Діатомові водорості: характеристика, екологія та застосування

У групі водоростей є мікроводорості, водні та одноклітинні організми, серед яких діатомеї. Ці мікроводорості можуть бути планктонними, тобто вільноживучими, або утворювати колонії. При космополітичному поширенні його присутність варіюється від океанів до прісних вод та вологих ґрунтів майже у всіх куточках планети.

Діатомові водорості особливо важливі з екологічної точки зору, граючи вирішальну роль у первинному виробництві та вуглецевому циклі. У цій статті ми докладно розглянемо їх основні характеристики, їх значення у водних екосистемах, способи їх харчування та цикл їхнього статевого та безстатевого розмноження.

Característiques principals

Діатомові водорості є невід'ємною частиною фітопланктон, спільнота організмів, що плавають у водоймах і відповідальних за більшу частину глобального фотосинтезу Їх походження відноситься до юрського періоду, тому вони є частиною однієї з найдавніших груп мікроводоростей, що налічує більше 100.000 вигляд описані як живі, і вимерлі.

Унікальною особливістю діатомей є панцир, жорстка зовнішня структура, що складається з кремнезему (діоксид кремнію). Панцир коробчатої форми складається з двох частин: верхня частина називається епітека і дно іпотека. Така конструкція надає їм більшої структурної стійкості, а прикраса панцирів варіюється в різних видів, що є ключовим інструментом для їх класифікації та вивчення.

За будовою панцирів діатомеї поділяються на великі групи:

• Центральні діатомеї: Вони мають радіальну симетрію і переважають у морському середовищі
• пінатні діатомеї: Вони мають двосторонню симетрію і зустрічаються в основному у прісних водах

Завдяки своїй фотосинтетичній здатності діатомеї належать до організмів. еукаріоти має значення для первинної продукції водних екосистем. Вони вносять приблизно 45% первинної продукції в океанах, що робить їх фундаментальною основою кругообігу поживних речовин у цих екосистемах.

Живлення діатомових водоростей

Діатомові водорості автотрофи і вони використовують сонячне світло для здійснення фотосинтезу - процесу, за допомогою якого вони перетворюють світло на хімічну енергію, що зберігається у формі глюкози. Для цього процесу діатомовим водоростям необхідні необхідні поживні речовини, такі як азот, фосфор y кремній, причому останній є ключовим для формування його панцирів. Фактично, доступність кремнію в навколишньому середовищі може безпосередньо впливати на його зростання та поширення.

Пігменти, які використовують діатомові водорості для уловлювання сонячного світла, в основному clorofila y los каротиноїдисеред яких виділяється фукоксантин:

хлорофіл

Діатомові водорості мають два типи хлорофілу: Хлорофіл а y Хлорофіл з. Хлорофіл є основним пігментом, який безпосередньо бере участь у фотосинтезі, а хлорофіл діє як допоміжний пігмент, що доповнює поглинання світлової енергії.

каротиноїди

Каротиноїди, такі як фукоксантін, відповідають за уловлювання світла різної довжини хвилі, що дозволяє діатомових водоростей здійснювати фотосинтез в умовах низької інтенсивності світла. Цей пігмент також надає діатомових водоростей характерного золотисто-коричневого кольору.

Розмноження діатомей

Діатомові водорості мають два механізми розмноження: безстатевий y el сексуальний, Залежно від умов навколишнього середовища та розміру клітин.

Безстатеве розмноження

Найбільш поширеним способом безстатевого розмноження є мітоз. Цей процес полягає у розподілі материнської клітини на дві ідентичні дочірні клітини. Кожна дочірня клітина успадковує частину панцира (епітеку чи заставну). Дочірня клітина, що отримала заставну, повинна сформувати нову епітеку, але вона буде трохи меншою від початкової. З кожним поколінням діатомеї мають тенденцію зменшуватись у розмірах.

Статеве розмноження

Коли діатомові водорості досягають критичного розміру за рахунок безстатевого розмноження, процес статевого розмноження запускається. У процесі цього відбувається поділ. мейотичний у результаті утворюються гаплоїдні гамети. Гамети зливаються, утворюючи зиготу, яка, своєю чергою, утворює ауксоспораспеціалізована структура, що дозволяє відновити початковий розмір клітин і вижити в екстремальних умовах навколишнього середовища.

Екологія та цвітіння діатомей

Діатомові водорості відіграють важливу роль у регулюванні глобального клімату завдяки своїй здатності зв'язувати вуглець. Під час фотосинтезу вони захоплюють велику кількість вуглекислого газу (CO2), який згодом переноситься на дно океану, коли клітини вмирають, сприяючи пом'якшення наслідків зміни клімату.

Цвітіння діатомеї, відоме як оголення, виникають, коли умови довкілля сприяють їхньому масовому зростанню. Таке цвітіння часто відбувається у районах, де є велика кількість поживних речовин, таких як азот та фосфор.Надмірне цвітіння може призвести до утворення червоні припливиявища, які в деяких випадках можуть бути шкідливими через вироблення токсинів, таких як домашня кислотаякий впливає на харчові ланцюги і може бути небезпечним для людини.

