Diatomer egenskaber, klassificering, ernæring, reproduktion



den kiselalger (Diatom) er en gruppe af mikroalger, primært vand- og enhedscellulære. De kan være af frit liv (som plantónicaserne) eller danne kolonier (som dem der består af bentoerne). De er karakteriseret ved at være af kosmopolitisk fordeling; det vil sige, de kan findes over hele verden.

Sammen med andre grupper af mikroalger er de en del af de store udplantninger af fytoplankton, der findes i tropiske, subtropiske, arktiske og antarktiske farvande. Dens oprindelse går tilbage til juraen og repræsenterer i dag en af ​​de største grupper af mikroalger, der er kendt for mennesker, med mere end hundrede tusinde arter beskrevet mellem levende og uddøde.

Økologisk er de en vigtig del af de mange biologiske systemers trofiske websider. Diatomaceous aflejringer er en meget vigtig kilde til organisk materiale akkumuleret i havbunden.

Efter lange sedimentationsprocesser, organisk stoftryk og millioner af år blev disse indskud den olie, der flytter meget af vores nuværende civilisation.

I oldtiden har havet dækket områder af jorden, der i øjeblikket kommer frem. i nogle af disse områder var der forekomster af diatomer, der er kendt som diatoméjord. Diatoméjord har flere anvendelser i fødevareindustrien, byggeri og endda farmaceutisk.

indeks

  • 1 kendetegn
    • 1.1 Formular
  • 2 Taxonomi og klassificering
    • 2.1 Traditionel klassifikation
    • 2.2 Nylig klassificering
  • 3 Ernæring
    • 3.1 chlorophyll
    • 3.2 Carotenoider
  • 4 reproduktion
    • 4.1 Ældre
    • 4.2 Seksuel
  • 5 Økologi
    • 5.1 Blomstring
  • 6 applikationer
    • 6.1 Paleoceanography
    • 6.2 Biostratigrafi
    • 6.3 Diatoméjord
    • 6.4 Forensic science
    • 6.5 Nanoteknologi
  • 7 referencer

funktioner

De er eukaryote og fotosyntetiske organismer, med en diploid cellefase. Alle arter af disse mikroalger er enhjulne, med former for frit liv. I nogle tilfælde danner de kolonier (kokos), lange kæder, fans og spiraler.

Diatoms grundlæggende karakteristika er, at de giver en frustel. Frustulen er en cellevæg sammensat hovedsageligt af silica, der omslutter cellen i en struktur svarende til en kasse eller petriskål.

Den øverste del af denne kapsel hedder epiteca, og den nederste del hedder et pant. Frustlerne varierer i udsmykning afhængigt af arten.

form

Diatomernes form er variabel og har taksonomisk betydning. Nogle er udstrålede symmetri (central) og andre kan have forskellige former, men de er altid bilateralt symmetriske (pennies).

Diatomer er udbredt i hele kroppen af ​​vand på planeten. De er hovedsagelig marine; Imidlertid er der fundet nogle arter i ferskvandsfelter, damme og fugtige omgivelser.

Disse autotrofe organismer har chlorofyl a, c1 og c2 og har pigmenter såsom diatoxanthin, diadinoxanthin, β-caroten og fucoxanthin. Disse pigmenter giver dem en gylden farve, der giver dem bedre mulighed for at fange sollys.

Taksonomi og klassificering

I øjeblikket er den taksonomiske ordre af diatomer kontroversiel og genstand for revisioner. De fleste systematikere og taxonomer finder denne store gruppe af mikroalger inden for Heterokontophyta divisionen (nogle gange som Bacillariophyta). Andre forskere klassificerer dem som et fylde og endda som højere taxa.

Traditionel klassifikation

Ifølge den klassiske taksonomiske orden er diatomer placeret i klassen Bacillariophyceae (også kaldet Diatomophyceae). Denne klasse er opdelt i to ordrer: Central og Pennales.

central

De er diatomer, hvis frustel giver dem en radial symmetri. Nogle arter har tornet udsmykning og på deres overflade har de ikke et sprække kaldet raphe..

