Comment le phytoplancton se reproduit-il ?

Le phytoplancton est une créature microscopique qui se multiplie de manière prolifique par des moyens asexués et sexuels. Les taux de reproduction du phytoplancton affectent et reflètent directement l'équilibre de l'écosystème.

Selon National Geographic, les plantes marines comme le phytoplancton, les algues et le varech produisent 70 pour cent d'oxygène atmosphérique, ce qui est encore plus que le forêt tropicale. Cependant, dans certaines conditions environnementales, les populations de phytoplancton peuvent exploser, créant des proliférations malodorantes et toxiques.

Les principales catégories de plancton sont phytoplancton et zooplancton. Le plancton peut être eucaryote ou alors procaryote. Le phytoplancton végétal comprend le plancton d'algues et les microalgues.

Le phytoplancton peut être des plantes unicellulaires, protistes (algues) ou bactéries:

• Dinoflagellés : Ceux-ci se distinguent par des queues en forme de fouet et une coquille complexe. Environ la moitié de tous les dinoflagellés ne sont pas photosynthétiques. Certaines espèces sont bioluminescentes et brillent la nuit.
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• Diatomées : Ce sont des algues photosynthétiques immobiles qui flottent à la surface des eaux douces et marines. Les diatomées sont également présentes dans les sols humides. La couche unique de diatomées est composée de silicium utilisé commercialement.
  

• Cyanobactéries : Ce sont des bactéries primitives qui peuvent donner lieu à des proliférations toxiques.
  

• Cocolithophores : Ce sont du plancton recouvert d'écailles semblables au calcaire. Ils sont une source importante de calcite.
  

Le zooplancton, également appelé plancton animal, comprend:

• protozoaires
  
• larves
  
• copépodes
  
• vers plats

Le zooplancton fait partie des organismes marins les plus omniprésents et comprend des organismes bien connus comme les méduses. Le zooplancton est un consommateur dans le chaîne alimentaire.

Le phytoplancton produit de la nourriture et libère de l'oxygène en tant que sous-produit, de la même manière que les plantes terrestres soutiennent la Terre.

Le phytoplancton tire son nom du mot grec plancton, ce qui signifie vagabond ou vagabond - une description appropriée de la façon dont le phytoplancton flotte dans la vie. Les chercheurs internationaux peuvent également appeler ces organismes « fitoplancton » ou « fitoplancton » dans d'autres langues.

Le phytoplancton fait partie des organismes les plus importants sur Terre. En plus de fournir de la nourriture au reste de la nourriture Internet, le phytoplancton oxygène l'eau et l'air.

Le phytoplancton atténue les effets du réchauffement climatique en absorbant 33 pour cent de dioxyde de carbone à partir de sources naturelles et de combustibles fossiles, selon le Kudela Lab de l'Université de Californie, Santa Cruz. À leur mort, le phytoplancton et d'autres déchets organiques peuvent couler au fond de l'océan et se transformer un jour en combustibles fossiles – gaz, pétrole et charbon.

Le ruissellement d'engrais à base d'azote des champs, les déchets animaux des parcs d'engraissement et les eaux usées non traitées pénètrent dans les cours d'eau et perturbent l'équilibre écologique. Les zones mortes à grande échelle dans des régions comme le golfe du Mexique résultent de températures mondiales plus chaudes et d'une prolifération de phytoplancton qui étouffe la vie marine. Bactérien décomposeurs utiliser de l'oxygène supplémentaire lors de la consommation de matière en décomposition de la floraison.

Les scientifiques surveillent les fluctuations des populations d'algues pour protéger l'eau potable, une ressource naturelle de plus en plus rare. Les échantillons sont prélevés sur le terrain à l'aide de filets à plancton pour la collecte des spécimens. Les filets maillés fonctionnent généralement bien pour capturer le phytoplancton, mais le minuscule nanoplancton doit être filtré d'un échantillon d'eau.

La quantité et le type de plancton indiquent les conditions générales de l'eau et montrent les taux de reproduction du plancton.

Des stratégies de reproduction efficaces sont une caractéristique du phytoplancton. Lorsque les conditions de croissance sont favorables, le phytoplancton se multiplie rapidement par divers moyens de reproduction asexuée.

La simplicité du plancton leur permet de se reproduire avec aisance:

• Croissance rapide dinoflagellés se divisent généralement en fission binaire. Une cellule mère se divise en deux cellules identiques qui se diviseront encore et encore. Des filaments peuvent se former si les cellules ne se séparent pas complètement pendant la division cellulaire.

