Hvordan reproducerer fytoplankton?

Fytoplankton er mikroskopiske væsner, der formerer sig prolifically ved aseksuelle og seksuelle midler. Reproduktionshastigheder for fytoplankton påvirker direkte og afspejler balancen i økosystemet.

Ifølge national geografi, marine planter som fytoplankton, alger og tang producerer 70 procent af atmosfærisk ilt, som er endnu mere end regnskov. Men under visse miljøforhold kan bestande af fytoplankton eksplodere og skabe illodorøse, giftige blomster.

De vigtigste kategorier af plankton er fytoplankton og zooplankton. Plankton kan være eukaryotisk eller prokaryotisk. Plantelignende fytoplankton inkluderer algenplankton og mikroalger.

Fytoplankton kan være encellede planter, protister (alger) eller bakterier:

• Dinoflagellates: Disse er kendetegnet ved pisklignende haler og en kompleks skal. Cirka halvdelen af ​​alle dinoflagellater er ikke-fotosyntetiske. Nogle arter er bioluminescerende og lyser om natten.

• Diatomer: Disse er immobile, fotosyntetiske alger, der flyder på overfladen af ​​ferskvand og havvand. Diatomer er også til stede i fugtig jord. Det unikke belægning af diatomer består af silicium, der anvendes kommercielt.
  
  

• Cyanobakterier: Disse er primitive bakterier, der kan give anledning til giftige blomster.
  

• Cocolithophores: Disse er plankton dækket af skalaer svarende til kalksten. De er en vigtig kilde til calcit.
  

Zooplankton, også kaldet animalsk plankton, inkluderer:

• protozoer
  
• larver
  
• copepods
  
• fladorm

Zooplankton er blandt de mest allestedsnærværende marine organismer og inkluderer velkendte organismer som vandmænd. Zooplankton er forbrugere i fødekæde.

Fytoplankton producerer mad og frigiver ilt som et biprodukt, meget på samme måde som jordbaserede planter understøtter Jorden.

Fytoplankton får deres navn fra det græske ord planktoer, hvilket betyder vandrer eller drifter - en passende beskrivelse af, hvordan fytoplankton flyder gennem livet. Internationale forskere kan også henvise til disse organismer som "fitoplankton" eller "fitoplancton" på andre sprog.

Fytoplankton rangerer blandt de vigtigste organismer på jorden. Udover at levere mad til resten af ​​landet mad web, fytoplankton oxygenerer vandet og luften.

Fytoplankton mildner virkningerne af global opvarmning ved at absorbere 33 procent af kuldioxid fra naturlige kilder og fossile brændstoffer, ifølge Kudela Lab fra ved University of California, Santa Cruz. Ved døden kan fytoplankton og andet organisk affald synke ned på havbunden og en dag henvende sig til fossilt brændstof - gas, olie og kul.

Kvælstofbaseret gødningsafstrømning fra marker, animalsk affald fra foderlåder og ubehandlet spildevand kommer ind i vandveje og forstyrrer den økologiske balance. Store døde zoner i områder som Den Mexicanske Golf er resultatet af varmere globale temperaturer og plantevækst, der kvæler havlivet. Bakteriel nedbrydere brug yderligere ilt, når du spiser rådnende materiale fra blomsten.

Forskere overvåger udsving fra alger for at beskytte rent vand - en stadig mere mangelfuld naturressource. Prøver udtages i marken ved hjælp af planktonet til opsamling af prøver. Meshnet fungerer typisk godt til fange planteplankton, men lille nanoplankton skal filtreres ud af en vandprøve.

Mængden og typen af ​​plankton angiver de samlede vandforhold og viser reproduktionshastighederne for plankton.

Effektive reproduktive strategier er kendetegnende for fytoplankton. Når vækstbetingelserne er rigtige, formerer fytoplankton sig hurtigt på forskellige måder aseksuel reproduktion.

Enkelheden af ​​plankton gør det let for dem at reproducere:

• Hurtigt voksende dinoflagellates opdele typisk igennem binær fission. En forældercelle opdeles i to identiske celler, der deler sig igen og igen. Filamenter kan dannes, hvis cellerne ikke adskilles fuldstændigt under celledeling.

