Wie reproduziert Phytoplankton?

Phytoplankton sind mikroskopisch kleine Lebewesen, die sich durch asexuelle und sexuelle Mittel produktiv vermehren. Die Reproduktionsraten von Phytoplankton wirken sich direkt auf das Gleichgewicht des Ökosystems aus und spiegeln es wider.

Gemäß National Geographic, Meerespflanzen wie Phytoplankton, Algen und Seetang produzieren 70 Prozent Luftsauerstoff, was noch mehr ist als die Regenwald. Unter bestimmten Umweltbedingungen können Phytoplankton-Populationen jedoch explodieren und übelriechende, giftige Blüten erzeugen.

Die Hauptkategorien von Plankton sind Phytoplankton und Zooplankton. Plankton kann sein eukaryotische oder prokaryotisch. Pflanzenähnliches Phytoplankton umfasst Algenplankton und Mikroalgen.

Phytoplankton kann einzellige Pflanzen sein, Protisten (Algen) oder Bakterien:

• Dinoflagellaten: Diese zeichnen sich durch peitschenartige Schwänze und eine komplexe Schale aus. Etwa die Hälfte aller Dinoflagellaten sind nicht-photosynthetisch. Einige Arten sind biolumineszierend und leuchten nachts.

• Kieselalgen: Dies sind unbewegliche, photosynthetische Algen, die auf der Oberfläche von Süß- und Meerwasser schwimmen. Kieselalgen kommen auch in feuchten Böden vor. Die einzigartige Schicht von Kieselalgen besteht aus Silizium, das kommerziell verwendet wird.
  

• Cyanobakterien: Dies sind primitive Bakterien, die giftige Blüten verursachen können.
  

• Kolithophoren: Es handelt sich um Plankton, das mit kalksteinähnlichen Schuppen bedeckt ist. Sie sind eine wichtige Quelle für Calcit.
  

Zooplankton, auch Tierplankton genannt, umfasst:

• Protozoen
  
• Larven
  
• Copepoden
  
• Plattwürmer

Zooplankton gehört zu den am weitesten verbreiteten Meeresorganismen und umfasst bekannte Organismen wie Quallen. Zooplankton sind Verbraucher in der Nahrungskette.

Phytoplankton produziert Nahrung und setzt Sauerstoff als Nebenprodukt frei, ähnlich wie Landpflanzen die Erde unterstützen.

Phytoplankton hat seinen Namen vom griechischen Wort planktos, was Wanderer oder Drifter bedeutet – eine treffende Beschreibung dafür, wie Phytoplankton durch das Leben schwebt. Internationale Forscher können diese Organismen in anderen Sprachen auch als „Fitoplankton“ oder „Fitoplankton“ bezeichnen.

Phytoplankton zählt zu den wichtigsten Organismen der Erde. Neben der Verpflegung für den Rest der Nahrungsnetz, Phytoplankton versorgen das Wasser und die Luft mit Sauerstoff.

Phytoplankton mildert die Auswirkungen der globalen Erwärmung durch Absorption 33 Prozent Kohlendioxid aus natürlichen Quellen und fossilen Brennstoffen, gemäß der Kudela Lab der University of California, Santa Cruz. Nach dem Tod können Phytoplankton und andere organische Abfälle auf den Meeresboden sinken und eines Tages zu fossilen Brennstoffen – Gas, Öl und Kohle – werden.

Stickstoffhaltiger Düngerabfluss von Feldern, Tierabfälle aus Mastanlagen und unbehandelte Abwässer gelangen in die Gewässer und stören das ökologische Gleichgewicht. Großflächige Totzonen in Gebieten wie dem Golf von Mexiko resultieren aus wärmeren globalen Temperaturen und einer Überwucherung von Phytoplankton, die Meereslebewesen erstickt. Bakterien Zersetzer verbrauchen zusätzlichen Sauerstoff, wenn sie zerfallendes Material aus der Blüte verbrauchen.

Wissenschaftler überwachen Schwankungen der Algenpopulation, um sauberes Wasser zu schützen – eine immer knapper werdende natürliche Ressource. Die Proben werden im Feld mit Hilfe von Planktonnetzen zur Probensammlung entnommen. Maschennetze eignen sich normalerweise gut zum Fangen von Phytoplankton, aber winziges Nanoplankton muss aus einer Wasserprobe herausgefiltert werden.

Die Menge und Art des Planktons zeigen die Gesamtwasserbedingungen und die Plankton-Reproduktionsraten an.

Effiziente Fortpflanzungsstrategien sind ein Markenzeichen von Phytoplankton. Wenn die Wachstumsbedingungen stimmen, vermehrt sich Phytoplankton schnell auf verschiedene Weise asexuelle Reproduktion.

Die Einfachheit von Plankton ermöglicht es ihnen, sich mit Leichtigkeit zu vermehren:

• Schnell wachsend Dinoflagellaten normalerweise teilen durch Zellteilung. Eine Elternzelle teilt sich in zwei identische Zellen, die sich immer wieder teilen. Filamente können sich bilden, wenn sich die Zellen bei der Zellteilung nicht vollständig trennen.

