Jak se množí fytoplankton?

Fytoplankton jsou mikroskopická stvoření, která se plodně množí asexuálními a sexuálními prostředky. Míra reprodukce fytoplanktonu přímo ovlivňuje a odráží rovnováhu ekosystému.

Podle národní geografie, mořské rostliny, jako je fytoplankton, řasy a řasy 70 procent atmosférického kyslíku, což je ještě více než deštný prales. Za určitých podmínek prostředí však mohou populace fytoplanktonu explodovat a vytvářet páchnoucí, toxické květy.

Hlavní kategorie planktonu jsou fytoplankton a zooplankton. Plankton může být eukaryotický nebo prokaryotický. Rostlinný fytoplankton zahrnuje řasový plankton a mikrořasy.

Fytoplankton mohou být jednobuněčné rostliny, protistů (řasy) nebo bakterie:

• Dinoflageláty: Ty se vyznačují ocasem podobným bičům a složitou skořápkou. Asi polovina všech dinoflagelátů je nefotosyntetická. Některé druhy jsou bioluminiscenční a v noci září.

• Diatomy: Jedná se o nepohyblivé, fotosyntetické řasy, které se vznášejí na povrchu sladké a mořské vody. Diatomy jsou také přítomny ve vlhké půdě. Unikátní vrstva rozsivek se skládá z křemíku, který se používá komerčně.
  
  

• Sinice: Jedná se o primitivní bakterie, které mohou vést k toxickým květům.
  

• Cocolithophores: Jedná se o plankton pokrytý šupinami podobnými vápenci. Jsou důležitým zdrojem kalcitu.
  

Zooplankton, nazývaný také zvířecí plankton, zahrnuje:

• prvoky
  
• larvy
  
• copepods
  
• ploché červy

Zooplankton patří mezi nejrozšířenější mořské organismy a zahrnuje známé organismy, jako jsou medúzy. Zooplankton jsou spotřebitelé v potravní řetězec.

Fytoplankton produkuje potravu a uvolňuje kyslík jako vedlejší produkt, podobně jako pozemské rostliny podporují Zemi.

Fytoplankton dostává své jméno z řeckého slova planktos, což znamená poutník nebo tulák - trefný popis toho, jak fytoplankton plave životem. Mezinárodní vědci mohou tyto organismy také v jiných jazycích označovat jako „fitoplankton“ nebo „fitoplancton“.

Fytoplankton se řadí mezi nejdůležitější organismy na Zemi. Kromě zajištění jídla pro zbytek EU web s potravinami, fytoplankton okysličuje vodu a vzduch.

Fytoplankton zmírňuje účinky globálního oteplování absorpcí 33 procent oxidu uhličitého z přírodních zdrojů a fosilních paliv, podle Kudela Lab z University of California, Santa Cruz. Po smrti může fytoplankton a další organický odpad klesnout na dno oceánu a jednoho dne se obrátit na fosilní palivo - plyn, ropu a uhlí.

Odtok dusíkatých hnojiv z polí, živočišný odpad z výkrmen a neošetřené splašky vstupují do vodních toků a narušují ekologickou rovnováhu. Rozsáhlé mrtvé zóny v oblastech, jako je Mexický záliv, jsou důsledkem vyšších globálních teplot a nadměrného růstu fytoplanktonu, který dusí mořský život. Bakteriální rozkladače spotřebujte další kyslík při konzumaci rozpadající se hmoty z květu.

Vědci sledují výkyvy populace řas, aby chránili čistou vodu - stále vzácnější přírodní zdroj. Vzorky jsou odebírány v terénu pomocí planktonových sítí pro odběr vzorků. Síťové sítě obvykle dobře fungují pro zachycení fytoplanktonu, ale ze vzorku vody musí být odfiltrován drobný nanoplankton.

Množství a typ planktonu udávají celkové vodní podmínky a ukazují míru reprodukce planktonu.

Účinné reprodukční strategie jsou charakteristickým znakem fytoplanktonu. Pokud jsou podmínky pěstování správné, fytoplankton se rychle množí různými způsoby nepohlavní reprodukce.

Jednoduchost planktonu jim umožňuje snadnou reprodukci:

• Rychle rostoucí dinoflageláty obvykle rozdělit binární dělení. Nadřazená buňka se rozdělí na dvě identické buňky, které se budou dělit znovu a znovu. Vlákna se mohou tvořit, pokud se buňky během dělení buněk úplně neoddělí.