• Protister kan reproducere aseksuelt igennem flere fissioner. Celler forbereder sig på at opdele, replikere deres kerne og derefter opdele i flere celler, der er identiske med den oprindelige celle, medmindre der opstod mutationer.
  

• De rektangulære celler i spirogyra (algfytoplankton) fastgør ende til ende og danner meget lange kæder kaldet filamenter. Når et glødetråd deler sig, vil hvert afsnit, der flyder på vandet, vokse til et nyt glødetråd gennem simpel mitose. Denne type reproduktion kaldes fragmentering.

• Zooplankton som hydra kan reproducere igennem spirende. Ligesom gær kan en hydra vokse en knopp, der modnes og bryder af og bliver en klon af forældrene.
  

Grønne alger og bakterier kan producere sporer der fortsætter med at dele sig inde i forældercellen. Moden endosporer frigives for at danne identiske afkom.

Seksuel reproduktion involverer rekombination af genetisk materiale for at producere afkom med et unikt genom. Biodiversitet inden for en befolkning hjælper en art med at tilpasse sig ugunstige forhold som varme eller tørke.

Nogle fytoplankton kan reproducere seksuelt:

• Diatomer producere og frigive diploid mandlige og kvindelige kønsceller - spermatogonia og oogonia - at divideres med meiose for at blive haploidesæd eller et æg. Et æg befrugtet med sæd udvikler sig til en zygote kaldes en auxospore der kan komme ind sovende. Cellen vokser under de rette forhold og frigiver derefter diatomer i fuld størrelse.

• Hermafroditisk monoecious kolonier af volvox (grønalger) arter producerer både sædpakker og æg. Dioecious kolonier producerer enten sæd eller æg. I kvindelige volvox-kolonier vokser individuelle celler til at blive oogametes der kommer ind i et hvil diploid zygote trin efter et æg og sædsikring (syngamy).
  

Fytoplankton findes nær kysten, i stående åbent vand, på iskapper og nær overfladen af ​​søer, hvor vigtige næringsstoffer og sollys er let tilgængelige for cellevækst og opdeling. Fytoplankton, der lever i havet, er normalt i euphotic zone af vandsøjlen, der er gennemtrængelig af sollys.

Den eufotiske zone er ikke dybere end 900 fod; den gennemsnitlige havdybde er omkring 13.000 fod, som estimeret af Woods Hole Oceanographic Institution.

Fytoplanktons typiske livscyklus inkluderer vækst, reproduktion og død. Livscyklussen kan også omfatte en hvileperiode, der sker regelmæssigt eller kun, når forholdene ikke fremmer vækst.

For eksempel, krysofytter kan danne cyster eller sporer, der forbliver sovende i måneder eller årtier. Nogle diatomer og dinoflagellater danner cyster fra vinter til forår.

Fytoplanktons livscyklusser varierer efter art. For eksempel, marine flagellater (Phaeocystis pouchetii) producerer små bevægelige celler, der fortsætter med at formere sig, indtil næringsstofniveauet falder. Dernæst danner de kolonier omgivet af en klæbrig slimhinde, der indeholder næringsstoffer, der giver mulighed for fortsat reproduktion.

Hvis næringsstoffer falder helt af, nedbrydes membranen og vaskes op på kysten som ildelugtende, klæbrig, hvidt skum.

Fytoplanktonvækst svinger med årstiderne. Reproduktion eksploderer i polarområder hver forår, når tilbagegående isaflejringer er rige næringsstoffer på overfladen af ​​vandet. Koldt vand er ideelt til reproduktion af fytoplankton. I sensommeren ophidser øget sollys pigmenterne i flydende fytoplankton, hvilket resulterer i endnu en vækstspurt.

Fytoplankton forbruges af fisk og krill, som efterfølgende giver et solidt måltid til Adélie-pingviner, havfugle og sæler. Pingviner har tilpasset deres avlscyklus til at falde sammen med spidsbelastningstid for reproduktion af fytoplankton.

Ifølge National sne- og isdatacenter, nogle af de største fiskerier i verden ligger i Beringshavet, hvor plankton blomstrer voldsomt og opretholder fiskebestande.

