Характеристики на диатомеите, класификация, хранене, репродукция

на диатоме (Diatoma) са група от микроводорасли, главно водни и едноклетъчни. Те могат да бъдат от свободен живот (като тези на растенията) или да образуват колонии (като тези, които се състоят от bentos). Те се характеризират с космополитно разпределение; те могат да бъдат открити по цялата планета.

Заедно с други групи микроводорасли, те са част от големите разкрития на фитопланктона, които съществуват в тропическите, субтропичните, арктическите и антарктическите води. Неговият произход датира от юрската епоха и днес представлява една от най-големите групи микроорганизми, известни на човека, с повече от сто хиляди вида, описани между живи и изчезнали..

Екологично, те са важна част от трофичните мрежи на много биологични системи. Диатомитовите находища са много важен източник на органичен материал, натрупан в морското дъно.

След дълги процеси на утаяване, натиск от органична материя и милиони години, тези находища станаха петрол, който премества голяма част от настоящата ни цивилизация.

В древни времена морето покриваше части от земята, които се появяват в момента; в някои от тези райони има находища на диатоми, които са известни като инфузорна пръст. Диатомит има много приложения в хранително-вкусовата промишленост, строителството и дори във фармацевтиката.

индекс

• 1 Характеристики
  • 1.1
• 2 Таксономия и класификация
  • 2.1 Традиционна класификация
  • 2.2 Последна класификация
• 3 Хранене
  • 3.1 Хлорофил
  • 3.2 Каротеноиди
• 4 Възпроизвеждане
  • 4.1 Асексуален
  • 4.2 Сексуално
• 5 Екология
  • 5.1 Цъфтеж
• 6 Приложения
  • 6.1 Палеокеанография
  • 6.2 Биостратиграфия
  • 6.3 Диатомитна пръст
  • 6.4 Съдебна наука
  • 6.5 Нанотехнология
• 7 Препратки

функции

Те са еукариотни и фотосинтетични организми, с диплоидна клетъчна фаза. Всички видове на тези микроводорасли са едноклетъчни, с форми на свободен живот. В някои случаи те образуват колонии (кокосови орехи), дълги вериги, фенове и спирали.

Основната характеристика на диатомеите е, че те представляват плод. Фрустулата е клетъчна стена, състояща се главно от силициев диоксид, който обхваща клетката в структура, подобна на кутия или петриева паничка..

Горната част на тази капсула се нарича епитека, а долната част се нарича ипотека. Фрустусите варират в орнаменти, в зависимост от вида.

форма

Формата на диатомеите е променлива и има таксономично значение. Някои от тях са излъчена симетрия (централна), а други могат да имат различни форми, но те винаги са двустранно симетрични (пари).

Диатомеите са широко разпространени по водните тела на планетата. Те са предимно морски; някои видове обаче са открити в сладководни тела, езера и влажна среда.

Тези автотрофни организми имат хлорофил а, с1 и с2 и имат пигменти, като дитоксантин, диадиноксантин, β-каротин и фукоксантин. Тези пигменти им осигуряват златисто оцветяване, което им позволява да улавят по-добре слънчевата светлина.

Таксономия и класификация

Понастоящем таксономичното подреждане на диатомеите е спорно и подлежи на ревизии. Повечето систематисти и таксономисти намират тази голяма група микроводорасли в Heterokontophyta деление (понякога като Bacillariophyta). Други изследователи ги класифицират като тип и дори като по-високи таксони.

Традиционна класификация

Според класическия таксономичен ред диатомите са разположени в класа Bacillariophyceae (наричан още Diatomophyceae). Този клас е разделен на два реда: Централен и Пънали.

централен

Те са диатомеи, чиито фурмули дават радиална симетрия. Някои видове имат бодливи орнаменти и на тяхната повърхност няма пукнатина, наречена рапе..

Тази заповед се състои от най-малко две подредби (в зависимост от автора) и най-малко пет семейства. Те са предимно морски; въпреки това, има представители на тези в пресни води.

Pennales

Тези диатоми имат издължена, овална и / или линейна форма, с двустранна биполярна симетрия. Те имат орнаменти в плодовете на пунктирани ивици, а някои имат рапър по надлъжната ос.

В зависимост от таксономията, тази заповед се състои от най-малко два подраздела и седем семейства. Те са предимно сладководни, въпреки че видове също са описани в морска среда.

Последна класификация

Това е класическата таксономична класификация и подреждане на поръчките за диатоми; Това е най-често използваният начин да ги разграничим. Въпреки това, много таксономични споразумения са се появили с течение на времето.

През 90-те учените от Round & Crawford допринесоха за нова таксономична класификация, състояща се от 3 класа: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae и Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

По-рано те бяха част от диатомеите на Централната поръчка. Към момента този клас е представен най-малко с 22 реда и 1174 вида.

Bacillariophyceae

Това са диатомове на двустранна симетрия с рапи. Членовете на този клас преди това са формирали реда на Pennales.

