Kuidas fütoplankton paljuneb?

Fütoplankton on mikroskoopilised olendid, kes paljunevad paljunemisega mittesuguliste ja seksuaalsete vahendite abil. Fütoplanktoni paljunemiskiirus mõjutab ja peegeldab otseselt ökosüsteemi tasakaalu.

Vastavalt National Geographic, meretaimed nagu fütoplankton, vetikad ja pruunvetikas 70 protsenti atmosfääri hapnikust, mis on isegi rohkem kui vihmamets. Teatud keskkonnatingimustes võivad fütoplanktoni populatsioonid plahvatada, tekitades lõhnava, mürgise õitsengu.

Planktoni peamised kategooriad on fütoplankton ja zooplankton. Plankton võib olla eukarüootne või prokarüootne. Taimse taolise fütoplanktoni hulka kuuluvad vetikad plankton ja mikrovetikad.

Fütoplankton võib olla üherakulised taimed, protistid (vetikad) või bakterid:

• Dinoflagellaadid: Neid eristab piitsad ja keerukas kest. Ligikaudu pool kõigist dinoflagellaatidest ei ole fotosünteetilised. Mõned liigid on bioluminestseeruvad ja helendavad öösel.

• Diatoomid: Need on liikumatud, fotosünteesivad vetikad, mis hõljuvad värske ja merevee pinnal. Diatoomid esinevad ka niiskes mullas. Diatoomide ainulaadne kiht koosneb ränist, mida kasutatakse kaubanduslikult.
  
  

• Tsüanobakterid: Need on primitiivsed bakterid, mis võivad põhjustada mürgiseid õitsenguid.
  

• Kokolitofoorid: Need on plankton, mis on kaetud lubjakiviga sarnaste skaaladega. Need on oluline kaltsiidi allikas.
  

Zooplankton, mida nimetatakse ka loomade planktoniks, sisaldab:

• algloomad
  
• vastsed
  
• koppoodid
  
• lameussid

Zooplankton on kõige tavalisemate mereorganismide hulgas ja sisaldab tuntud organisme nagu meduusid. Zooplankton on Taani tarbija toiduahel.

Fütoplankton toodab toitu ja eraldab kõrvalproduktina hapnikku, umbes samamoodi nagu maismaataimed toetavad Maad.

Fütoplankton on oma nime saanud kreekakeelsest sõnast planktos, mis tähendab rändurit või triivijat - tabavat kirjeldust selle kohta, kuidas fütoplankton läbi elu hõljub. Rahvusvahelised teadlased võivad neid organisme teistes keeltes nimetada ka fitoplanktoniks või fitoplanctoniks.

Fütoplankton kuulub Maa kõige olulisemate organismide hulka. Lisaks ülejäänud toidule toidu pakkumisele toiduvõrk, fütoplankton rikastab vett ja õhku hapnikuga.

Fütoplankton leevendab globaalse soojenemise mõju neelamise kaudu 33 protsenti süsinikdioksiidist looduslikest allikatest ja fossiilkütustest, vastavalt Kudela labor California ülikoolist, Santa Cruz. Surma korral võivad fütoplankton ja muud orgaanilised jäätmed vajuda ookeani põhja ja ühel päeval pöörduda fossiilkütuse - gaasi, nafta ja kivisöe poole.

Lämmastikupõhine väetise äravool põldudelt, loomsete jäätmete söötmiskohtadest ja puhastamata kanalisatsioon satub veekogudesse ja rikub ökoloogilist tasakaalu. Suured surnud tsoonid sellistes piirkondades nagu Mehhiko laht tulenevad soojemast globaalsest temperatuurist ja fütoplanktoni ülekasvust, mis lämmatab mereelu. Bakteriaalne lagundajad kasutage õitsemisest tekkiva laguneva aine tarbimisel täiendavat hapnikku.

Teadlased jälgivad vetikate populatsiooni kõikumisi, et kaitsta puhast vett - üha nappemat loodusvara. Proovid võetakse põllult, kasutades isendite kogumiseks planktonvõrke. Võrguvõrgud töötavad fütoplanktoni püüdmisel tavaliselt hästi, kuid pisike nanoplankton tuleb veeproovist välja filtreerida.

Planktoni kogus ja tüüp näitavad üldisi veetingimusi ja planktoni paljunemiskiirusi.

Fütoplanktoni tunnuseks on tõhusad reproduktiivstrateegiad. Kui kasvutingimused on õiged, paljuneb fütoplankton kiiresti erinevate vahenditega mittesuguline paljunemine.

Planktoni lihtsus võimaldab neil hõlpsalt paljuneda:

• Kiirekasvuline dinoflagellaadid tavaliselt jagunevad binaarne lõhustumise. Vanemrakk jaguneb kaheks identseks rakuks, mis jagunevad ikka ja jälle. Hõõgniidid võivad tekkida, kui rakud ei eraldu rakkude jagunemise ajal täielikult.

