Как се размножава фитопланктонът?

Фитопланктонът са микроскопични същества, които се размножават плодовито чрез безполови и сексуални средства. Репродуктивните нива на фитопланктон пряко влияят и отразяват баланса на екосистемата.

Според National Geographic, морски растения като фитопланктон, водорасли и водорасли произвеждат 70 процента от атмосферния кислород, което е дори повече от тропическа гора. При определени условия на околната среда обаче популациите от фитопланктон могат да експлодират, създавайки зловонен, токсичен цъфтеж.

Основните категории планктон са фитопланктон и зоопланктон. Планктонът може да бъде еукариот или прокариотичен. Растителноподобният фитопланктон включва водораслов планктон и микроводорасли.

Фитопланктонът може да бъде едноклетъчни растения, протисти (водорасли) или бактерии:

• Динофлагелати: Те се отличават с бичковидни опашки и сложна обвивка. Около половината от всички динофлагелати са нефотосинтетични. Някои видове са биолуминесцентни и светят през нощта.

• Диатоми: Това са неподвижни, фотосинтетични водорасли, които се носят на повърхността на прясна и морска вода. Диатомите присъстват и във влажна почва. Уникалният слой на диатомовите водородчета се състои от силиций, който се използва в търговската мрежа.
  instagram story viewer
  
  

• Цианобактерии: Това са примитивни бактерии, които могат да доведат до токсичен цъфтеж.
  

• Коколитофори: Това са планктон, покрит с люспи, подобни на варовик. Те са важен източник на калцит.
  

Зоопланктонът, наричан още животински планктон, включва:

• протозои
  
• ларви
  
• копеподи
  
• плоски червеи

Зоопланктонът е сред най-повсеместните морски организми и включва добре познати организми като медузи. Зоопланктонът е потребител в хранителна верига.

Фитопланктонът произвежда храна и отделя кислород като страничен продукт, почти по същия начин, както сухоземните растения поддържат Земята.

Фитопланктонът получава името си от гръцката дума планктос, което означава скитник или скитник - подходящо описание на това как фитопланктонът плава през живота. Международните изследователи могат също да наричат ​​тези организми като „фитопланктон“ или „фитопланктон“ на други езици.

Фитопланктонът се нарежда сред най-важните организми на Земята. Освен осигуряване на храна за останалата част от хранителна мрежа, фитопланктон оксидира водата и въздуха.

Фитопланктонът смекчава ефектите от глобалното затопляне чрез абсорбиране 33 процента от въглеродния диоксид от природни източници и изкопаеми горива, според Лаборатория Kudela от Калифорнийския университет, Санта Круз. След смъртта фитопланктонът и други органични отпадъци могат да потънат до дъното на океана и един ден да се превърнат в изкопаеми горива - газ, нефт и въглища.

Оттоците от торове на основата на азот от ниви, отпадъци от животни от хранилища и необработени канализации навлизат във водните пътища и нарушават екологичното равновесие. Мащабните мъртви зони в райони като Мексиканския залив са резултат от по-високите глобални температури и свръхрастежа на фитопланктона, който задушава морския живот. Бактериални разложители изразходвайте допълнително кислород, когато консумирате разлагащи се вещества от цъфтежа.

Учените наблюдават колебанията на водораслите, за да защитят чистата вода - все по-оскъден природен ресурс. Вземат се проби на полето с помощта на планктонни мрежи за събиране на проби. Мрежестите мрежи обикновено работят добре за улавяне на фитопланктон, но малкият нанопланктон трябва да бъде филтриран от водна проба.

Количеството и видът на планктона показват общите водни условия и показват скоростта на възпроизводство на планктона.

Ефективните репродуктивни стратегии са отличителен белег на фитопланктона. Когато условията за отглеждане са правилни, фитопланктонът се размножава бързо чрез различни средства за безполово размножаване.

Простотата на планктона им позволява да възпроизвеждат с лекота:

• Бързо растящ динофлагелати обикновено се разделят бинарно делене. Родителската клетка се разделя на две еднакви клетки, които ще се разделят отново и отново. Филаментите могат да се образуват, ако клетките не се отделят напълно по време на клетъчното делене.

