DIJATOMI: KARAKTERISTIKE, PREHRANA, REPRODUKCIJA - BIOLOGIJA - 2026

U diatomi (dijatomeja) su skupina algi, uglavnom voda i jednostaničnih. Mogu biti slobodno živi (poput biljnih tona) ili tvore kolonije (poput onih koji su dio bentosa). Karakterizira ih kozmopolitska distribucija; to jest, mogu se naći diljem planete.

Uz druge skupine mikroalgi, oni su dio velikih izdanaka fitoplanktona koji se nalaze u tropskim, suptropskim, arktičkim i antarktičkim vodama. Njihovo podrijetlo datira iz jure i danas predstavljaju jednu od najvećih skupina mikroalgi poznatih čovjeku, s više od sto tisuća vrsta opisanih između živih i izumrlih.

Diatomska raznolikost. Preuzeto i uredjeno iz: Wipeter, sa Wikimedia Commonsa.

Ekološki su važan dio prehrambenih mreža mnogih bioloških sustava. Deatomske naslage su vrlo važan izvor organskog materijala nakupljenog na morskom dnu.

Nakon dugih procesa sedimentacije, pritiska organske tvari i milijuna godina, ta su ležišta postala ulje koje kreće velik dio naše današnje civilizacije.

U davna vremena more je prekrivalo područja zemlje koja su trenutno nastala; Dijatomatska ležišta ostala su u nekim od ovih područja, poznatih kao dijatomejska zemlja. Dijatomejska zemlja ima višestruku upotrebu u prehrambenoj industriji, građevinarstvu, pa čak i farmaceutskim proizvodima.

karakteristike

To su eukariotski i fotosintetski organizmi, s diploidnom staničnom fazom. Sve vrste ovih mikroalgi su jednoćelijske, sa slobodnim oblicima. U nekim slučajevima formiraju kolonije (kokid), duge lance, obožavatelje i spirale.

Temeljna karakteristika dijatoma je da imaju plodove. Plod je stanična stijenka sastavljena uglavnom od silicijevog dioksida koja zatvara stanicu u strukturi sličnoj Petrijevoj posudi ili tanjuru.

Gornji dio ove kapsule naziva se epitet, a donji dio hipoteka. Voćke se razlikuju u ukrasu, ovisno o vrsti.

Oblik

Oblik dijatomeja je promjenjiv i ima taksonomski značaj. Neki su zračene simetrije (središnji), a drugi mogu imati različite oblike, ali uvijek su dvostrano simetrični (pennal).

Dijatomi su rasprostranjeni u svim vodenim tijelima planete. Uglavnom su morski; međutim, neke su vrste pronađene u slatkovodnim tijelima, barama i vlažnim okruženjima.

Ovi autotrofni organizmi imaju klorofil a, c1 i c2, a sadrže pigmente poput diatoksantina, diadinoksantina, β-karotena i fukoksantina. Ovi pigmenti pružaju im zlatnu boju koja im omogućuje bolje snimanje sunčeve svjetlosti.

Taksonomija i klasifikacija

Trenutno je taksonomsko uređenje dijaatoma kontroverzno i ​​podložno je reviziji. Većina sistematičara i taksonomista smješta ovu veliku skupinu mikroalgi u odjeljak Heterokontophyta (ponekad kao Bacillariophyta). Ostali ih istraživači klasificiraju kao vrste, pa čak i kao više svojte.

Tradicionalna klasifikacija

Prema klasičnom taksonomskom uređenju, dijatomi su smješteni u klasi Bacillariophyceae (koja se također naziva i Diatomophyceae). Ova klasa je podijeljena u dva reda: Središnji i Pennales.

centrala

Oni su dijatomei čiji im plod daje radijalnu simetriju. Neke vrste imaju trnovit ukras i na površini nemaju pukotinu zvanu raphe.

Taj se nalog sastoji od najmanje dva suborca ​​(ovisno o autoru) i najmanje pet obitelji. Uglavnom su morski; međutim, postoje ih i u slatkovodnim tijelima.

Središnji dijatom. Preuzeto i uredio Derek Keats iz Johannesburga u Južnoj Africi, putem Wikimedia Commonsa.

