DINOFLAGELATI: KARAKTERISTIKE, KLASIFIKACIJA, ŽIVOTNI CIKLUS - BIOLOGIJA - 2024

U dinoflagelata su agencije Kraljevine jednoćelijski čija je glavna karakteristika da imaju par bičevima koji će vam pomoći da se presele u sredini. Prvi put ih je opisao 1885. njemački prirodoslovac Johann Adam Otto Buetschli. Oni su prilično velika skupina, uključujući fotosintetske, heterotrofne, slobodno žive organizme, parazite i simbionte.

S ekološkog stajališta oni su vrlo važni, jer zajedno s drugim mikroalgama, poput dijatomeja, tvore fitoplankton, koji zauzvrat predstavlja hranu mnogih morskih životinja poput riba, mekušaca, rakova i sisavaca.

Ceratium. Dinoflagelatne vrste. Izvor: Keisotyo, iz Wikimedia Commons

Isto tako, kada se pretjerano i nekontrolirano šire, nastaju fenomen koji se zove „Crvena plima“, u kojem su mora obojena raznim bojama. To predstavlja ozbiljan ekološki problem, jer uvelike utječe na ravnotežu ekosustava i organizama koji ih naseljavaju.

taksonomija

Taksonomska klasifikacija dinoflagelata je sljedeća:

Domena: Eukarya.

Kraljevstvo: Protista.

Superfilo: Alveolata.

Phylum: Miozoa.

Subfilum : Myzozoa.

Dinozoa

Superklasa: Dinoflagellata

Morfologija

Dinoflagelati su jednoćelijski organizmi, to jest, čine ih jedna stanica. Oni se razlikuju po veličini, neke su toliko male da se ne mogu vidjeti golim okom (50 mikrona), dok su druge malo veće (2 mm).

Vanjski izgled

U dinoflagelatima se mogu naći dva oblika: takozvani oklopni ili tekadoski i goli. U prvom slučaju, stanica je okružena otpornom strukturom, poput oklopa, sastavljenog od biopolimerne celuloze.

Ovaj sloj je poznat kao "tikovina". U golim dinoflagelatima nema prisutnosti zaštitnog sloja. Stoga su vrlo krhki i podložni teškim okolišnim uvjetima.

Izrazita karakteristika ovih organizama je prisutnost flagela. To su stanični dodaci ili izbočenja koji se prvenstveno koriste da osiguraju pokretljivost stanice.

U slučaju dinoflagelata prikazuju dvije flagele: poprečne i uzdužne. Poprečni flagellum okružuje stanicu i daje joj rotacijski pokret, dok je uzdužni flagellum odgovoran za vertikalno kretanje dinoflagelata.

Neke vrste imaju gene bioluminescencije u svojoj DNK. To podrazumijeva da su sposobni emitirati određeni sjaj (poput neke meduze ili krijesnice).

Nuklearna struktura

Isto tako, kao i svaki eukariotski organizam, genetski materijal (DNK i RNA) se pakuje unutar strukture poznate kao stanično jezgro, koja je ograničena membranom, nuklearnom membranom.

Sada organizmi koji pripadaju ovom superklasi imaju vrlo posebne karakteristike zbog kojih su jedinstveni unutar eukariota. Prvo, pronalazi se DNK višegodišnji kromosom koji ostaje kondenziran u svakom trenutku (uključujući sve faze staničnog ciklusa).

Nadalje, nema histona i nuklearna se membrana ne raspada tijekom procesa diobe stanica, kao što je slučaj s drugim eukariotskim organizmima.

Sadržaj citoplazme

U pogledu s elektronskim mikroskopom može se primijetiti prisutnost različitih citoplazmatskih organela, tipičnih za bilo koji eukariot, u stanicama dinoflagelata.

Tu spadaju: Golgijev aparat, endoplazmatski retikulum (glatki i hrapavi), mitohondrije, skladišne ​​vakuole, kao i kloroplasti (u slučaju autotrofičnih dinoflagelata).