По-късно те бяха разделени на диатоми с рафе и без рапе (по много обобщен начин). Известно е, че този вид микроводорасли е представен с 11 реда и около 12 хиляди вида.

Fragilariophyceae

Това е клас от диатоми, чиито членове преди това са били част от реда на Pennales. Тези микроводорасли имат двустранна симетрия, но не представят рапи. и са представени с 12 реда и около 898 вида.

Някои таксономисти не смятат този таксон за валиден и намират Fragilariophyceae като подклас в класа Bacillariophyceae.

хранене

Диатомеите са фотосинтетични организми: те използват светлинна енергия (слънчева), за да я превърнат в органични съединения. Тези органични съединения са необходими, за да отговорят на вашите биологични и метаболитни нужди.

За да се синтезират тези органични съединения, диатомите изискват хранителни вещества; Тези хранителни вещества са предимно азот, фосфор и силиций. Този последен елемент функционира като ограничаващо хранително вещество, тъй като е необходимо да се образуват фрустулите.

За фотосинтетичния процес тези микроорганизми използват пигменти като хлорофил и каротениди.

хлорофил

Хлорофилът е зелен фотосинтетичен пигмент, който се намира в хлоропластите. В диатомите са известни само два вида: хлорофил а (Chl a) и хлорофил c (Chl c)..

Chl a има първоначално участие в процеса на фотосинтеза; вместо това, Chl c е допълнителен пигмент. Най-често срещаните Chl c в диатомеите са c1 и c2.

каротеноиди

Каротеноидите са група пигменти, принадлежащи към семейството изопреноиди. В диатомите са идентифицирани най-малко седем вида каротеноиди.

Подобно на хлорофилите, те помагат на диатомите да улавят светлината, за да я превърнат в органични хранителни съединения за клетката.

репродукция

Диатомите се размножават асексуално и сексуално, съответно чрез митоза и мейоза.

безполов

Всяка клетка се подлага на процес на митотично разделяне. Продуктът на митозата, генетичният материал, клетъчното ядро ​​и цитоплазмата се дублират, за да се получат две дъщерни клетки, идентични на майчината клетка..

Всяка новосъздадена клетка поема епитека като листовка на стволовата клетка и след това изгражда или формира своя собствена ипотека. Този репродуктивен процес може да настъпи между един и осем пъти за период от 24 часа, в зависимост от вида.

Тъй като всяка дъщерна клетка ще формира нова ипотека, тази, която е наследила ипотеката на майката, ще бъде по-малка от сестра си. Тъй като процесът на митоза се повтаря, намаляването на дъщерните клетки е прогресивно до достигане на устойчив минимум.

сексуален

Процесът на сексуално размножаване на клетката се състои в разделяне на диплоидна клетка (с две групи хромозоми) в хаплоидни клетки. Хаплоидните клетки имат половината от генетичното натоварване на прогениторната клетка.

След като диатомените, които се възпроизвеждат безспирно, достигнат минималния размер, видът на сексуалното размножаване започва преди мейозата. Тази мейоза поражда хаплоидни и голи или atete гамети; гаметите се сливат, образувайки спори, наречени ауксоспори.

Ауксоспорите позволяват на диатомеите да възстановят диплоидията и максималния размер на вида. Те също така позволяват на диатомеите да оцелеят във време, което е неблагоприятно за околната среда.

Тези спори са много устойчиви и само ще растат и ще формират съответните си фрустули, когато условията са благоприятни.

екология

Диатомеите имат клетъчна стена, богата на силициев оксид, обикновено наричан силициев диоксид. Поради това, неговият растеж е ограничен от наличието на това съединение в средата, където те се развиват.

Както бе споменато по-горе, тези микроводорасли са космополитни в разпределението. Те се намират в органи на сладка вода, морски и дори в среди с ниска водна наличност или с определена степен на влажност.

В водния стълб те обитават главно пелагичната зона (отворени води), а някои видове образуват колонии и обитават бентосните субстрати..

По принцип популациите на диатомеите не са с постоянен размер: броят им варира значително с определена периодичност. Тази периодичност е свързана с наличието на хранителни вещества и също зависи от други физико-химични фактори, като рН, соленост, вятър и светлина, наред с други..

цъфтеж

Когато условията са оптимални за развитието и растежа на диатомеите, се появява феномен, наречен цъфтеж или разкритие.

По време на разкритието, популациите на диатома могат да доминират в общността на фитопланктона, а някои видове участват в вредни цъфтения на водорасли или червени приливи..

Диатомеите са способни да произвеждат вредни вещества, сред които домоева киселина. Тези токсини могат да се натрупват в трофични вериги и в крайна сметка могат да засегнат хората. Интоксикацията при хората може да причини от припадъци и проблеми с паметта до кома или дори смърт.

Смята се, че има повече от 100 хиляди вида диатоми (някои автори смятат, че има повече от 200 хиляди) между живи (повече от 20 хиляди) и изчезнали..