Denne ordre består af mindst to underordnede (afhængigt af forfatteren) og mindst fem familier. De er hovedsagelig marine; Der er dog repræsentanter for disse i ferskvandsfelter.

Pennales

Disse diatomer har en langstrakt, oval og / eller lineær form med bilateral bipolar symmetri. De har ornamenter i frustuleret stiplede striber, og nogle har raphe langs længdeaksen.

Afhængig af taksonomen består denne ordre af mindst to underordnede og syv familier. De er for det meste ferskvand, selv om arter også er blevet beskrevet i marine miljøer.

Nylig klassificering

Ovenstående er den klassiske taksonomiske klassificering og bestilling af diatomordrer; Det er den mest almindeligt anvendte måde at skelne dem på. Imidlertid er der kommet mange taksonomiske ordninger over tid.

I 90'erne bidrog Round & Crawford forskerne til en ny taxonomisk klassifikation bestående af 3 klasser: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae og Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Tidligere var de en del af diatomer i den centrale orden. I øjeblikket er denne klasse repræsenteret af mindst 22 ordrer og 1174 arter.

Bacillariophyceae

De er diatomer af bilateral symmetri med raphe. Medlemmer af denne klasse dannede tidligere Pennales ordre.

Senere blev de opdelt i diatomer med raphe og uden raphe (på en meget generaliseret måde). Det er kendt, at denne klasse af mikroalger repræsenteres af 11 ordrer og omkring 12 tusind arter.

Fragilariophyceae

Det er en klasse af diatomer, hvis medlemmer tidligere også var en del af Pennales orden. Disse mikroalger har bilateral symmetri, men præsenterer ikke raphe. og de er repræsenteret af 12 ordrer og ca. 898 arter.

Nogle taksonomer anser ikke dette taxon gyldigt og finder Fragilariophyceae som en underklasse inden for klassen Bacillariophyceae.

ernæring

Diatomer er fotosyntetiske organismer: De bruger lysenergi (sol) til at omdanne den til organiske forbindelser. Disse organiske forbindelser er nødvendige for at opfylde dine biologiske og metaboliske behov.

For at syntetisere disse organiske forbindelser kræver diatomer næringsstoffer; Disse næringsstoffer er hovedsageligt nitrogen, fosfor og silicium. Dette sidste element fungerer som et begrænsende næringsstof, fordi det er nødvendigt at danne frustulen.

Til fotosyntetiske processer bruger disse mikroorganismer pigmenter som chlorophyll og carotenioder.

klorofyl

Chlorophyll er et grønt fotosyntetisk pigment, der er placeret i kloroplaster. I diatomer er kun to typer kendt: chlorophyll a (Chl a) og chlorophyll c (Chl c).

Chl a har en primordial deltagelse i processen med fotosyntese; i stedet er Chl c et tilbehørspigment. De mest almindelige Chlc i diatomer er c1 og c2.

carotenoider

Carotenoider er en gruppe af pigmenter, der tilhører familien af ​​isoprenoider. I diatomer er der blevet identificeret mindst syv typer af carotenoider.

Ligesom klorofyler, hjælper disse diatomer med lys til at omdanne det til organiske fødeforbindelser til cellen.

reproduktion

Diatomer reproducerer aseksuelt og seksuelt, henholdsvis via mitose og meiosis.

ukønnet

Hver modercelle gennemgår en proces med mitotisk opdeling. Produkt af mitose, det genetiske materiale, cellekernen og cytoplasmaet duplikeres for at give anledning til to datterceller identiske med modercellen.

Hver nyoprettede celle tager som en epiteca en folder af stamcellen og bygger eller danner sit eget pant. Denne reproduktive proces kan forekomme mellem en og otte gange i en periode på 24 timer afhængigt af arten.

Da hver dattercelle vil danne et nyt pant, vil den, der arvede moderens pant, være mindre end hendes søster. Da mitoseprocessen gentages, er faldet i datterceller progressivt, indtil et bæredygtigt minimum nås.

seksuel

Processen med seksuel reproduktion af cellen består i opdeling af en diploid celle (med to sæt kromosomer) i haploide celler. Haploidceller har halvdelen af ​​den genetiske belastning af stamcellen.