• Protistid suudab paljuneda mittesuguliselt mitmekordne lõhustumine. Rakud valmistuvad jagunema, oma tuuma paljundama ja jagunevad seejärel mitmeks rakuks, mis on identsed algse rakuga, välja arvatud juhul, kui esineb mutatsioone.
  

• Ristkülikukujulised lahtrid spirogüüra (vetikate fütoplankton) kinnituvad otsast otsani, moodustades nn pikki ahelaid hõõgniidid. Hõõgniidi jagunemisel kasvab iga vees hõljuv sektsioon lihtsa mitoosi abil uueks hõõgniidiks. Seda tüüpi paljunemist nimetatakse killustatus.

• Zooplankton meeldib hüdra suudab läbi paljuneda lootustandev. Nagu pärm, võib hüdra kasvatada punga, mis küpseb ja murdub, muutudes vanema klooniks.
  

Rohevetikad ja bakterid võivad toota eosed mis jätkavad jagamist vanemraku sees. Küps endospoorid vabastatakse identsete järglaste moodustamiseks.

Suguline paljunemine hõlmab geneetilise materjali rekombinatsiooni ainulaadse genoomiga järglaste saamiseks. Bioloogiline mitmekesisus populatsioonis aitab liigil kohaneda ebasoodsate oludega nagu kuumus või põud.

Mõned fütoplanktonid võivad seksuaalselt paljuneda:

• Diatoomid toota ja vabastada diploidne meeste ja naiste sugurakud - spermatogoonia ja oogonia - see jagunemine meioosiks, et saada haploidnesperma või muna. Sperma viljastatud munarakk areneb a sügoot nimetatakse an auksospoor mis võivad siseneda puhkeseisundis. Rakk kasvab õigetes tingimustes ja vabastab seejärel täissuuruses diatoomid.

• Hermafrodiit ühekojaline kolooniad volvox (rohevetikad) liigid toodavad nii seemnerakke kui ka mune. Kahekojaline kolooniad toodavad kas spermat või mune. Naiste volvoksikolooniates kasvavad üksikud rakud oogametid mis sisenevad puhkama diploidne sügoot staadium pärast muna ja sperma sulandumist (süngamia).
  

Fütoplanktonit leidub kalda lähedal, seisvas avatud vees, jäämütsidel ja järvede pinna lähedal, kus olulised toitained ja päikesevalgus on rakkude kasvuks ja jagunemiseks hõlpsasti kättesaadavad. Ookeanis elav fütoplankton on tavaliselt merel eufootiline tsoon veesambast, kuhu päike pääseb.

Eufootiline tsoon ei ole sügavam kui 900 jalga; keskmine ookeani sügavus on umbes 13 000 jalga Woods Hole'i ​​okeanograafiainstitutsioon.

Fütoplanktoni tüüpiline elutsükkel hõlmab kasvu, paljunemist ja surma. Elutsükkel võib hõlmata ka puhkeperioodi, mis toimub regulaarselt või ainult siis, kui tingimused ei soodusta kasvu.

Näiteks, krüsofüüdid saab moodustada tsüstid või eosed, mis jäävad uinuma kuudeks või aastakümneteks. Mõned diatoomid ja dinoflagellaadid moodustavad tsüstid talvest kevadeni.

Fütoplanktoni elutsüklid on liigiti erinevad. Näiteks, merelipud (Phaeocystis pouchetii) toodavad pisikesi liikuvaid rakke, mis korrutatakse kuni toitainete taseme languseni. Järgmisena moodustavad nad kolooniad, mida ümbritseb kleepuv limaskest, mis sisaldab toitaineid, mis võimaldavad jätkuvat paljunemist.

Kui toitained langevad kokku, laguneb membraan ja uhub haisva, hanevalge vahuna kaldale.

Fütoplanktoni kasv kõigub aastaaegadega. Paljunemine plahvatab polaarpiirkondades igal kevadel, kui taanduv jää ladestab veepinnale rikkalikke toitaineid. Fütoplanktoni taastootmiseks sobib ideaalselt jahe vesi. Suve lõpus erutab suurenenud päikesevalgus ujuva fütoplanktoni pigmente, mille tulemuseks on veel üks kasvuhoog.

Fütoplanktonit tarbivad kalad ja krillid, mis pakuvad seejärel rammusat einet Adélie pingviinidele, merelindudele ja hüljestele. Pingviinid on oma pesitsustsükli kohandanud nii, et see langeks kokku fütoplanktoni paljunemise tippaegadega.