Техните популации допринасят за около 45% от първичното производство на океаните. По същия начин, тези микроорганизми са от съществено значение в океанския силициев цикъл, поради съдържанието на силициев диоксид във фрустулите.

приложения

paleoceanography

Компонентът от силициев диоксид в диатомитната фракция ги прави голям интерес в палеонтологията. Тези микроводорасли заемат много специфична и разнообразна среда от времето на кредата.

Вкаменелостите на тези водорасли помагат на учените да възстановят географското разпределение на моретата и континентите през геоложките времена.

биостратиграфия

Вкаменелостите на диатомеите, открити в морските седименти, дават възможност на изследователите да разберат различните промени в околната среда, настъпили от праисторическите времена до днес..

Тези вкаменелости позволяват да се установят относителни възрасти на слоевете, в които се намират, и да служат за свързване на слоевете от различни населени места..

Диатомит

Той е известен като инфузорна пръст с големи находища на вкаменени микроводорасли, които се срещат главно на континента. Най-важните находища на тези земи са в Либия, Ирландия и Дания.

Той се нарича още диатомит и е богат на силициев диоксид, минерали и микроелементи, който има много приложения. Сред най-значимите приложения са следните:

селското стопанство

Използва се като инсектицид в културите; Той се разпространява върху растенията като вид слънцезащитен крем. Също така се използва широко като тор.

аквакултурите

В отглеждането на скариди диатомит се използва в производството на храни. Показано е, че тази добавка подобрява растежа и усвояването на търговската храна.

В микроводораслите се използва като филтър в аерационната система и в пясъчните филтри.

Молекулярна биология

Диатомитът се използва за екстракция и пречистване на ДНК; за това тя се използва във връзка с вещества, способни да нарушават молекулярната структура на водата. Примери за тези вещества са гуанидин хидрохлорид и тиоцианат.

Храна и напитки

Използва се за филтриране при производството на различни видове напитки като вина, бири и натурални сокове. Веднъж събрани някои продукти, като зърна, те се къпят в диатомит, за да се предотвратят атаки от седеф и други вредители.

Pet

Той е част от санитарните пясъчни компоненти (санитарни камъчета), които обикновено се използват в кутии за котки и други домашни любимци.

ветеринарен

На някои места се използва като ефективен белег за животински рани. Той се използва и при контрола на ектопаразитни членестоноги при домашни и селскостопански животни.

картини

Използва се като лак или емайл.

околна среда

Диатомит се използва за възстановяване на зони, замърсени с тежки метали. Сред неговите приложения в този контекст е фактът, че възстановява деградираните почви и намалява токсичността на алуминия в подкиселите почви..

Съдебна наука

В случай на смърт чрез потапяне (удавяне), един от извършените анализи е наличието на диатомове в телата на жертвите. Поради състава на скелета на силициевите частици на диатомеите, те остават в тялото, дори ако са открити с известна степен на разлагане..

Учените използват вида, за да разберат дали инцидентът е станал, например, в блато, в морето или в езеро; Това е възможно, тъй като диатомите имат определена степен на екологична специфичност. Много случаи на убийства са решени благодарение на наличието на диатомове в телата на жертвите.

нанотехнологиите

Използването на диатомове в нанотехнологията е все още в начален етап. Въпреки това, проучванията и употребите в тази област стават все по-чести. Понастоящем тестовете се използват за превръщане на силициевите фусти в силиций и произвеждат с тези електрически компоненти.

Има много очаквания и потенциални приложения на диатомите в нанотехнологиите. Проучванията показват, че те могат да бъдат използвани за генетична манипулация, за изграждане на сложни електронни микрокомпоненти и като фотоволтаични биоклетки.

препратки

1. A. Canizal Silahua (2009). Илюстриран каталог на мексиканските сладководни диатоми. I. Семейство Naviculaceae. Изследователски доклад за получаване на звание: Биолог. Национален автономен университет на Мексико. 64 стр.
2. V. Cassie (1959). Морски планктонни диатоми. хатерии.
3. Диатомични водорасли. Енциклопедия Британика. Възстановен от britannica.com.
4. Магистърска степен Guiry & G.M. Guiry (2019). AlgaeBase. Световна електронна публикация, Национален университет на Ирландия, Голуей. Изтеглено от algaebase.org.
5. Идентифициране на фитопланктон. Диатомеи и динофлагелати. Възстановен от ucsc.edu.
6. Хищници. Нова световна енциклопедия. Изтеглено от newworldencyclopedia.org.
7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska & K. Strzalka (2015). Фотосинтетични пигменти в диатомите. Морски наркотици.
8. Хищници. Чудо. Възстановен от ucl.ac.uk.
9. Диатомит. Възстановен от diatomea.cl.
10. Силика, диатомит и скариди. Възстановен от balnova.com.
11. L. Baglione. Употреба на диатомит. Възстановен от tecnicana.org
12. Хищници. Изтеглено от en.wikipedia.org.
13. A. Guy (2012). Нанотехнологични диатоми. Изтеглено от nextnature.net.