• Protisten kann sich ungeschlechtlich vermehren durch Mehrfachspaltung. Zellen bereiten sich auf die Teilung vor, replizieren ihren Kern und teilen sich dann in mehrere Zellen auf, die mit der ursprünglichen Zelle identisch sind, es sei denn, es traten Mutationen auf.
  

• Die rechteckigen Zellen von Spirogyra (Algen-Phytoplankton) verbinden sich Ende an Ende und bilden sehr lange Ketten, genannt Filamente. Wenn sich ein Filament teilt, wächst jeder auf dem Wasser schwimmende Abschnitt durch einfache Mitose zu einem neuen Filament. Diese Art der Reproduktion heißt Zersplitterung.

• Zooplankton wie Hydra kann sich durch reproduzieren Knospung. Wie Hefe kann eine Hydra eine Knospe entwickeln, die reift und abbricht und ein Klon des Elternteils wird.
  

Grüne Algen und Bakterien können produzieren Sporen die sich innerhalb der Elternzelle weiter teilen. Reifen Endosporen werden freigesetzt, um identische Nachkommen zu bilden.

Die sexuelle Fortpflanzung beinhaltet die Rekombination von genetischem Material, um Nachkommen mit einem einzigartigen Genom zu produzieren. Die biologische Vielfalt innerhalb einer Population hilft einer Art, sich an widrige Bedingungen wie Hitze oder Dürre anzupassen.

Einiges Phytoplankton kann sich sexuell vermehren:

• Kieselalgen produzieren und freigeben diploide männliche und weibliche Gameten – Spermatogonie und oogonia – diese Teilung durch Meiose zu werden haploideSperma oder ein Ei. Eine durch Spermien befruchtete Eizelle entwickelt sich zu einer Zygote genannt an Auxosporen das kann eintreten Ruhe. Die Zelle wächst unter den richtigen Bedingungen und setzt dann Kieselalgen in voller Größe frei.

• Hermaphrodit einhäusig Kolonien von Volvox (Grünalgen) Arten produzieren sowohl Spermienpakete als auch Eier. Zweihäusig Kolonien produzieren entweder Spermien oder Eier. In weiblichen Volvox-Kolonien wachsen einzelne Zellen zu oogameten die in eine ruhe eintreten diploide Zygote Stadium nach einer Verschmelzung von Eizelle und Sperma (Syngamie).
  

Phytoplankton kommt in Ufernähe, in stehenden offenen Gewässern, auf Eiskappen und nahe der Oberfläche von Seen vor, wo essentielle Nährstoffe und Sonnenlicht für das Zellwachstum und die Zellteilung leicht zugänglich sind. Im Ozean lebendes Phytoplankton befindet sich normalerweise in der euphotische Zone der vom Sonnenlicht durchdringbaren Wassersäule.

Die euphotische Zone ist nicht tiefer als 900 Fuß; Die durchschnittliche Meerestiefe beträgt etwa 13.000 Fuß, nach Schätzungen der Woods Hole Oceanographic Institution.

Der typische Lebenszyklus von Phytoplankton umfasst Wachstum, Fortpflanzung und Tod. Der Lebenszyklus kann auch eine Ruhephase umfassen, die regelmäßig oder nur dann auftritt, wenn die Bedingungen dem Wachstum nicht förderlich sind.

Beispielsweise, Chrysophyten kann Formen Zysten oder Sporen, die monate- oder jahrzehntelang ruhen. Einige Kieselalgen und Dinoflagellaten bilden vom Winter bis zum Frühjahr Zysten.

Die Lebenszyklen von Phytoplankton variieren je nach Art. Beispielsweise, marine Flagellaten (Phaeocystis Pouchetii) produzieren winzige bewegliche Zellen, die sich vermehren, bis der Nährstoffgehalt sinkt. Als nächstes bilden sie Kolonien, die von einer klebrigen Schleimhaut umgeben sind, die Nährstoffe enthält, die eine kontinuierliche Fortpflanzung ermöglichen.

Wenn Nährstoffe ganz abfallen, zerfällt die Membran und wird als stinkender, klebriger weißer Schaum an Land gespült.

Das Phytoplanktonwachstum schwankt mit den Jahreszeiten. In den Polarregionen explodiert die Fortpflanzung jedes Jahr im Frühjahr, wenn das zurückweichende Eis nährstoffreiche Nährstoffe auf der Wasseroberfläche ablagert. Kühles Wasser ist ideal für die Reproduktion von Phytoplankton. Im Spätsommer regt vermehrtes Sonnenlicht die Pigmente im schwimmenden Phytoplankton an, was zu einem weiteren Wachstumsschub führt.

Phytoplankton wird von Fisch und Krill verzehrt, die anschließend Adelie-Pinguine, Seevögel und Robben eine herzhafte Mahlzeit bieten. Pinguine haben ihren Brutzyklus an die Spitzenzeiten der Phytoplankton-Reproduktion angepasst.

Laut der Nationales Schnee- und Eisdatenzentrum, befinden sich einige der größten Fischereien der Welt im Beringmeer, wo Plankton reichlich blüht und Fischpopulationen aufrechterhalten.

