau la fundul mării superficiale se pot odihni până când condițiile devin din nou mai favorabile. În oceanul deschis, multe celule scufundate se pierd în adâncime, dar populațiile de refugiu pot persista în apropierea termoclinei.,în cele din urmă, celulele diatomee din aceste populații în repaus reintră în stratul mixt superior atunci când amestecarea verticală le antrenează. În cele mai multe circumstanțe, această amestecare completează, de asemenea, substanțele nutritive din stratul superior mixt, stabilind scena pentru următoarea rundă de flori de diatom. În ocean deschis (la distanță de zonele de curgere continuă (Dugdale și Wilkerson 1998), acest ciclu de floare, bust, apoi reveni la pre-floare condiții apare, de obicei peste un ciclu anual, cu diatomee numai fiind răspândită în primăvara și la începutul verii., În unele locații, totuși, poate apărea o înflorire de toamnă, cauzată de defalcarea stratificării de vară și de antrenarea nutrienților, în timp ce nivelurile de lumină sunt încă suficiente pentru creștere. Deoarece amestecarea verticală crește, iar nivelurile de lumină scad pe măsură ce se apropie iarna, aceste flori sunt mai mici și mai scurte decât echivalentele lor de primăvară.

în oceanul deschis, condiția care cauzează de obicei diatomee (primăvară) infloreste la sfârșitul este o lipsă de siliciu., Spre deosebire de alți nutrienți, aceasta este doar o cerință majoră a diatomelor și nu este regenerată în ecosistemul planctonului la fel de eficient ca, de exemplu, substanțele nutritive cu azot sau fosfor. Acest lucru poate fi observat în hărțile concentrațiilor de nutrienți de suprafață—pe măsură ce nutrienții scad de-a lungul gradienților, siliciul este de obicei primul epuizat (urmat în mod normal de azot, apoi de fosfor).

din aceasta Cauza bloom-and-bust stil de viață, diatomeele sunt considerate a juca un disproporționat rol important în exportul de carbon din oceanice apele de suprafață (Smetacek 1985; Dugdale și Wilkerson 1998)., În mod semnificativ, ele joacă, de asemenea, un rol-cheie în reglementarea ciclului biogeochimic al siliciului în Oceanul modern (Treguer et al. 1995; Yool și Tyrrell 2003).

Egge & Aksnes (1992)