• Протисти може да се възпроизвежда безполово чрез многократно делене. Клетките се подготвят да се разделят, репликират ядрото си и след това се разделят на множество клетки, които са идентични с оригиналната клетка, освен ако не са възникнали мутации.
  

• Правоъгълните клетки на спирогира (водорасли фитопланктон) се прикрепят от край до край, образувайки много дълги вериги, наречени нишки. Когато нишката се раздели, всяка част, плаваща във водата, ще прерасне в нова нишка чрез проста митоза. Този тип размножаване се нарича фрагментация.

• Зоопланктон като хидра може да се възпроизвежда чрез пъпки. Подобно на дрождите, хидра може да отгледа пъпка, която ще узрее и ще се откъсне, превръщайки се в клонинг на родителя.
  

Зелени водорасли и бактериите могат да произвеждат спори които продължават да се делят вътре в родителската клетка. Възрастни ендоспори се освобождават, за да образуват идентично потомство.

Половото размножаване включва рекомбинация на генетичен материал за получаване на потомство с уникален геном. Биоразнообразието в популацията помага на видовете да се адаптират към неблагоприятни условия като топлина или суша.

Някои фитопланктон могат да възпроизвеждат сексуално:

• Диатоми произвеждат и пускат диплоиден мъжки и женски гамети - сперматогония и оогония - това разделение по мейоза да стане хаплоиденсперматозоиди или яйце. Яйцеклетката, оплодена от сперматозоиди, се развива в зигота наречен ауксоспора които могат да влязат латентност. Клетката ще расте при правилните условия и след това освобождава диатоми в пълен размер.

• Хермафродитен еднодомно колонии от волвокс Видовете (зелени водорасли) произвеждат както сперматозоиди, така и яйца. Двудомни колониите произвеждат или сперма, или яйца. В женските колонии на волвокс отделните клетки растат, за да станат оогамети които влизат в покой диплоидна зигота етап след предпазител на яйцеклетка и сперма (сингамия).
  

Фитопланктонът се намира близо до брега, в стояща открита вода, върху ледени шапки и близо до повърхността на езерата, където основните хранителни вещества и слънчевата светлина са лесно достъпни за растежа и деленето на клетките. Фитопланктонът, живеещ в океана, обикновено е в еуфотична зона на водния стълб, който е проникващ от слънчева светлина.

Еуфотичната зона е не по-дълбока от 900 фута; средната дълбочина на океана е около 13 000 фута, според оценката на Океанографска институция Woods Hole.

Типичният жизнен цикъл на фитопланктона включва растеж, размножаване и смърт. Жизненият цикъл може също да включва период на покой, който се случва редовно или само когато условията не са благоприятни за растеж.

Например, хризофити може да се образува кисти или спори, които остават в латентно състояние в продължение на месеци или десетилетия. Някои диатомеи и динофлагелати образуват кисти от зимата до пролетта.

Жизненият цикъл на фитопланктона варира според видовете. Например, морски флагелати (Phaeocystis pouchetii) произвеждат малки подвижни клетки, които продължават да се размножават, докато нивата на хранителните вещества спаднат. След това те образуват колонии, заобиколени от лепкава лигавична обвивка, съдържаща хранителни вещества, които позволяват продължително размножаване.

Ако хранителните вещества съвсем отпаднат, мембраната се разпада и се измива на брега като миризлива, гъста бяла пяна.

Растежът на фитопланктона варира в зависимост от сезоните. Размножаването експлодира в полярните райони всяка пролет, когато отстъпващият лед отлага богати хранителни вещества на повърхността на водата. Хладната вода е идеална за размножаване на фитопланктон. В края на лятото повишената слънчева светлина възбужда пигментите в плаващия фитопланктон, което води до поредния импулс на растежа.

Фитопланктонът се консумира от риба и крил, които впоследствие осигуряват обилна храна за пингвините Adélie, морските птици и тюлените. Пингвините са приспособили своя размножителен цикъл да съвпада с пиковите периоди на размножаване на фитопланктона.