Pennales

Ovi dijatomi imaju izduženi, ovalni i / ili linearni oblik, s dvostranom bipolarnom simetrijom. Imaju isprekidane ukrase frustule u obliku pruge, a neke imaju raphe uzduž uzdužne osi.

Ovisno o taksonomiju, ovaj se red sastoji od najmanje dva suborca ​​i sedam obitelji. Uglavnom su slatkovodne, iako su vrste opisane i u morskim sredinama.

Nedavno rangiranje

Navedeno je klasična taksonomska klasifikacija i redoslijed dijatomskih naloga; to je najčešće korišteni način razlikovanja istih. Međutim, s vremenom su se pojavili mnogi taksonomski aranžmani.

U 90-ima znanstvenici Round & Crawford pridonijeli su novoj taksonomskoj klasifikaciji koja se sastoji od 3 klase: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae i Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Ranije su bili dio dijatama reda Centrales. Trenutno je ova klasa zastupljena sa najmanje 22 reda i 1174 vrste.

Bacillariophyceae

Oni su dijatoma bilateralne simetrije s raphe. Pripadnici ove klase prethodno su činili Pennalesov red.

Kasnije su podijeljeni u dijatome sa raphe i bez raphe (na vrlo generaliziran način). Poznato je da je ova klasa mikroalgi zastupljena sa 11 reda i oko 12 tisuća vrsta.

Fragilariophyceae

To je klasa dijatomata čiji su članovi i prije bili dio reda Pennales. Ove mikroalge imaju bilateralnu simetriju, ali ne predstavljaju raphe. a zastupljeni su sa 12 redova i oko 898 vrsta.

Neki taksonisti ne smatraju ovaj takson valjanim i stavljaju Fragilariophyceae u potklasu unutar klase Bacillariophyceae.

ishrana

Dijatomi su fotosintetski organizmi: oni koriste svjetlosnu energiju (solarnu) kako bi je pretvorili u organske spojeve. Ovi organski spojevi potrebni su kako bi se zadovoljile vaše biološke i metaboličke potrebe.

Za sintezu ovih organskih spojeva dijatomi trebaju hranjive tvari; te hranjive tvari su uglavnom dušik, fosfor i silicij. Ovaj posljednji element djeluje kao ograničavajući hranjivi sastojak, jer je potreban za tvorbu plodova.

Za fotosintetski proces, ti mikroorganizmi koriste pigmente poput klorofila i karotenioda.

Klorofil

Klorofil je zeleni fotosintetski pigment koji se nalazi u kloroplastima. U dijatomeima su poznate samo dvije vrste: klorofil a (Chl a) i klorofil c (Chl c).

Chl a ima primarno sudjelovanje u procesu fotosinteze; umjesto toga, Chl c je dodatan pigment. Najčešći Chl c u dijatomeima su c1 i c2.

karotenoidi

Karotenoidi su skupina pigmenata koji pripadaju obitelji izoprenoida. U dijatomeima je identificirano najmanje sedam vrsta karotenoida.

Poput klorofila, oni pomažu dijatome da prikupe svjetlost kako bi je pretvorili u organske spojeve hrane za stanicu.

Reprodukcija

Dijatomi se razmnožavaju aseksualno i seksualno, kroz procese mitoze i mejoze.

Aseksualan

Svaka matična stanica podvrgava se procesu mitotičke diobe. Kao produkt mitoze umnožava se genetski materijal, stanično jezgro i citoplazma kako bi nastale dvije kćeri stanice identične matičnoj stanici.

Svaka novostvorena stanica uzima kao svoj epitet letak iz matične stanice, a zatim gradi ili formira svoju hipoteku. Ovaj se reproduktivni proces može dogoditi između jedan i osam puta u roku od 24 sata, ovisno o vrsti.

Kako će svaka ćelija kćeri formirati novu hipoteku, ona koja je naslijedila majčinsku hipoteku bit će manja od sestrinske. Kako se proces mitoze ponavlja, pad kćernih stanica je progresivan sve dok se ne postigne održivi minimum.

seksualan

Proces seksualne reprodukcije stanice sastoji se od podjele diploidne stanice (s dva niza kromosoma) na haploidne stanice. Haploidne ćelije imaju pola genetičkog sastava stanice praroditelja.