З іншого боку, оскільки діатомеї чутливі до змін умов навколишнього середовища, ці мікроводорості використовуються як біоіндикатори у дослідженнях якість води та оцінити підкислення, забруднення та інші фактори водного середовища.

Важливість діатомової землі

Продукт, отриманий з діатомових водоростей, діатомова земляматеріал, що складається з скам'янілих панцирів. Цей білий порошок широко використовується в сільське господарство як добрива завдяки високому вмісту кремнезему, який покращує здоров'я ґрунту. Крім того, він діє як природний інсектицид, оскільки його абразивна структура зневоднює та ушкоджує комах, проколюючи їх екзоскелет.

Кізельгур також має багато промислових застосувань. Використовується при виробництві фарб, м'яких абразивів та утеплювачів, як допоміжний засіб у процесах. фільтрація і навіть як стабілізатор при виробництві динаміту, завдяки його здатності поглинати рідини, наприклад нітрогліцерин.

Нарешті, завдяки своїм унікальним фізичним властивостям, діатоміт використовується у засобах особистої гігієни, таких як скраби та зубні пасти, завдяки своїй легкій, але ефективній абразивній здатності.

Коротше кажучи, діатомеї є фундаментальними організмами як у глобальній екології, так і в повсякденному житті людей, особливо через їхній внесок у виробництво кисню та їхню роль у пом'якшенні наслідків зміни клімату.Більше того, їхнє промислове та сільськогосподарське застосування робить їх цінним ресурсом.

Будьте першим, щоб коментувати

Діатомові водорості

Діатомові водорості (Diatomophyta), або Бацилярії (Bacillariophyta) - відділ (тип) водоростей, що налічує близько 20 тис. видів. Це одноклітинні організми, що вільно плавають або прикріплені до субстрату. Іноді вони об'єднуються в ниткоподібні або ланцюжкоподібні колонії. Форма колоній може бути круглою, еліпсоїдною, бочкоподібною, призматичною. Клітини Д. в. мають твердий кремнеземний панцир, що складається з двох половинок, так званих стулок, що входять одна в одну (1 та 5, рис. 1). Багато Д. в. мають двосторонню симетрію і здатність пересуватися субстратом за допомогою виділеного зі шва слизу (4, 7, 8, рис. 1). Шов є щілина в стулці панцира. Діатомеї із радіальною будовою такого шва не мають.

Розмноження

Розмножуються Д. в. розподілом; кожна дочірня клітина отримує половину материнського панцира, інша виростає заново, у своїй стара половина охоплює своїми краями нову. Завдяки такому способу поділу і тому, що просочені кремнеземом тверді панцирі мало або зовсім нездатні до подальшого зростання, Д. в. у міру розмноження поступово дрібнішають. При утворенні ауксоспор (спор зростання) вміст клітини виходить із оболонки і значно зростає, даючи початок новому, більшому поколінню (5, рис. 1). Ауксоспори можуть утворюватися і статевим шляхом, внаслідок злиття (кон'югації) вмісту двох клітин.

Екологія

Д. в.- найпоширеніша в природі група водоростей, вони мешкають у прісних і морських водах, особливо в планктоні морів (служать їжею тварин), а також в мулі на дні водойм, на водних рослинах і підводних предметах, на вологій землі, камені, мох і т.п. Панцирі цих водоростей зберігаються після смерті клітин та осідають на дно водойм. З часом їх потужні скупчення ущільнюються в пористу гірську породу – діатоміт, що має промислове значення та використовується, зокрема, в акваріумних діатомових фільтрах тонкого очищення.

Ідентифікація

В акваріумі Д. в. виглядають як щільний, плоский світло-коричневий або золотистий наліт на стінках та листі рослин. Складається враження, що по склу та листям розсипаний пісок (рис. 2). Окремі найбільші колонії мають округлу форму та золотистий блиск і можуть досягати 2-3 мм у діаметрі.

Д.В. з'являються, як правило, у воді з високим вмістом силікатів, наприклад, в акваріумах, ґрунт яких містить у своєму складі кварцовий пісок. Масово розвиваються при нестачі освітлення та температурі нижче 24°С.

Д. в. часто плутають із бурими водоростями. На відміну від бурих водоростей, Д. в., мабуть, практично не потребують світла і можуть існувати у повній темряві (наприклад, на стінках шлангів зовнішнього фільтра). Жорсткість води для Д. в. не має значення, вони можуть розвиватися як у дуже жорсткій, так і дуже м'якій воді.

Способи боротьби

Боротися з діатомовими водоростями важко. Звичайні способи чищення – скребком чи губкою – малоефективні, тому що очищені поверхні дуже швидко знову покриваються нальотом. Молюски не можуть помітно пошкодити ці обростання. Жоден вид риб також не торкається діатомових водоростей.Єдиний спосіб запобігти появі цих нижчих водних організмів та їхньому розмноженню в акваріумі – підтримувати в ньому правильний режим. Насамперед, освітлення має бути достатнім, а температура води не нижче 24–25 °С. Обов'язково дотримуватись чистоти та регулярно підмінювати воду, тримати вміст нітратів та фосфатів у нормі. При такому режимі у діатомових водоростей з'являється багато сильніших конкурентів, які пригнічують їх зростання. Хороші результати дає застосування ультрафіолетового стерилізатора.

Джерела

також