Според Национален център за данни за сняг и лед, някои от най-големите риболовни дейности в света са разположени в Берингово море, където планктонът цъфти изобилно и поддържа популациите на рибите.

Изобилието от фитопланктон привлича птици, насекоми, риби и животни и подобрява биологичното разнообразие в воден биом. Въпреки това, прекомерното размножаване на нетоксичен фитопланктон все още може да бъде вредно в резултат на изчерпване на кислорода и запушване на рибните хриле.

Някои видове цианобактерии произвеждат токсини като микроцистин. Цианобактерии обикновено се наричат ​​„синьо-зелени водорасли“ и превръщат водата в зелено.

Токсинът, произвеждащ вредни цъфтежи на водорасли (HAB), се е появил във всяка крайбрежна държава, според Национална океанска служба. HAB могат да разболеят или да убият хора в допълнение към морския живот. HAB на места като брега на залива на Флорида обикновено се наричат ​​„червени приливи и отливи“, тъй като цъфтежът превръща водата в червено.

Питейната вода може да бъде замърсена и плажовете да бъдат затворени поради вредни миризми и риск от инфекция. HAB се появяват сезонно в края на лятото, когато температурите и замърсяването с азот стимулират растежа на фитопланктона.

Езерата и океаните, богати на азот, желязо и фосфат, осигуряват швейцарска линия за безброй видове фитопланктон. Цъфтежът често следва след ураганите, защото хранителните вещества се избиват от дъното. Темпът на растеж се забавя, когато хранителните вещества са в недостиг.

Други фактори, влияещи върху размножаването, включват температура, дълбочина, променливост на светлината и концентрация на солена вода (соленост). Планктонът не се среща в много части на океана поради недостиг на желязо в тези региони.

В зависимост от вида, фитопланктонът задоволява всички свои енергийни нужди чрез фотосинтеза или може да допълни диетата си, като консумира други живи или разлагащи се организми. Двата основни типа фитопланктон използват различни стратегии за набавяне на храна.

Например, динофлагелатите ловуват и се движат през водата, като размахват опашките си; те обаче са слаби плувци и не могат да вървят срещу течението. Диатомите не се използват флагела (опашки) и абсорбират хранителни вещества, необходими за метаболизма и размножаването, докато се движат по теченията.

Фитопланктонът служи като хранителна банка на водния свят поради тяхната растителна способност да абсорбира слънчевата светлина и да произвежда хранителна енергия чрез фотосинтеза. Множество морски създания, от охлюви до китове, дължат съществуването си на стабилна диета от фитопланктон. Преките потребители на фитопланктон включват зоопланктон, анемони, скариди и миди.

На свой ред по-малките растения и животни се консумират от всеядни, които след това се ядат от третични потребители или апетитни хищници. Храните в човешката диета могат да бъдат проследени до a първичен производител като фитопланктон.

Според сателитните изображения на НАСА по-ярки облаци се образуват над определени места като Южния океан по време на периоди на силно възпроизводство на фитопланктон. Бързо умножаващ фитопланктон като коколитофори отделят газове и органични вещества във въздуха, които засяват облаци.

Облаците отразяват повече слънчева светлина и изглеждат по-ярки, когато настъпи цъфтеж на планктон, защото отражението зависи от количеството суспендирана вода в облака и размера на частиците на капчиците облак.

Изследователите са установили, че фитопланктонът може да използва фотосинтеза за превръщане на въглеродния диоксид в биомаса и масла за производство на биогорива. Водорасловите ферми могат да се възползват от планетата, защото фитопланктонът абсорбира (потъва) повече въглерод, отколкото отделя обратно в околната среда.

Друга полза е бързото производство на култури. Според Институт за изследване на околната среда и енергетиката, микроводораслите удвояват масата си всеки ден и растат до 100 пъти по-бързо отколкото растенията на сушата.

Освен това много видове водорасли растат в солена вода, която е по-лесно достъпна от прясна вода. Водорасловите ферми могат да бъдат разположени в райони, където други култури не могат да растат. Водорасли биогориво може да намали зависимостта от местни и внесени изкопаеми горива. Водораслите вече се използват в производството на продукти за грижа за кожата, фармацевтични продукти и козметика.