• Protistes peut se reproduire de manière asexuée par fission multiple. Les cellules se préparent à se diviser, à répliquer leur noyau, puis à se diviser en plusieurs cellules identiques à la cellule d'origine, à moins que des mutations ne se produisent.
  

• Les cellules rectangulaires de spirogyre (phytoplancton algal) s'attachent bout à bout, formant de très longues chaînes appelées filaments. Lorsqu'un filament se divise, chaque section flottant sur l'eau deviendra un nouveau filament par simple mitose. Ce type de reproduction est appelé fragmentation.

• comme le zooplancton hydre peut se reproduire à travers bourgeonnant. Comme la levure, une hydre peut produire un bourgeon qui mûrira et se cassera, devenant un clone du parent.
  

Les algues vertes et les bactéries peuvent produire spores qui continuent à se diviser à l'intérieur de la cellule mère. Mature endospores sont libérés pour former une progéniture identique.

La reproduction sexuée implique la recombinaison du matériel génétique pour produire une progéniture avec un génome unique. La biodiversité au sein d'une population aide une espèce à s'adapter à des conditions défavorables telles que la chaleur ou la sécheresse.

Certains phytoplancton peuvent se reproduire sexuellement:

• Diatomées produire et sortir diploïde gamètes mâles et femelles – spermatogonie et oogonie – qui se divisent par la méiose pour devenir haploïdesperme ou un œuf. Un ovule fécondé par un spermatozoïde se développe en un zygote appelé un auxospore qui peut entrer dormance. La cellule se développera dans les bonnes conditions, puis libérera des diatomées de taille normale.

• Hermaphrodite monoïque colonies de volvox (algues vertes) produisent à la fois des sachets de sperme et des ovules. Dioïque les colonies produisent soit du sperme, soit des ovules. Dans les colonies femelles de volvox, les cellules individuelles se développent pour devenir oogamètes qui entrent dans un repos zygote diploïde stade après la fusion d'un ovule et d'un spermatozoïde (syngamie).
  

Le phytoplancton se trouve près du rivage, dans les eaux libres stagnantes, sur les calottes glaciaires et près de la surface des lacs où les nutriments essentiels et la lumière du soleil sont facilement accessibles pour la croissance et la division cellulaire. Le phytoplancton vivant dans l'océan se trouve normalement dans la zone euphotique de la colonne d'eau pénétrable par la lumière du soleil.

La zone euphotique n'est pas plus profonde que 900 pieds; la profondeur moyenne de l'océan est d'environ 13 000 pieds, selon les estimations du Institution océanographique de Woods Hole.

Le cycle de vie typique du phytoplancton comprend la croissance, la reproduction et la mort. Le cycle de vie peut également inclure une période de dormance qui se produit régulièrement ou uniquement lorsque les conditions ne sont pas propices à la croissance.

Par example, chrysophytes peut former kystes ou des spores qui restent dormantes pendant des mois ou des décennies. Certaines diatomées et dinoflagellés forment des kystes de l'hiver au printemps.

Les cycles de vie du phytoplancton varient selon les espèces. Par exemple, flagellés marins (Phaeocystis sachetii) produisent de minuscules cellules mobiles qui continuent à se multiplier jusqu'à ce que les niveaux de nutriments diminuent. Ensuite, ils forment des colonies entourées d'un manteau muqueux collant contenant des nutriments qui permettent une reproduction continue.

Si les nutriments tombent complètement, la membrane se désintègre et se lave sur le rivage sous la forme d'une mousse blanche gluante et malodorante.

La croissance du phytoplancton fluctue avec les saisons. La reproduction explose dans les régions polaires chaque printemps lorsque la fonte des glaces dépose de riches nutriments à la surface de l'eau. L'eau fraîche est idéale pour la reproduction du phytoplancton. À la fin de l'été, l'ensoleillement accru excite les pigments du phytoplancton flottant, entraînant une autre poussée de croissance.

Le phytoplancton est consommé par les poissons et le krill, qui constituent par la suite un repas copieux pour les manchots Adélie, les oiseaux marins et les phoques. Les manchots ont adapté leur cycle de reproduction pour coïncider avec les périodes de pointe de la reproduction du phytoplancton.

Selon le Centre national de données sur la neige et la glace, certaines des plus grandes pêcheries du monde sont situées dans la mer de Béring, où le plancton fleurit abondamment et soutient les populations de poissons.