utilizarea de siliciu de diatomee este considerat de mulți cercetători să fie cheia lor ecologice succes. Într-un studiu clasic, Egge și Aksnes (1992) a constatat că diatomee dominantă a mesocosm comunitățile fost direct legate de disponibilitatea de silicat., Când conținutul de siliciu se apropie de o concentrație de 2 mmol m-3, diatomele reprezintă de obicei mai mult de 70% din comunitatea fitoplanctonului. Raven (1983) a remarcat că, în raport cu pereții celulari organici, frustulele de silice necesită mai puțină energie pentru a sintetiza (aproximativ 8 la sută dintr-un perete organic comparabil), potențial o economie semnificativă a bugetului total de energie celulară., Alți cercetători (Milligan and Morel 2002) au sugerat că silica biogenică din pereții celulelor diatomee acționează ca un agent eficient de tamponare a pH-ului, facilitând conversia bicarbonatului în CO2 dizolvat (care este mai ușor asimilat). Fără a aduce atingere posibilelor avantaje conferite de siliciu, diatomele au, de obicei, rate de creștere mai mari decât alte alge de dimensiuni corespunzătoare (Furnas 1990).,pentru cei care doresc să colecteze diatome pentru observarea personală, diatomele vii sunt adesea găsite agățându-se în număr mare de alge filamentoase sau formând mase gelatinoase pe diverse plante scufundate. Cladophora este frecvent acoperită cu Coconeis, un diatom în formă eliptică; Vaucheria este adesea acoperită cu forme mici. Diatomee sunt frecvent prezente ca un strat maro, alunecos pe pietre scufundate și bastoane, și poate fi văzut la „flux” cu râu curent. Noroiul de suprafață al unui iaz, șanț sau lagună va produce aproape întotdeauna unele diatome., Ele pot fi făcute să apară prin umplerea unui borcan cu apă și noroi, înfășurându-l în hârtie neagră și lăsând lumina directă a soarelui să cadă pe suprafața apei. Într-o zi, diatomele vor ajunge la vârf într-o spumă și pot fi izolate. În plus, deoarece diatomele formează o parte importantă a hranei moluștelor, tunicatelor și peștilor, tracturile alimentare ale acestor animale produc adesea forme care nu sunt ușor de asigurat în alte moduri. Diatomele Marine pot fi colectate prin eșantionare directă a apei, deși formele bentonice pot fi asigurate prin răzuirea lipitorilor, scoicilor de stridii și a altor cochilii (Chamberlain 1901).,cele mai vechi diatome fosile cunoscute datează din Jurasicul timpuriu (~185 Ma), deși ceasul molecular și dovezile sedimentare sugerează o origine anterioară (Kooistra și Medlin 1996; Schieber et al. 2000). S-a sugerat că originea lor poate fi legată de sfârșitul-extincția în masă permiană (~250 Ma), după care au fost deschise multe nișe marine (Medlin et al. 1997). Decalajul dintre acest eveniment și momentul în care diatomele fosile apar pentru prima dată poate indica o perioadă în care diatomele au fost nesilificate și evoluția lor a fost criptică (Raven and Waite 2004)., De la apariția de silicifiere, diatomeele au făcut o importantă impresia pe fosile, cu importante depozite de fosile de diatomee a constatat ca până la începutul Cretacicului, și unele roci (diatomit, diatomit) fiind alcătuit aproape în întregime de ei.deși este posibil ca diatomele să fi existat încă din Triasic, calendarul ascensiunii și „preluării” ciclului de siliciu este mai recent., Înainte de Phanerozoic (înainte de 544 D), se crede că microbiene sau anorganice procese slab reglementate ocean silicon ciclu (Siever 1991; Glumeț și Erwin 2001; Grenne și Moale 2003). Ulterior, ciclul apare dominat (și mai puternic reglementate) de radiolari și silicioase bureți, fostul fel de zooplancton, acesta din urmă ca sedentare alimentatoare de filtrare în primul rând pe rafturile continentale (Racki și Cordey 2000)., În ultimii 100 de milioane de ani, se crede că ciclul de siliciu a intrat sub un control și mai strict și că acest lucru derivă din ascendența ecologică a diatomelor.cu toate acestea, momentul exact al „preluării” este neclar, iar diferiți autori au interpretări contradictorii ale înregistrărilor fosile. Unele dovezi, cum ar fi deplasarea bureților silicioși de pe rafturi (Maldonado et al., 1999), sugerează că această preluare a început în Cretacic (146 Ma la 65 Ma), în timp ce dovezile de la radiolarieni sugerează că „preluarea” nu a început până la Cenozoic (65 Ma pentru a prezenta) (Harper and Knoll 1975). Cu toate acestea, indiferent de detaliile calendarului de „preluare”, este clar că această revoluție cea mai recentă a instalat un control biologic mult mai strict asupra ciclului biogeochimic al siliciului.cloroplastele Heterokont par a fi derivate din cele ale algelor roșii, mai degrabă decât direct din procariote, așa cum se crede că au apărut la plante., Acest lucru sugerează că au avut o origine mai recentă decât multe alte alge. Cu toate acestea, dovezile fosile sunt reduse, și este într-adevăr doar cu evoluția diatomee-se că heterokonts face o impresie grave pe fosile.