Opće karakteristike

Dinoflagellata superklasa je široka i obuhvaća veliki broj vrsta, neke vrlo različite od drugih. Međutim, oni se slažu o određenim karakteristikama:

ishrana

Skupina dinoflagelata toliko je široka da nema poseban obrazac prehrane. Postoje vrste koje su autotrofne. To znači da su sposobni sintetizirati svoje hranjive tvari kroz proces fotosinteze. Do toga dolazi jer između citoplazmatskih organela imaju kloroplaste, unutar kojih se nalaze molekule klorofila.

S druge strane, malo je onih koji su heterotrofi, odnosno hrane se drugim živim bićima ili tvarima koje proizvode. U ovom slučaju postoje vrste koje se hrane drugim protestima koji pripadaju portozojanima, dijatomejima ili čak samim dinoflagelatima.

Isto tako, postoje neke vrste parazita, poput onih koji pripadaju klasi Ellobiopsea, a to su ektoparaziti nekih rakova.

način života

Ovaj je aspekt prilično raznolik. Postoje vrste koje su slobodno žive, dok postoje i druge koje formiraju kolonije.

Slično tome, postoje vrste koje uspostavljaju endosimbiotske odnose s pripadnicima klase Anthozoa iz vrste Cnidarians, kao što su anemoni i koralji. U tim partnerstvima oba člana obostrano profitiraju i trebaju jedni druge da bi preživjeli.

Primjer za to je vrsta Gymnodinium microoadriaticum koja obiluje koralnim grebenima i doprinosi njihovom stvaranju.

Reprodukcija

Umnožavanje je kod većine dinoflagelata aseksualno, dok kod nekolicine drugih može doći do seksualne reprodukcije.

Aseksualna reprodukcija događa se procesom poznatim kao binarna fisija. Pri tome se svaka ćelija dijeli na dvije stanice potpuno isto kao i nadređena.

Dinoflagelati imaju vrstu binarne fisije poznat kao longitudinalni. U ovom je tipu dijeljenje osi uzdužno.

Ova podjela je raznolika. Na primjer, postoje vrste poput roda Ceratium, kod kojih se događa proces nazvan desmochisis. U tome svaka kćerna stanica podrijetlom održava polovicu stijenke matične ćelije.

Postoje i druge vrste kod kojih se događa nešto što se naziva eleutherochisis. Ovdje se dijeljenje događa unutar matične stanice i nakon podjele svaka kćerna stanica stvara novi zid ili novu theca, u slučaju vrste thecae.

Sada se seksualna reprodukcija događa fuzijom gameta. Kod ove vrste reprodukcije dolazi do spajanja i razmjene genetskog materijala između dvije gamete.

Imaju pigmente

Dinoflagelati u svojoj citoplazmi imaju različite vrste pigmenata. Većina sadrži klorofil (tipa a i c). Prisutna je i ostala pigmenta, među kojima se ističu ksantofili peridinin, diadinoksantin, diatoksantin i fukoksantin. Postoji i prisutnost beta-karotena.

Proizvode toksine

Veliki broj vrsta proizvodi toksine koji mogu biti tri vrste: citolitički, neurotoksični ili hepatotoksični. To su vrlo toksične i štetne za sisavce, ptice i ribe.

Toksine mogu konzumirati neke školjke, poput dagnji i ostrige, i nakupljati se u njima na visokim i opasnim razinama. Kada drugi organizmi, uključujući čovjeka, gutaju školjke kontaminirane toksinom, mogu predstaviti sindrom trovanja koji, ako se ne liječi na vrijeme i pravilno, može imati fatalan ishod.

Stanište

Svi dinoflagelati su vodeni. Većina vrsta nalazi se u morskim staništima, dok se mali postotak vrsta nalazi u slatkoj vodi. Ima sklonost prema područjima gdje sunčeva svjetlost dopire. Međutim, primjerci su pronađeni na velikim dubinama.

Čini se da temperatura nije ograničavajući element položaja tih organizama, jer su se nalazili i u toplim i u ekstremno hladnim vodama poput polarnih ekosustava.

Životni ciklus

Životni ciklus dinoflagelata posreduje okolnim uvjetima jer će se, ovisno o tome jesu li povoljni ili ne, dogoditi različiti događaji.

Isto tako, ima haploidnu i diploidnu fazu.