Når de diatomer, der reproduceres aseksuelt, når minimumsstørrelsen, begynder en type seksuel reproduktion forinden af ​​meiosier. Denne meiosis giver anledning til haploid og nøgne eller atete gameter; gameterne smelter danner sporer kaldet auxosporer.

Auxosporerne tillader diatomer at genoprette diploidien og den maksimale størrelse af arten. De tillader også diatomer at overleve tider, hvis miljømæssige forhold er negative.

Disse sporer er meget modstandsdygtige og vil kun vokse og danne deres respektive frustler, når forholdene er gunstige.

økologi

Diatomer har en cellevæg rig på siliciumoxid, der almindeligvis kaldes silica. På grund af dette er væksten begrænset af tilgængeligheden af ​​denne forbindelse i de miljøer, hvor de udvikler sig.

Som nævnt ovenfor er disse mikroalger kosmopolitiske i distribution. De er til stede i ferskvandskilder, marine og endda i miljøer med lav vandtilgængelighed eller med en vis luftfugtighed.

I vandkolonnen befinder de sig primært i den pelagiske zone (åbent vand), og nogle arter danner kolonier og bebor de bentiske underlag.

Generelt er populationerne af diatomer ikke af konstant størrelse: deres antal varierer enormt med visse periodiciteter. Denne periodicitet er relateret til tilgængeligheden af ​​næringsstoffer og afhænger også af andre fysisk-kemiske faktorer, såsom pH, saltholdighed, vind og lys blandt andre..

blomstring

Når forholdene er optimale til udvikling og vækst af diatomer, opstår der et fænomen kaldet blomstrende eller outcrop.

Under outcropping populationer af kiselalger kan dominere planteplankton samfund struktur, og nogle arter, der er involveret i skadelige algeopblomstringer eller røde tidevand.

Diatomer er i stand til at producere skadelige stoffer, blandt dem domoinsyre. Disse toksiner kan akkumuleres i trofiske kæder og kan i sidste ende påvirke mennesker. Intoxikation hos mennesker kan forårsage besvimelse og hukommelssproblemer for at komme eller endda døden.

Det antages, at der er mere end 100 tusind diatomstyper (nogle forfattere mener at der er mere end 200 tusind) mellem levende (mere end 20 tusind) og uddøde.

Deres befolkning bidrager med omkring 45% af den primære produktion af oceanerne. Ligeledes er disse mikroorganismer essentielle i den oceaniske siliciumcyklus på grund af deres siliciumindhold i frustulen.

applikationer

Paleoceanography

Silikakomponenten i diatomitfustil gør dem af stor interesse for paleontologi. Disse mikroalger indtager meget specifikke og forskellige miljøer fra omkring kridtider.

Fossierne fra disse alger hjælper forskere med at rekonstruere den geografiske fordeling af hav og kontinenter gennem geologiske tider.

biostratigrafi

Fossilerne af diatomer findes i marine sedimenter gør det muligt for forskerne at kende de forskellige miljømæssige ændringer, der har fundet sted siden forhistoriske tidspunkter indtil i dag..

Disse fossiler gør det muligt at etablere relative alder af de lag, hvor de findes, og også tjene til at relatere strata af forskellige lokaliteter.

Diatoméjord

Det er kendt som diatoméjord til store forekomster af fossiliserede mikroalger, der hovedsageligt findes på fastlandet. De vigtigste forekomster af disse lande er i Libyen, Irland og Danmark.

Det kaldes også diatomit, og er et materiale, der er rigt på silica, mineraler og sporstoffer, som har mange anvendelser. Blandt de mest fremtrædende anvendelser er følgende:

landbrug

Det bruges som insekticid i afgrøder; Det spredes på planterne som en slags solcreme. Det bruges også meget som gødning.

akvakultur

I rejebrug har diatoméjord været anvendt i fødevareproduktionen. Det har vist sig, at dette additiv forbedrer væksten og assimileringen af ​​kommerciel mad.