secventiere a Genomului

întregul genom al centrice diatomee, Thalassiosira pseudonana, a fost secvențiat (Ambrust et al. 2004), și succesiunea de un al doilea diatomee genomului din pennate diatomee Phaeodactylum tricornutum este în curs de desfășurare. Primele informații despre proprietățile genomului P., repertoriul genelor tricornutum a fost descris folosind 1,000 ESTs (Scala et al. 2002). Ulterior, numărul est a fost extins la 12.000, iar baza de date diatom EST a fost construită pentru analize funcționale (Maheswari et al. 2005). Aceste secvențe au fost folosite pentru a face o analiză comparativă între P. tricornutum și prezumtiv complet proteomes de la verde alga Chlamydomonas reinhardtii, la alga roșie Cyanidioschyzon merolae, iar centrice diatomee T. pseudonana (Montsant et al. 2005).,

cercetarea nanotehnologiei

depunerea de silice prin diatome se poate dovedi, de asemenea, utilă nanotehnologiei (Bradbury 2004). Diatomee celule în mod repetat și în mod fiabil fabricarea de supape de anumite forme și dimensiuni, fapt care ar putea permite diatomee pentru fabricarea de micro – sau nano-structuri care pot fi utilizați într-o gamă de „widget-uri”, inclusiv: sisteme optice; semiconductoare nanolithography; și chiar folosind diatomee supape ca vehicule pentru livrare de droguri., Folosind o metodă adecvată de selecție artificială procedură, diatomee care produc supape de anumite forme și dimensiuni ar putea fi evoluat în laborator, și apoi utilizate în chemostat culturi de a produce în masă la scară nanometrică componente (Tambur și Gordon 2003).

  • Canter-Lund, H., și J. W. G. Lund. 1995. Alge De Apă Dulce. Biopress Limited. ISBN 0948737255.
  • Chamberlain, C. 1901. Metode în histologia plantelor. Chicago: Universitatea din Chicago Press.
  • Furnas, M. J. 1990., Ratele de creștere in situ ale fitoplanctonului marin: abordări ale ratelor de măsurare, comunitare și de creștere a speciilor. J. Plancton Rez. 12: 1117-1151. Retrieved August 22, 2008.în 1996, a fost ales președinte al consiliului de administrație. 1995. Algele: o introducere în fitologie. Cambridge University Press. ISBN 0521316871.Mann, D. G. 1999. Conceptul de specie în diatome. Phycologia 38: 437-495. Retrieved August 22, 2008.Raven, J. A. 1983. Transportul și funcția siliciului în plante. Biol. Apoc.58: 179-207.Schieber, J., D., Krinsley, și L. Riciputi. 2000. Originea diagenetică a nămolului de cuarț în mudstones și implicații pentru ciclismul de silice. Natură 406: 981-985. Retrieved August 22, 2008.

toate link-urile preluate Octombrie 24, 2017.

  • simulări computerizate de formare a modelelor în diatome.
  • genomul Diatomului-Institutul comun al genomului.
  • Diatom EST database-École Normale Supérieure.
  • istoria vieții și Ecologia Diatomelor – Muzeul de Paleontologie al Universității din California.,

credite

New World Encyclopedia scriitori și editori rescris și completat articolul Wikipedia în conformitate cu New World Encyclopedia standards. Acest articol respectă termenii licenței Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), care poate fi utilizată și difuzată cu atribuire corespunzătoare. Creditul este datorat în conformitate cu termenii acestei licențe care se poate referi atât la contribuitorii New World Encyclopedia, cât și la colaboratorii voluntari altruiști ai Fundației Wikimedia. Pentru a cita acest articol click aici pentru o listă de formate citând acceptabile.,Istoria de mai devreme contribuții de wikipedians este accesibil cercetătorilor aici:

  • Diatomee istorie
  • Heterokont istorie
  • Frustule de istorie

istoria acestui articol, deoarece acesta a fost importat la Noi Enciclopedia Lumii:

  • Istoria „Diatomee”

Notă: Unele restricții se pot aplica la utilizarea de imagini individuale care sunt licențiate separat.