Haploidna faza

U haploidnoj fazi događa se da stanica podvrgne mejozi, stvarajući dvije haploidne stanice (s pola genetskog opterećenja vrste). Neki znanstvenici ove stanice nazivaju gametama (+ -).

Kad okolišni uvjeti više nisu idealni, dva dinoflagelata ujedinjuju se, tvoreći zigotu poznatu kao planozigota, koja je diploidna (potpuno genetsko opterećenje vrste).

Životni ciklus dinoflagelata. (1) Binarna fisija. (2) Zajednica dva dinoflagelata. (3) Planozigote. (4) Hipnozigota. (5) Planomeiocit. Izvor: Franciscosp2, iz Wikimedia Commons

Diploidna faza

Kasnije planozigota gubi svoje flagele i evoluira u drugu fazu koja se naziva hipnozigota. Prekriven je mnogo tvrđim i otpornijim tikovinom, a također je prepun rezervnih tvari.

To će hipnozigotu omogućiti da ostane zaštićeno od bilo kojeg predatora i zaštićeno od teških okolišnih uvjeta.

Hipnozigota se taloži na morskom dnu čekajući da okolišni uvjeti ponovo postanu idealni. Kad se to dogodi, tikovina koja ga okružuje razbija se i to postaje intermedijarni stadij poznat kao planomeiocito.

Ovo je kratkotrajna faza jer se stanica brzo vraća u svojstveni dinoflagelatni oblik.

Klasifikacija

Dinoflagelati uključuju pet razreda:

• Ellobiopsea: to su organizmi koji se mogu naći u slatkovodnim ili morskim staništima. Većina su paraziti (ektoparaziti) nekih rakova.
• Oxyrrhea: sastoji se od jednog roda Oxirrhis. Organizmi ove klase su grabežljivci koji se nalaze na čisto morskim staništima. Njeni atipični kromosomi su dugački i tanki.
• Dinophyceae: U ovu klasu spadaju tipični dinoflagelatni organizmi. Imaju dvije flagele, većinu su fotosintetski autotrofi, imaju životni ciklus u kojem dominira haploidna faza i mnogi od njih predstavljaju staničnu zaštitnu oblogu poznatu kao theca.
• Syndinea: za organizme ove skupine karakteristično je da nemaju jarak i da imaju parazitski ili endosimbiontni način života.
• Noctilucea: sastavljena od određenih organizama u čijem životnom ciklusu prevladava diploidna faza. Isto tako su heterotrofni, veliki (2 mm) i bioluminescentni.

"Crvena plima"

Takozvana "Crvena plima" je pojava koja se javlja u vodenim tijelima u kojima se šire mikroalge koje su dio fitoplanktona, a posebno one iz skupine dinoflagelata.

Kad se broj organizama znatno poveća i nekontrolirano razmnože, voda se obično oboji u različitim bojama, među kojima mogu biti: crvena, smeđa, žuta ili oker.

Crvena plima postaje negativna ili štetna kada razmnožavajuće vrste mikroalgi sintetiraju toksine štetne za druga živa bića. Kad se neke životinje poput mekušaca ili rakova hrane ovim algama, toksini ubacuju u svoje tijelo. Kad se neke druge životinje hrane njima, trpjet će posljedice gutanja toksina.

Ne postoje preventivne ili sanacijske mjere koje će u potpunosti ukloniti crvenu plimu. Među mjerama koje su isprobane su:

• Fizička kontrola: uklanjanje algi kroz fizičke postupke poput filtriranja i drugih.
• Kemijska kontrola: uporaba proizvoda poput algaecida čiji je cilj uklanjanje nakupljenih algi na morskoj površini. Međutim, oni se ne preporučuju, jer utječu na ostale komponente ekosustava.
• Biološka kontrola: ovim mjerama koriste se organizmi koji se hrane tim algama, kao i neki virusi, paraziti i bakterije, koji pomoću prirodnih bioloških mehanizama mogu vratiti ravnotežu ekosustava.

Pathogeny

Organizmi koji pripadaju skupini dinoflagelata sami po sebi nisu patogeni, ali, kao što je spomenuto gore, stvaraju toksine koji uvelike utječu na ljude i druge životinje.