Une abondance de phytoplancton attire les oiseaux, les insectes, les poissons et les animaux, et améliore la biodiversité dans un biome aquatique. Cependant, une reproduction excessive de phytoplancton non toxique peut toujours être nocive en raison de l'épuisement de l'oxygène et de l'obstruction des branchies des poissons.

Certaines espèces de cyanobactéries produisent des toxines telles que microcystine. Cyanobactéries sont communément appelées « algues bleu-vert » et rendent l'eau verte.

Des proliférations d'algues nuisibles (HAB) produisant des toxines se sont produites dans tous les États côtiers, selon le Service national des océans. Les HAB peuvent rendre malades ou tuer les humains en plus de la vie marine. Les HAB dans des endroits comme la côte du golfe de Floride sont communément appelés «marées rouges» parce que la floraison rend l'eau rouge.

L'eau potable peut être contaminée et les plages fermées en raison des odeurs nocives et du risque d'infection. Les HAB se produisent de façon saisonnière à la fin de l'été lorsque les températures et la pollution par l'azote stimulent la croissance du phytoplancton.

Les lacs et les océans riches en azote, fer et phosphate fournissent un assortiment pour d'innombrables espèces de phytoplancton. Les éclosions suivent souvent le sillage des ouragans, car les nutriments sont brassés par le bas. Le taux de croissance ralentit lorsque les nutriments sont rares.

D'autres facteurs influençant la reproduction comprennent la température, la profondeur, la variabilité de la lumière et la concentration d'eau salée (salinité). Le plancton ne se trouve pas dans de nombreuses parties de l'océan en raison d'une pénurie de fer dans ces régions.

Selon les espèces, le phytoplancton répond à tous leurs besoins énergétiques grâce à la photosynthèse, ou ils peuvent compléter leur alimentation en consommant d'autres organismes vivants ou en décomposition. Les deux principaux types de phytoplancton utilisent des stratégies différentes pour acquérir de la nourriture.

Par exemple, les dinoflagellés chassent et se déplacent dans l'eau en remuant la queue; cependant, ce sont des nageurs faibles et ne peuvent pas aller à contre-courant. Les diatomées n'utilisent pas flagelles (queues) et absorbent les nutriments nécessaires au métabolisme et à la reproduction lorsqu'ils chevauchent les courants.

Le phytoplancton sert de banque alimentaire au monde aquatique en raison de sa capacité, semblable à celle des plantes, à absorber la lumière du soleil et à produire de l'énergie alimentaire grâce à la photosynthèse. Une pléthore de créatures marines, des escargots aux baleines, doivent leur existence à un régime alimentaire régulier de phytoplancton. Les consommateurs directs de phytoplancton comprennent le zooplancton, les anémones, les crevettes et les palourdes.

À leur tour, les plantes et les animaux plus petits sont consommés par omnivores, qui sont ensuite consommés par des consommateurs tertiaires ou des prédateurs au sommet. Les denrées alimentaires dans l'alimentation humaine peuvent être retracées à un producteur primaire comme le phytoplancton.

Selon les images satellites de la NASA, des nuages ​​plus brillants se forment au-dessus de certains endroits comme l'océan Austral pendant les périodes de forte reproduction du phytoplancton. Le phytoplancton se multipliant rapidement tel que coccolithophores libèrent des gaz et des substances organiques dans l'air, qui sèment les nuages.

Les nuages ​​réfléchissent davantage la lumière du soleil et paraissent plus brillants lorsque des efflorescences planctoniques se produisent, car la réflexion dépend de la quantité d'eau en suspension dans le nuage et de la taille des particules des gouttelettes du nuage.

Les chercheurs ont découvert que le phytoplancton peut utiliser la photosynthèse pour convertir le dioxyde de carbone en biomasse et en huiles pour la production de biocarburants. Les fermes algales pourraient être bénéfiques pour la planète car le phytoplancton absorbe (puit) plus de carbone qu'il n'en rejette dans l'environnement.

Un autre avantage est la production agricole rapide. Selon le Institut d'études environnementales et énergétiques, les microalgues doublent de masse chaque jour et grandissent jusqu'à 100 fois plus rapide que les plantes sur terre.

De plus, de nombreuses espèces d'algues poussent dans l'eau salée, qui est plus facilement disponible que l'eau douce. Les fermes d'algues pourraient être situées dans des zones où d'autres cultures ne peuvent pas pousser. Algue biocarburant pourrait réduire la dépendance à l'égard des combustibles fossiles nationaux et importés. Les algues ont déjà été utilisées dans la fabrication de produits de soin de la peau, de produits pharmaceutiques et de cosmétiques.