• Protisti se může asexuálně reprodukovat prostřednictvím vícenásobné štěpení. Buňky se připravují na dělení, replikaci svého jádra a poté se dělí na několik buněk, které jsou identické s původní buňkou, pokud nenastaly mutace.
  

• Obdélníkové buňky spirogyra (řasový fytoplankton) připojit konec na konec a vytvořit velmi dlouhé řetězce zvané vlákna. Když se vlákno rozdělí, každá část plovoucí na vodě vyroste pomocí nové mitózy do nového vlákna. Tento typ reprodukce se nazývá fragmentace.

• Zooplankton jako Hydra může reprodukovat prostřednictvím pučící. Stejně jako droždí, i z hydry může růst pupen, který dozrává a odlomí se a stane se klonem rodiče.
  

Zelené řasy a bakterie mohou produkovat výtrusy které pokračují v dělení uvnitř nadřazené buňky. Zralý endospory jsou propuštěni, aby vytvořili identické potomky.

Sexuální reprodukce zahrnuje rekombinaci genetického materiálu za účelem produkce potomků s jedinečným genomem. Biodiverzita v populaci pomáhá druhům přizpůsobit se nepříznivým podmínkám, jako je teplo nebo sucho.

Některé fytoplanktony se mohou pohlavně rozmnožovat:

• Diatomy vyrábět a uvolňovat diploidní mužské a ženské gamety - spermatogonie a oogonia - které se dělí podle meiózy haploidníspermie nebo vejce. Z vajíčka oplodněného spermatem se vyvine a zygota zavolal auxospore které mohou vstoupit klidu. Buňka bude růst za správných podmínek a poté uvolní rozsivky plné velikosti.

• Hermafroditický jednodomý kolonie volvox Druhy (zelené řasy) produkují jak sperma, tak vajíčka. Dvoudomý kolonie produkují spermie nebo vejce. V koloniích ženských volvoxů rostou jednotlivé buňky oogametes které vstupují do odpočinku diploidní zygota stupeň po pojistce vajíčka a spermatu (syngamie).
  

Fytoplankton se nachází poblíž pobřeží, ve stojaté otevřené vodě, na ledových čepičkách a poblíž povrchu jezer, kde jsou základní živiny a sluneční světlo snadno dostupné pro růst a dělení buněk. Fytoplankton žijící v oceánu je obvykle v eufotická zóna vodního sloupce, který je prostupný slunečním zářením.

Euphotická zóna není hlubší než 900 stop; průměrná hloubka oceánu je kolem 13 000 stop, jak odhaduje Oceánografická instituce Woods Hole.

Typický životní cyklus fytoplanktonu zahrnuje růst, reprodukci a smrt. Životní cyklus může také zahrnovat období klidu, ke kterému dochází pravidelně nebo pouze tehdy, když podmínky nepřispívají k růstu.

Například, chryzofyty může tvořit cysty nebo spory, které zůstávají nečinné měsíce nebo desetiletí. Některé rozsivky a dinoflageláty tvoří od zimy do jara cysty.

Životní cykly fytoplanktonu se liší podle druhů. Například, mořské bičíky (Phaeocystis pouchetii) produkují drobné pohyblivé buňky, které se množí, dokud hladina živin neklesne. Dále tvoří kolonie obklopené lepkavou slizovitou vrstvou obsahující živiny, které umožňují pokračující reprodukci.

Pokud živiny úplně odpadnou, membrána se rozpadne a promyje se na břehu jako páchnoucí, lepkavá bílá pěna.

Růst fytoplanktonu kolísá s ročními obdobími. Reprodukce exploduje v polárních oblastech každé jaro, když ustupující led ukládá bohaté živiny na povrch vody. Chladná voda je ideální pro reprodukci fytoplanktonu. Na konci léta zvýšené sluneční světlo vzrušuje pigmenty v plovoucím fytoplanktonu, což vede k dalšímu růstu.

Fytoplankton konzumují ryby a krill, které následně poskytují vydatné jídlo pro tučňáky adélie, mořské ptáky a tuleně. Tučňáci přizpůsobili svůj chovný cyklus shodě s vrcholovými časy reprodukce fytoplanktonu.