En overflod af fytoplankton tiltrækker fugle, insekter, fisk og dyr og forbedrer biodiversiteten i en akvatisk biom. Imidlertid kan overdreven reproduktion af ikke-toksisk fytoplankton stadig være skadelig på grund af den resulterende iltudtømning og tilstopning af fiskegæller.

Nogle arter af cyanobakterier producerer toksiner såsom mikrocystin. Cyanobakterier kaldes almindeligvis "blågrønne alger" og gør vandet grønt.

Toksin, der producerer skadelige algeblomstringer (HAB), er forekommet i alle kyststater, ifølge National Ocean Service. HAB'er kan sutte eller dræbe mennesker ud over marine liv. HAB'er på steder som Florida Gulf Coast kaldes almindeligvis "røde tidevand", fordi blomsten gør vandet rødt.

Drikkevand kan være forurenet og strande lukket på grund af skadelig lugt og risiko for infektion. HAB'er forekommer sæsonmæssigt i sensommeren, når temperaturer og kvælstofforurening fremmer vækst af planteplankton.

Søer og oceaner rig på nitrogen, jern og fosfat giver et smorgasbord for utallige arter af planteplankton. Blomstrer følger ofte i kølvandet på orkaner, fordi næringsstoffer bliver karnet op fra bunden. Vækstraten sænkes, når næringsstoffer er mangelfulde.

Andre faktorer, der påvirker reproduktion, inkluderer temperatur, dybde, lysvariation og saltvandskoncentration (saltholdighed). Plankton findes ikke i mange dele af havet på grund af mangel på jern i disse regioner.

Afhængigt af arten opfylder fytoplankton alle deres energibehov gennem fotosyntese, eller de kan supplere deres kost ved at indtage andre levende eller rådnende organismer. De to hovedtyper af fytoplankton anvender forskellige strategier til anskaffelse af mad.

For eksempel jager dinoflagellater og bevæger sig gennem vandet ved at svinge deres haler; de er dog svage svømmere og kan ikke gå imod strømmen. Diatomer bruger ikke flagella (haler) og absorberer næringsstoffer, der er nødvendige for stofskifte og reproduktion, når de kører strømmen.

Fytoplankton tjener som vandbankens fødebank på grund af deres plantelignende evne til at absorbere sollys og producere madenergi gennem fotosyntese. En overflod af havdyr, fra snegle til hvaler, skylder deres eksistens til en jævn fytoplankton diæt. Direkte forbrugere af fytoplankton inkluderer zooplankton, anemoner, rejer og muslinger.

Til gengæld forbruges mindre planter og dyr af altædende, som derefter spises af tertiære forbrugere eller apex-rovdyr. Fødevarer i den menneskelige diæt kan spores tilbage til en primær producent ligesom fytoplankton.

Ifølge NASA-satellitbilleder dannes lysere skyer over bestemte steder som det sydlige Ocean i perioder med høj reproduktion af fytoplankton. Multipliser hurtigt planteplankton som f.eks coccolithophores frigiver gasser og organiske stoffer i luften, som frø skyer.

Skyer reflekterer mere sollys og ser lysere ud, når planktonblomstringer opstår, fordi refleksion afhænger af mængden af ​​suspenderet vand i skyen og partikelstørrelsen af ​​skydråber.

Forskere har fundet ud af, at fytoplankton kan bruge fotosyntese til at omdanne kuldioxid til biomasse og olier til produktion af biobrændstof. Algebedrifter kan gavne planeten, fordi fytoplankton absorberer (synker) mere kulstof, end de frigiver tilbage i miljøet.

En anden fordel er hurtig afgrødeproduktion. Ifølge Institut for miljø- og energistudier, mikroalger fordobles i masse hver dag og vokser op til 100 gange hurtigere end planter på land.

Endvidere vokser mange alger i saltvand, som er lettere tilgængeligt end ferskvand. Alge gårde kunne placeres i områder, hvor andre afgrøder ikke kan vokse. Algal biobrændstof kunne reducere afhængigheden af ​​indenlandske og importerede fossile brændstoffer. Alger er allerede blevet brugt til fremstilling af hudplejeprodukter, lægemidler og kosmetik.