Kako se reproducira fitoplankton?

Fitoplanktoni su mikroskopska bića koja se plodno množe aseksualnim i spolnim putem. Stope reprodukcije fitoplanktona izravno utječu i odražavaju ravnotežu ekosustava.

Prema National Geographic, morske biljke poput fitoplanktona, algi i algi proizvode 70 posto atmosferskog kisika, što je čak i više od prašuma. Međutim, pod određenim uvjetima okoliša, populacije fitoplanktona mogu eksplodirati, stvarajući smrdljive, otrovne cvjetove.

Glavne kategorije planktona su fitoplanktona i zooplanktona. Plankton može biti eukariotski ili prokariotski. Biljni fitoplanktoni uključuju plankton algi i mikroalge.

Fitoplankton mogu biti jednoćelijske biljke, protisti (alge) ili bakterije:

• Dinoflagelati: Razlikuju se poput bičevih repova i složene ljuske. Otprilike polovica svih dinoflagelata nisu fotosintetski. Neke vrste su bioluminiscentne i svijetle noću.

• Dijatomeji: To su nepokretne, fotosintetske alge koje plutaju na površini slatke i morske vode. Dijatomeji su prisutni i u vlažnom tlu. Jedinstveni sloj dijatomeja sastoji se od silicija koji se komercijalno koristi.
  

• Cijanobakterije: To su primitivne bakterije koje mogu potaknuti otrovno cvjetanje.
  

• Kokolitofori: To su planktoni prekriveni ljuskama sličnim vapnencu. Važan su izvor kalcita.
  

Zooplankton, koji se naziva i životinjski plankton, uključuje:

• protozoa
  
• ličinke
  
• kopepodi
  
• ravnih crva

Zooplanktoni su među najprisutnijim morskim organizmima i uključuju dobro poznate organizme poput meduza. Zooplankton su potrošači u hranidbeni lanac.

Fitoplanktoni proizvode hranu i oslobađaju kisik kao nusprodukt, gotovo na isti način kao što kopnene biljke podupiru Zemlju.

Fitoplankton je ime dobio po grčkoj riječi planktos, što znači lutalica ili lutalica - prikladan opis kako fitoplanktoni lebde kroz život. Međunarodni istraživači mogu se na drugim jezicima također pozivati ​​na ove organizme kao "fitoplankton" ili "fitoplancton".

Fitoplankton se svrstava među najvažnije organizme na Zemlji. Osim što osigurava hranu za ostatak prehrambena mreža, fitoplanktoni oksigeniraju vodu i zrak.

Fitoplankton ublažava učinke globalnog zatopljenja upijajući 33 posto ugljičnog dioksida iz prirodnih izvora i fosilnih goriva, prema Laboratorij Kudela sa Sveučilišta u Kaliforniji, Santa Cruz. Smrću, fitoplanktoni i drugi organski otpad mogu potonuti na dno oceana i jednog dana se pretvoriti u fosilno gorivo - plin, naftu i ugljen.

Otjecanje gnojiva na bazi dušika s polja, životinjski otpad s hranilišta i neočišćena kanalizacija ulaze u plovne putove i narušavaju ekološku ravnotežu. Mrtve zone velikih razmjera u područjima poput Meksičkog zaljeva rezultat su toplijih globalnih temperatura i prekomjernog rasta fitoplanktona koji guši morski život. Bakterijski razlagači potrošite dodatni kisik kad trošite tvari koje propadaju iz cvjetanja.

Znanstvenici prate fluktuacije populacije algi kako bi zaštitili čistu vodu - sve oskudniji prirodni resurs. Uzorci se uzimaju na terenu pomoću planktonskih mreža za sakupljanje uzoraka. Mrežaste mreže obično dobro rade za hvatanje fitoplanktona, ali sitni nanoplanktoni moraju se filtrirati iz uzorka vode.

Količina i vrsta planktona ukazuju na ukupne vodene uvjete i pokazuju stope razmnožavanja planktona.

Učinkovite reproduktivne strategije obilježje su fitoplanktona. Kada su uslovi za uzgoj fitoplanktoni se brzo razmnožavaju različitim sredstvima bespolna reprodukcija.

Jednostavnost planktona omogućuje im s lakoćom reprodukciju:

• Brzorastući dinoflagelati tipično podijeliti binarna fisija. Matična stanica dijeli se na dvije identične stanice koje će se dijeliti iznova i iznova. Filamenti se mogu stvoriti ako se stanice tijekom dijeljenja stanica ne odvoje u potpunosti.