I mikroalgekulturer anvendes det som et filter i beluftningssystemet og i sandfiltrene.

Molekylærbiologi

Diatoméjorden er blevet anvendt til ekstraktion og oprensning af DNA; for dette anvendes den sammen med stoffer, der kan forstyrre den molekylære struktur af vand. Eksempler på disse stoffer er guanidinhydrochlorid og thiocyanat.

Mad og drikkevarer

Den bruges til filtrering i produktionen af ​​forskellige typer drikkevarer, såsom vin, øl og naturligt juice. Når de har høstet visse produkter som korn, bades de i diatoméjord for at forhindre angreb af væv og andre skadedyr.

Pet

Det er en del af de sanitære sandkomponenter (sanitetssten), der almindeligvis anvendes i kasser til katte og andre kæledyr.

veterinær

På nogle steder bruges den som et effektivt ar til dyre sår. Det bruges også til kontrol af ectoparasit leddyr i husdyr og husdyr.

malerier

Det bruges som forsegler eller emalje maling.

miljø

Diatoméjord anvendes til genopretning af områder forurenet med tungmetaller. Blandt dens anvendelser i denne sammenhæng er det faktum, at det genopretter nedbrydede jordbund og reducerer aluminiums toksicitet i forsurede jordbund..

Forensic videnskab

I tilfælde af død ved nedsænkning (drukning) er en af ​​de analyser, der udføres, den for forekomsten af ​​diatomer i ofrets organer. På grund af sammensætningen af ​​silicatskelet af diatomer forbliver de i kroppen, selv om de findes med en vis grad af nedbrydning.

Forskere bruger arten til at finde ud af, om hændelsen forekom, for eksempel i en sump, i havet eller i en sø; Dette er muligt, fordi diatomer har en vis grad af miljøspecifikitet. Mange tilfælde af mord er blevet løst takket være tilstedeværelsen af ​​diatomer i ofrets organer.

nanoteknologi

Anvendelsen af ​​diatomer i nanoteknologi er stadig i indledende fase. Undersøgelser og anvendelser på dette område bliver dog hyppigere. Test bruges i øjeblikket til at omdanne siliciumfrustuler til silicium og producere med disse elektriske komponenter.

Der er mange forventninger og potentielle anvendelser af diatomer i nanoteknologi. Undersøgelser tyder på, at de kan bruges til genetisk manipulation, til opførelse af komplekse elektroniske mikrokomponenter og som fotovoltaiske bioceller.

referencer

  1. A. Canizal Silahua (2009). Illustreret katalog over mexicanske ferskvandsdiatomer. I. Familie Naviculaceae. Forskning rapport for at få titlen på: Biolog. National Autonomous University of Mexico. 64 pp.
  2. V. Cassie (1959). Marine Plankton Diatoms. Tuatara.
  3. Diatomalger. Encyclopædia Britannica. Gendannet fra britannica.com.
  4. M.D. Guiry & G.M. Guiry (2019). AlgaeBase. Verdensomspændende elektronisk publikation, National University of Ireland, Galway. Hentet fra algaebase.org.
  5. Fytoplanktonidentifikation. Diatomer og dinoflagellater. Gendannet fra ucsc.edu.
  6. Diatom. New World Encyclopedia. Hentet fra newworldencyclopedia.org.
  7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska & K. Strzalka (2015). Fotosyntetiske pigmenter i diatomer. Marine Drugs.
  8. Diatom. MIRACLE. Gendannet fra ucl.ac.uk.
  9. Diatoméjord. Genoprettet fra diatoma.cl.
  10. Silica, kiselgur og rejer. Gendannet fra balnova.com.
  11. L. Baglione. Anvendelse af diatoméjord. Gendannet fra tecnicana.org
  12. Diatom. Hentet fra en.wikipedia.org.
  13. A. Guy (2012). Nanoteknologiske diatomer. Hentet fra nextnature.net.