Kada se povećava količina dinoflagelata u nekim dijelovima mora, to znači i proizvodnja toksina, poput saksitoksina i goniautoksina.

Dinoflagelati, koji su važan i dominantan dio fitoplanktona, dio su prehrane rakova, mekušaca i riba, u kojima se toksini opasno nakupljaju. One prelaze na ljude kada se hrane zaraženom životinjom.

Kada se to dogodi, nastaje ono što je poznato kao sindrom trovanja školjkama.

Sindrom otrovanja školjkama

Nastaje kada se konzumiraju mekušci zaraženi različitim toksinima sintetiziranim dinoflagelatima. Sada postoji nekoliko vrsta toksina i karakteristike sindroma koji se generiraju ovise o njima.

Paralizirajući toksin

Uzrokuje paraliziranje trovanja morskom hranom. Uzgaja se uglavnom vrstama Gymnodinium catenatum i nekoliko rodova Alexandrium.

simptomi

• Brojanje nekih regija poput lica, vrata i ruku.
• Trnci osjećaj
• Bolest
• povraćanje
• Mišića paraliza

Smrt obično dolazi kao posljedica respiratornog zastoja.

Neurotoksični toksin

Izaziva neurotoksično trovanje. Sintetizira ga vrsta koja pripada rodu Karenia.

simptomi

• Jaka glavobolja
• Mišićna slabost
• Drhtavice
• Bolest
• povraćanje
• Uključenost mišića (paraliza)

Dijarealni toksin

To je uzrok trovanja proljevom zbog konzumacije školjkaša. Proizvodi ga vrsta roda Dinophysis.

simptomi

• Proljev
• Bolest
• povraćanje
• Vjerojatno stvaranje tumora u probavnom traktu

Ciguaterski toksin

Uzrokuje trovanje ciguatera jedenjem ribe. Sintetizira ga vrsta Gambierdiscus toxus, Ostreopsis spp i Coolia spp.

simptomi

• Umor i drhtanje u rukama i nogama
• Bolest
• Mišića paraliza (u ekstremnim slučajevima)

Evolucija

Simptomi se počinju pojavljivati ​​između 30 minuta i 3 sata nakon gutanja kontaminirane hrane. To je zato što se toksin brzo apsorbira kroz usnu sluznicu.

Ovisno o količini gutanja toksina, simptomi mogu biti više ili manje ozbiljni.

Poluvrijeme eliminacije toksina je otprilike 90 minuta. Smanjenje razine toksina u krvi na sigurne razine može potrajati i do 9 sati.

liječenje

Nažalost, ne postoji protuotrov niti jednom od toksina. Liječenje je indicirano za ublažavanje simptoma, posebno respiratornih simptoma, kao i za uklanjanje toksina.

Jedna od uobičajenih mjera je izazivanje povraćanja, kako bi se eliminirao izvor trovanja. Obično se daje i aktivni ugljen jer je sposoban apsorbirati toksine koji su otporni na djelovanje želučanog pH.

Isto tako, daje se obilna tekućina, koja nastoji ispraviti moguću acidozu, kao i ubrzati izlučivanje toksina kroz bubrege.

Otrovanje bilo kojim od ovih toksina smatra se hitnim slučajem u bolnici, te se kao takav mora liječiti i odmah pružiti pogođenoj osobi specijaliziranu medicinsku pomoć.

Reference

1. Adl, SM i sur. (2012). "Revidirana klasifikacija eukariota." Journal of Eukaryotic Microbiology, 59 (5), 429-514
2. Faust, MA i Gulledge, RA (2002). Prepoznavanje štetnih morskih dinoflagelata. Prilozi Nacionalnog herbarija Sjedinjenih Država 42: 1-144.
3. Gómez F. (2005). Popis dinoflagelatnih vrsta koje slobodno žive u svjetskim oceanima. Acta Botanica Croatica 64: 129-212.
4. Hernández, M. i Gárate, I. (2006). Sindrom trovanja boli zbog konzumiranja mekušaca. Rev Biomed. 17. 45-60
5. Van Dolah FM. Toksini morskih algi: porijeklo, zdravstveni učinci i njihova pojačana pojava. Zdravstveno okruženje. 2000; 108 Suppl 1: 133-41.