• Protisti mogu se reproducirati nespolnim putem višestruka fisija. Stanice se pripremaju za dijeljenje, repliciraju svoju jezgru i zatim se dijele u više stanica koje su identične izvornoj stanici, osim ako se nisu dogodile mutacije.
  

• Pravokutne ćelije spirogira (fitoplanktoni algi) vežu se kraj na kraj, tvoreći vrlo duge lance tzv niti. Kad se filament podijeli, svaki dio koji pluta vodom prerast će u novi filament jednostavnom mitozom. Ova vrsta reprodukcije naziva se fragmentacija.

• Zooplankton poput hidra mogu reproducirati kroz pupljenje. Poput kvasca, hidra može izrasti pupoljak koji će sazrijeti i prekinuti, postavši klon roditelja.
  

Zelene alge a bakterije mogu proizvesti spore koji se nastavljaju dijeliti unutar matične stanice. Zreli endospore puštaju se da tvore identično potomstvo.

Spolna reprodukcija uključuje rekombinaciju genetskog materijala kako bi se stvorilo potomstvo s jedinstvenim genomom. Biološka raznolikost unutar populacije pomaže vrsti da se prilagodi nepovoljnim uvjetima poput vrućine ili suše.

Neki fitoplanktoni mogu se spolno razmnožavati:

• Dijatomeji proizvesti i pustiti diploidni muške i ženske spolne stanice - spermatogonija i oogonija - ta podjela mejozom postati haploidnisperma ili jaje. Jajna stanica oplođena spermom razvija se u zigota nazvan an auxospore koji mogu ući mirovanje. Stanica će rasti pod pravim uvjetima, a zatim oslobađa dijatomeje pune veličine.

• Hermafroditska jednodomni kolonije volvox Vrste (zelene alge) proizvode i pakete sperme i jajašca. Dvodomna kolonije proizvode ili spermu ili jajašca. U ženskim kolonijama volvoxa pojedinačne stanice rastu i postaju oogameti koji ulaze u odmor diploidna zigota faza nakon osigurača jajne stanice i sperme (singamija).
  

Fitoplanktoni se nalaze u blizini obale, u stojećoj otvorenoj vodi, na ledenim kapama i u blizini površine jezera gdje su neophodni hranjivi sastojci i sunčeva svjetlost lako dostupni za rast i diobu stanica. Fitoplankton koji živi u oceanu obično je u eufotična zona vodenog stupca u koji prodire sunčeva svjetlost.

Eufotična zona nije dublja od 900 stopa; prosječna dubina oceana iznosi oko 13 000 stopa, kako procjenjuju Oceanografska institucija Woods Hole.

Tipični životni ciklus fitoplanktona uključuje rast, razmnožavanje i smrt. Životni ciklus također može uključivati ​​razdoblje mirovanja koje se događa redovito ili samo kada uvjeti nisu pogodni za rast.

Na primjer, krizofiti može formirati ciste ili spore koje miruju mjesecima ili desetljećima. Neki dijatomeji i dinoflagelati tvore ciste od zime do proljeća.

Životni ciklusi fitoplanktona razlikuju se ovisno o vrsti. Na primjer, morski bičevi (Phaeocystis pouchetii) proizvode malene pokretne stanice koje se množe sve dok razina hranjivih sastojaka ne opadne. Zatim formiraju kolonije okružene ljepljivom sluzavom ovojnicom koja sadrži hranjive sastojke koji omogućuju kontinuirano razmnožavanje.

Ako hranjive tvari uopće padnu, membrana se raspada i ispire na obali kao smrdljiva, gnjecava bijela pjena.

Rast fitoplanktona oscilira s godišnjim dobima. Reprodukcija eksplodira u polarnim predjelima svakog proljeća kad se povlačenjem leda na površinu vode natalože bogate hranjive tvari. Hladna voda idealna je za razmnožavanje fitoplanktona. Krajem ljeta povećana sunčeva svjetlost pobuđuje pigmente u plutajućem fitoplanktonu, što rezultira još jednim naletom rasta.

Fitoplankton konzumiraju riba i kril, koji potom pružaju obilni obrok za Adélie pingvine, morske ptice i tuljane. Pingvini su svoj uzgojni ciklus prilagodili da se podudara s vršnim vremenima razmnožavanja fitoplanktona.

Prema Nacionalni centar za podatke o snijegu i ledu, neke od najvećih ribarstava na svijetu nalaze se u Beringovom moru gdje plankton obilno cvjeta i održava riblje populacije.