Jednom kada aseksualno reproducirani dijatomi dostignu minimalnu veličinu, započinje jedna vrsta seksualne reprodukcije koja prethodi mejozi. Ova mejoza stvara haploidne i gole ili zagrijane gamete; gamete se stapaju i tvore spore zvane auksospore.

Auksospore omogućuju dijatome da povrate diploidiju i maksimalnu veličinu vrsta. Oni također omogućavaju da dijatom preživi vremena s otežanim okolišnim uvjetima.

Ove su spore vrlo otporne i rasti će i oblikovati svoje plodove samo kad su uvjeti povoljni.

Ekologija

Dijatomi imaju staničnu stijenku bogatu silicijevim oksidom, obično nazvanom silicij. Zbog toga je njihov rast ograničen dostupnošću ovog spoja u okolinama u kojima se razvijaju.

Kao što je gore spomenuto, ove mikroalge su u distribuciji kozmopolitske. Prisutni su u slatkim i morskim vodenim tijelima, pa čak i u okruženjima s niskom dostupnošću vode ili s određenim stupnjem vlažnosti.

U vodenom stupu uglavnom naseljavaju pelagičnu zonu (otvorene vode), a neke vrste formiraju kolonije i naseljavaju bentoske supstrate.

Diatomska populacija općenito nije stalne veličine: njihov broj se uvelike razlikuje s nekom periodičnošću. Ova periodičnost povezana je s dostupnošću hranjivih sastojaka, a također ovisi o ostalim fizikalno-kemijskim čimbenicima, kao što su pH, slanost, vjetar i svjetlost, među ostalim.

cvatući

Kad su uvjeti optimalni za razvoj i rast dijatomata, pojavljuje se fenomen zvan cvjetanje ili cvjetanje.

Tijekom uzgoja, dijatomske populacije mogu dominirati u strukturi fitoplanktona u zajednici, a neke vrste sudjeluju u štetnim cvjetovima algi ili crvenim plimama.

Dijatomi su sposobni stvarati štetne tvari, uključujući domoičnu kiselinu. Ti se toksini mogu nakupljati u lancima hrane i s vremenom mogu utjecati na ljude. Trovanje ljudi može uzrokovati nesvjesticu i probleme s pamćenjem do kome ili čak smrti.

Smatra se da postoji više od 100.000 vrsta dijatomeja (neki autori vjeruju da ih ima više od 200.000) između živih (više od 20.000) i izumrlih.

Njihova populacija doprinosi oko 45% primarne proizvodnje oceana. Isto tako, ovi mikroorganizmi su neophodni u okeanskom silicijskom ciklusu zbog sadržaja silicija u plodovima.

Prijave

Paleoceanography

Silicijska komponenta u plodu dijatoma čini ih od velikog interesa za paleontologiju. Ove mikroalge zauzimaju vrlo specifično i raznoliko okruženje još od približno krednih vremena.

Fosili ovih algi pomažu znanstvenicima da rekonstruiraju geografsku raspodjelu mora i kontinenata kroz geološka vremena.

Biostratigrafija

Dijatomski fosili pronađeni u morskim sedimentima omogućavaju istraživačima da razumiju različite promjene u okolišu koje su se dogodile od prapovijesti do danas.

Ovi fosili omogućuju uspostavljanje relativne dobi slojeva u kojima se nalaze i služe za povezivanje slojeva različitih lokacija.

Dijatomejska zemlja

Dijatomejska zemlja poznata je kao velika ležišta fosiliziranih mikroalgi koje se nalaze uglavnom na kopnu. Najvažnija ležišta ovih zemalja nalaze se u Libiji, Irskoj i Danskoj.

Naziva se još i diatomitom, a materijal je bogat silicijem, mineralima i elementima u tragovima, za koje ima višestruku upotrebu. Među najistaknutijim načinima uporabe su sljedeće:

uzgoj

Koristi se kao insekticid u usjevima; širi se biljkama kao svojevrsna krema za sunčanje. Također se široko koristi kao gnojivo.

Akvakultura

U uzgoju škampi, dijatomejska zemlja se koristi u proizvodnji hrane. Pokazalo se da ovaj dodatak pospješuje rast i asimilaciju komercijalne hrane.

U kulturama mikroalgi koristi se kao filtar u sustavu za prozračivanje i u pijeskom.