Vastavalt Riiklik lume ja jää andmekeskus, mõned maailma suurimatest kalandusaladest asuvad Beringi meres, kus plankton õitseb rikkalikult ja toetab kalade populatsiooni.

Fütoplanktoni rohkus meelitab linde, putukaid, kalu ja loomi ning suurendab bioloogilist mitmekesisust vee bioom. Mittetoksilise fütoplanktoni ülemäärane paljunemine võib siiski olla kahjulik hapnikuvaeguse ja kalade lõpuste ummistumise tõttu.

Mõned tsüanobakterite liigid toodavad toksiine nagu mikrotsüstiin. Tsüanobakterid nimetatakse tavaliselt sinivetikateks ja muudavad vee roheliseks.

Toksiini, mis tekitab kahjulikke vetikate õitsenguid (HAB), on igas rannikuriigis esinenud Riiklik ookeaniteenistus. HAB-d võivad lisaks mereelustikule inimesi ka haavata või tappa. HAB-sid sellistes kohtades nagu Florida lahe rannik nimetatakse tavaliselt punasteks loodeteks, kuna õitsemine muudab vee punaseks.

Joogivesi võib olla kahjulike lõhnade ja nakkusohu tõttu saastunud ja rannad suletud. HAB-d esinevad hooajaliselt suve lõpus, kui temperatuurid ja lämmastikureostus stimuleerivad fütoplanktoni kasvu.

Lämmastiku-, raua- ja fosfaatrikkad järved ja ookeanid pakuvad smorgasbordi loendamatutele fütoplanktoni liikidele. Orkaanide järel järgnevad sageli õied, sest toitained satuvad alt üles. Kasvumäär aeglustub, kui toitaineid napib.

Muud paljunemist mõjutavad tegurid hõlmavad temperatuuri, sügavust, valguse varieeruvust ja soolase vee kontsentratsiooni (soolsus). Planktonit ei leidu paljudes ookeani piirkondades, kuna nendes piirkondades on rauda vähe.

Sõltuvalt liigist rahuldab fütoplankton kogu oma energiavajaduse fotosünteesi teel või saab oma dieeti täiendada teiste elusate või lagunevate organismide tarbimisega. Kaks peamist fütoplanktoni tüüpi kasutavad toidu omandamiseks erinevaid strateegiaid.

Näiteks jahivad ja liiguvad dinoflagellaadid sabast vehkides läbi vee; nad on aga nõrgad ujujad ega saa vooluga vastuollu minna. Diatomeid ei kasutata lipuke (sabad) ja neelavad ainevahetuseks ja paljunemiseks vajalikke toitaineid, kui nad voolavad.

Fütoplankton on veemaailma toidupank, kuna neil on taimetaoline võime absorbeerida päikesevalgust ja toota fotosünteesi abil toiduenergiat. Rohkelt mereelukaid, alates teodest vaaladeni, võlgneb oma olemasolu fütoplanktoni pidev dieet. Fütoplanktoni otsetarbijate hulka kuuluvad zooplankton, anemoonid, krevetid ja karbid.

Omakorda tarbib väiksemaid taimi ja loomi kõigesööjad, mida siis kolmanda taseme tarbijad või tipukiskjad söövad. Toiduaineid inimese toidusedelis võib jälgida a esmatootja nagu fütoplankton.

NASA satelliidipiltide kohaselt tekivad heledad pilved teatud fütoplanktoni paljunemisperioodide ajal nagu Lõuna-ookean. Kiiresti korrutatakse fütoplankton nagu kokolitofoorid eraldavad õhku gaase ja orgaanilisi aineid, mis külvavad pilvi.

Pilved peegeldavad rohkem päikesevalgust ja paistavad planktoni õitsemise ajal eredamad, kuna peegeldus sõltub pilves hõljuva vee kogusest ja pilvetilkade osakeste suurusest.

Teadlased on leidnud, et fütoplankton võib fotosünteesi abil muuta süsinikdioksiidi biomassi ja õlideks biokütuse tootmiseks. Vetikakasvandused võiksid planeedile kasuks tulla, sest fütoplankton neelab (uputab) rohkem süsinikku, kui laseb keskkonda tagasi.

Teine eelis on kiire taimekasvatus. Vastavalt Keskkonna- ja energeetikaõppeinstituut, mikrovetikad on iga päev kahekordsed ja kasvavad kuni 100 korda kiiremini kui taimed maal.

Lisaks kasvavad paljud vetikaliigid soolases vees, mis on kergemini kättesaadav kui magevesi. Vetikakasvandused võiksid asuda piirkondades, kus muud kultuurid ei saa kasvada. Vetikas biokütus võiks vähendada sõltuvust kodumaisest ja imporditud fossiilkütusest. Vetikaid on juba kasutatud nahahooldustoodete, farmaatsiatoodete ja kosmeetikatoodete valmistamisel.