Obilje fitoplanktona privlači ptice, insekte, ribe i životinje te poboljšava biološku raznolikost u vodeni biom. Međutim, pretjerano razmnožavanje netoksičnog fitoplanktona i dalje može biti štetno zbog rezultirajućeg trošenja kisika i začepljenja ribljih škrge.

Neke vrste cijanobakterija proizvode toksine kao što su mikrocistin. Cijanobakterije obično se nazivaju "modrozelene alge", a vodu pretvaraju u zelenu.

Toksin koji proizvodi štetno cvjetanje algi (HAB) dogodio se u svim obalnim državama, prema Nacionalna služba za oceane. HAB-ovi mogu pored morskog života razboljeti ili ubiti ljude. HAB-ove na mjestima poput Floridske obale zaljeva obično nazivaju "crvenom plimom i osekom" jer cvatnja vodu pretvara u crvenu.

Voda za piće može biti zagađena, a plaže zatvorene zbog štetnih mirisa i rizika od zaraze. HAB-ovi se sezonski javljaju krajem ljeta kada temperature i zagađenje dušikom potiču rast fitoplanktona.

Jezera i oceani bogati dušikom, željezom i fosfatom pružaju smorgasbord bezbrojnim vrstama fitoplanktona. Cvjetovi često uslijede nakon uragana jer se hranjive tvari hvataju s dna. Stopa rasta se usporava kad nedostaje hranjivih sastojaka.

Ostali čimbenici koji utječu na reprodukciju uključuju temperaturu, dubinu, varijabilnost svjetlosti i koncentraciju slane vode (slanost). Plankton se ne nalazi u mnogim dijelovima oceana zbog nedostatka željeza u tim regijama.

Ovisno o vrsti, fitoplanktoni zadovoljavaju sve svoje energetske potrebe fotosintezom ili mogu dopuniti prehranu konzumiranjem drugih živih ili raspadajućih organizama. Dvije glavne vrste fitoplanktona koriste različite strategije za dobivanje hrane.

Na primjer, dinoflagelati love i kreću se kroz vodu mašući repovima; međutim, oni su slabi plivači i ne mogu protiv struje. Dijatomeji se ne koriste bičevi (repovi) i upijaju hranjive sastojke potrebne za metabolizam i razmnožavanje dok jašu strujama.

Fitoplankton služi kao banka hrane vodenog svijeta zbog svoje biljne sposobnosti da apsorbira sunčevu svjetlost i proizvodi hranu kroz fotosintezu. Mnoštvo morskih bića, od puževa do kitova, svoje postojanje duguje postojanoj prehrani fitoplanktona. Izravni potrošači fitoplanktona uključuju zooplanktone, anemone, škampe i školjke.

Zauzvrat, konzumiraju manje biljke i životinje svejedi, koje zatim jedu tercijarni potrošači ili vršni grabežljivci. Prehrana u ljudskoj prehrani može se pratiti do primarni proizvođač poput fitoplanktona.

Prema NASA-inim satelitskim snimkama, svjetliji oblaci stvaraju se na određenim mjestima poput Južnog oceana tijekom razdoblja visoke reprodukcije fitoplanktona. Brzo množenje fitoplanktona kao što je kokolitofora ispuštaju plinove i organske tvari u zrak koji sjeme oblake.

Oblaci odražavaju više sunčeve svjetlosti i izgledaju sjajnije kad se dogodi cvjetanje planktona, jer odraz ovisi o količini suspendirane vode u oblaku i veličini čestica kapljica oblaka.

Istraživači su otkrili da fitoplanktoni mogu koristiti fotosintezu za pretvaranje ugljičnog dioksida u biomasu i ulja za proizvodnju biogoriva. Uzgajališta algi mogla bi koristiti planetu jer fitoplanktoni apsorbiraju (poniru) više ugljika nego što ih vraćaju u okoliš.

Još jedna prednost je brza proizvodnja usjeva. Prema Institut za zaštitu okoliša i energije, mikroalge svakodnevno udvostručuju masu i narastu do 100 puta brže nego biljke na kopnu.

Nadalje, mnoge vrste algi rastu u slanoj vodi koja je dostupnija od slatke vode. Uzgajališta algi mogla bi se nalaziti u područjima gdje drugi usjevi ne mogu rasti. Alga biogorivo mogao smanjiti ovisnost o domaćem i uvoznom fosilnom gorivu. Alge su se već koristile u proizvodnji proizvoda za njegu kože, farmaceutskih proizvoda i kozmetike.