Molekularna biologija

Dijatomejska zemlja korištena je za ekstrakciju i pročišćavanje DNK; za to se koristi zajedno s tvarima koje mogu dezorganizirati molekularnu strukturu vode. Primjeri ovih tvari su gvanidin hidroklorid i tiocijanat.

Hrana i piće

Koristi se za filtriranje u proizvodnji različitih vrsta pića poput vina, piva i prirodnih sokova. Jednom kada se određeni proizvodi poput žitarica pokupe, okupaju se u dijatomejskoj zemlji kako bi se izbjegli napadi vrsta i ostalih štetočina.

Kućni ljubimci

Dio je sastojaka sanitarnog otpada (sanitarni šljunak) koji se obično koriste u kutijama za mačke i druge kućne ljubimce.

Veterinarski

Na nekim mjestima koristi se kao učinkovito liječenje rana životinja. Također se koristi u suzbijanju ektoparazitskih člankonožaca u domaćih i domaćih životinja.

Boje

Koristi se kao brtvilo ili boja emajla.

Ambijentalni

Dijatomejska zemlja koristi se za obnovu područja zagađenih teškim metalima. Njegove primjene u ovom kontekstu uključuju činjenicu da obnavlja degradirana tla i smanjuje toksičnost aluminija u zakiseljenim tlima.

Dijatomejska zemlja. Pogledajte pod faznim kontrastom u svjetlosnom mikroskopu. Preuzeto i uredjeno iz: Zephyris, iz Wikimedia Commons.

Forenzika

U slučajevima smrti uronjenjem (utapanjem), jedna od provedenih analiza je prisutnost dijatomeja u tijelu žrtava. Zbog sastava silikatnog skeleta dijatoma, oni ostaju u tijelu čak i ako se nađu s određenim stupnjem raspadanja.

Znanstvenici koriste vrstu kako bi otkrili je li se incident dogodio, na primjer, u močvari, moru ili jezeru; to je moguće jer dijatomi imaju određeni stupanj specifičnosti okoliša. Mnogi slučajevi ubojstava riješeni su zahvaljujući prisutnosti dijatema u tijelima žrtava.

Nanotehnologija

Uporaba dijatomeja u nanotehnologiji još je u ranim fazama. Međutim, studije i upotrebe u ovom području postaju sve učestaliji. Trenutno se testovi koriste za pretvaranje plodova silike u silicij i proizvodnju tih električnih komponenata.

Postoje mnoga očekivanja i potencijalne koristi za dijatome u nanotehnologiji. Studije sugeriraju da se one mogu koristiti za genetsku manipulaciju, za izgradnju složenih elektroničkih mikrokomponenata i kao fotonaponske biocelije.

Reference

1. A. Canizal Silahua (2009). Ilustrirani katalog meksičke slatkovodne dijatomeje. I. Obitelj Naviculaceae. Izvješće o istraživanju koje je dobilo naziv: Biolog. Nacionalno autonomno sveučilište u Meksiku. 64 pp.
2. V. Cassie (1959). Morski planktonski dijatomi. Premosnici.
3. Diatomske alge. Encyclopædia Britannica. Oporavak od britannica.com.
4. MD Guiry & GM Guiry (2019). AlgaeBase. Svjetska elektronička publikacija, Nacionalno sveučilište u Irskoj, Galway. Oporavak s algaebase.org.
5. Identifikacija fitoplanktona. Dijatomi i dinoflagelati. Oporavak od ucsc.edu.
6. Dijatomeja. Nova svjetska enciklopedija. Oporavak s newworldencyclopedia.org.
7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska & K. Strzalka (2015). Fotosintetski pigmenti u dijatomskim dijelovima. Morske droge.
8. Dijatomeja. ČUDO. Oporavak od ucl.ac.uk.
9. Dijatomejska zemlja. Oporavak od diatomea.cl.
10. Kremen, dijatomejska zemlja i škampi. Oporavilo s balnova.com.
11. L. Baglione. Upotreba dijatomejske zemlje. Oporavak s tecnicana.org
12. Dijatomeja. Oporavilo s en.wikipedia.org.
13. A. Guy (2012). Nanotech Dijatomi. Oporavak od nextnature.net.