Podle Národní datové centrum pro sníh a led, některé z největších rybolovných oblastí na světě se nacházejí v Beringově moři, kde plankton hojně kvete a udržuje populaci ryb.

Množství fytoplanktonu přitahuje ptáky, hmyz, ryby a zvířata a zvyšuje biologickou rozmanitost v vodní biome. Nadměrná reprodukce netoxického fytoplanktonu však může být stále škodlivá z důvodu výsledného vyčerpání kyslíku a ucpání rybích žaber.

Některé druhy sinic produkují toxiny jako např mikrocystin. Sinice se běžně nazývají „modrozelené řasy“ a mění vodu na zelenou.

Toxiny produkující škodlivé květy řas (HAB) se vyskytly ve všech pobřežních státech, uvádí National Ocean Service. HABs mohou kromě mořského života zabít nebo zabít člověka. HAB v místech, jako je Florida Gulf Coast, se běžně nazývají „červené přílivy“, protože květ mění vodu na červenou.

Pitná voda může být kontaminována a pláže uzavřeny kvůli škodlivému zápachu a riziku infekce. HAB se vyskytují sezónně koncem léta, kdy teploty a znečištění dusíkem podněcují růst fytoplanktonu.

Jezera a oceány bohaté na dusík, železo a fosforečnany poskytují smorgasbord pro nespočet druhů fytoplanktonu. Kvůli hurikánům často následují květy, protože se živiny chrlí ze dna. Tempo růstu se zpomaluje, když je nedostatek živin.

Mezi další faktory ovlivňující reprodukci patří teplota, hloubka, variabilita světla a koncentrace slané vody (slanost). Plankton se v mnoha částech oceánu nenachází kvůli nedostatku železa v těchto oblastech.

V závislosti na druhu plní fytoplankton všechny své energetické potřeby fotosyntézou, nebo si může doplnit stravu konzumací jiných živých nebo rozpadajících se organismů. Dva hlavní typy fytoplanktonu používají různé strategie pro získávání potravy.

Například dinoflageláty loví a pohybují se ve vodě švihnutím ocasy; jsou to však slabí plavci a nemohou jít proti proudu. Diatomy se nepoužívají bičíky (ocasy) a absorbují živiny potřebné pro metabolismus a reprodukci při jízdě v proudech.

Fytoplankton slouží jako potravinová banka vodního světa díky své rostlinné schopnosti absorbovat sluneční světlo a produkovat energii jídla prostřednictvím fotosyntézy. Spousta mořských tvorů, od hlemýžďů po velryby, vděčí za svou existenci stálé stravě z fytoplanktonu. Mezi přímé spotřebitele fytoplanktonu patří zooplankton, sasanky, krevety a škeble.

Menší rostliny a zvířata jsou zase konzumovány všežravci, které pak jedí terciární spotřebitelé nebo vrcholoví predátoři. Potraviny v lidské stravě lze vysledovat zpět k a primární producent jako fytoplankton.

Podle satelitních snímků NASA se nad určitými místy, jako je Jižní oceán, během období vysoké reprodukce fytoplanktonu tvoří jasnější mraky. Rychlé množení fytoplanktonu, jako je coccolithophores uvolňují do vzduchu plyny a organické látky, které vytvářejí mraky.

Mraky odrážejí více slunečního světla a vypadají jasněji, když dojde k rozkvětu planktonu, protože odraz závisí na množství suspendované vody v oblaku a velikosti částic kapiček mraku.

Vědci zjistili, že fytoplankton může pomocí fotosyntézy přeměňovat oxid uhličitý na biomasu a oleje pro výrobu biopaliv. Farma řas by mohla být pro planetu přínosem, protože fytoplankton absorbuje (potopí) více uhlíku, než uvolní zpět do životního prostředí.

Další výhodou je rychlá produkce plodin. Podle Ústav pro životní prostředí a energii, mikrořasy se každý den zdvojnásobí a dorostou 100krát rychlejší než rostliny na souši.

Mnoho druhů řas dále roste ve slané vodě, která je snadněji dostupná než sladká voda. Řasové farmy by mohly být umístěny v oblastech, kde nemohou růst jiné plodiny. Řas biopalivo by mohla snížit závislost na domácích a dovážených fosilních palivech. Řasy se již používaly při výrobě produktů péče o pleť, léčiv a kosmetiky.