Eine Fülle von Phytoplankton zieht Vögel, Insekten, Fische und Tiere an und erhöht die Biodiversität aquatisches Biom. Eine übermäßige Vermehrung von ungiftigem Phytoplankton kann jedoch aufgrund der resultierenden Sauerstoffverarmung und Verstopfung der Fischkiemen immer noch schädlich sein.

Einige Arten von Cyanobakterien produzieren Toxine wie z microcystin. Cyanobakterien werden gemeinhin als „Blaualgen“ bezeichnet und färben das Wasser grün.

Toxinbildende schädliche Algenblüten (HAB) sind in jedem Küstenstaat aufgetreten, so die Nationaler Ozeandienst. HABs können neben Meereslebewesen auch Menschen erkranken oder töten. HABs an Orten wie der Golfküste von Florida werden allgemein als „rote Fluten“ bezeichnet, weil die Blüte das Wasser rot färbt.

Durch Geruchsbelästigung und Ansteckungsgefahr kann Trinkwasser verunreinigt und Strände geschlossen werden. HABs treten saisonal im Spätsommer auf, wenn Temperaturen und Stickstoffverschmutzung das Phytoplanktonwachstum anregen.

Seen und Ozeane, die reich an Stickstoff, Eisen und Phosphat sind, bieten ein Sammelsurium für unzählige Phytoplanktonarten. Blüten folgen oft nach Hurrikanen, weil Nährstoffe von unten aufgewühlt werden. Die Wachstumsrate verlangsamt sich, wenn Nährstoffe knapp sind.

Andere Faktoren, die die Fortpflanzung beeinflussen, sind Temperatur, Tiefe, Lichtvariabilität und Salzwasserkonzentration (Salzgehalt). Plankton kommt in vielen Teilen des Ozeans aufgrund der Eisenknappheit in diesen Regionen nicht vor.

Je nach Art deckt Phytoplankton seinen gesamten Energiebedarf durch Photosynthese oder kann seine Ernährung durch den Verzehr anderer lebender oder verrottender Organismen ergänzen. Die beiden Haupttypen von Phytoplankton verwenden unterschiedliche Strategien zur Nahrungsaufnahme.

Zum Beispiel jagen und bewegen sich Dinoflagellaten durch das Wasser, indem sie ihre Schwänze schwingen; Sie sind jedoch schwache Schwimmer und können nicht gegen den Strom schwimmen. Kieselalgen verwenden nicht Geißeln (Schwänze) und absorbieren Nährstoffe, die für den Stoffwechsel und die Fortpflanzung benötigt werden, während sie auf den Strömungen reiten.

Phytoplankton dient aufgrund seiner pflanzenähnlichen Fähigkeit, Sonnenlicht zu absorbieren und durch Photosynthese Nahrungsenergie zu produzieren, als Nahrungsbank der Wasserwelt. Eine Vielzahl von Meeresbewohnern, von Schnecken bis zu Walen, verdanken ihre Existenz einer ständigen Ernährung mit Phytoplankton. Direktkonsumenten von Phytoplankton sind Zooplankton, Anemonen, Garnelen und Muscheln.

Kleinere Pflanzen und Tiere werden wiederum verzehrt von Allesfresser, die dann von Tertiärkonsumenten oder Spitzenprädatoren gefressen werden. Lebensmittel in der menschlichen Ernährung lassen sich zurückverfolgen auf Primärproduzent wie Phytoplankton.

Laut Satellitenbildern der NASA bilden sich in Zeiten hoher Phytoplankton-Reproduktion hellere Wolken über bestimmten Orten wie dem Südlichen Ozean. Schnell vermehrendes Phytoplankton wie Coccolithophoren geben Gase und organische Substanzen in die Luft ab, die Wolken bilden.

Wolken reflektieren mehr Sonnenlicht und erscheinen heller, wenn Planktonblüten auftreten, da die Reflexion von der Menge des in der Wolke suspendierten Wassers und der Partikelgröße der Wolkentröpfchen abhängt.

Forscher haben herausgefunden, dass Phytoplankton die Photosynthese nutzen kann, um Kohlendioxid in Biomasse und Öle für die Biokraftstoffproduktion umzuwandeln. Algenfarmen könnten dem Planeten zugute kommen, da Phytoplankton mehr Kohlenstoff absorbiert (senkt), als es wieder an die Umwelt abgibt.

Ein weiterer Vorteil ist die schnelle Pflanzenproduktion. Laut der Institut für Umwelt- und Energiestudien, Mikroalgen verdoppeln sich jeden Tag in ihrer Masse und werden zu 100 mal schneller als Pflanzen an Land.

Außerdem wachsen viele Algenarten in Salzwasser, das leichter verfügbar ist als Süßwasser. Algenfarmen könnten sich in Gebieten befinden, in denen andere Pflanzen nicht wachsen können. Algen Biotreibstoff könnte die Abhängigkeit von einheimischen und importierten fossilen Brennstoffen verringern. Algen wurden bereits bei der Herstellung von Hautpflegeprodukten, Pharmazeutika und Kosmetika verwendet.