Come si riproduce il fitoplancton?

Il fitoplancton sono creature microscopiche che si moltiplicano in modo prolifico attraverso mezzi asessuali e sessuali. I tassi riproduttivi di fitoplancton influenzano direttamente e riflettono l'equilibrio dell'ecosistema.

Secondo National Geographic, piante marine come fitoplancton, alghe e alghe producono 70% di ossigeno atmosferico, che è anche più del foresta pluviale. Tuttavia, in determinate condizioni ambientali, le popolazioni di fitoplancton possono esplodere, creando fioriture maleodoranti e tossiche.

Le principali categorie di plancton sono fitoplancton e zooplancton. Il plancton può essere eucariotico o procariote. Il fitoplancton vegetale include plancton algale e microalghe.

Il fitoplancton può essere piante unicellulari, protisti (alghe) o batteri:

• Dinoflagellati: Questi si distinguono per code a forma di frusta e un guscio complesso. Circa la metà di tutti i dinoflagellati non sono fotosintetici. Alcune specie sono bioluminescenti e si illuminano di notte.

• diatomee: Si tratta di alghe immobili e fotosintetiche che galleggiano sulla superficie dell'acqua dolce e marina. Le diatomee sono presenti anche nel terreno umido. Il rivestimento unico delle diatomee è costituito da silicio che viene utilizzato commercialmente.
  

• Cianobatteri: Questi sono batteri primitivi che possono dare origine a fioriture tossiche.
  

• Colitofori: Questi sono plancton ricoperti di scaglie simili al calcare. Sono un'importante fonte di calcite.
  

Lo zooplancton, chiamato anche plancton animale, include:

• protozoi
  
• larve
  
• copepodi
  
• Vermi piatti

Lo zooplancton è tra gli organismi marini più onnipresenti e include organismi ben noti come le meduse. Lo zooplancton sono consumatori nel catena alimentare.

Il fitoplancton produce cibo e rilascia ossigeno come sottoprodotto, più o meno allo stesso modo in cui le piante terrestri sostengono la Terra.

Il fitoplancton prende il nome dalla parola greca planctos, che significa vagabondo o vagabondo - una descrizione appropriata di come il fitoplancton fluttua nella vita. I ricercatori internazionali possono anche fare riferimento a questi organismi come "fitoplancton" o "fitoplancton" in altre lingue.

Il fitoplancton è uno degli organismi più importanti della Terra. Oltre a fornire cibo per il resto del catena alimentare, il fitoplancton ossigena l'acqua e l'aria.

Il fitoplancton mitiga gli effetti del riscaldamento globale assorbendo 33 percento di anidride carbonica da fonti naturali e combustibili fossili, secondo il Kudela Lab dell'Università della California, Santa Cruz. Dopo la morte, il fitoplancton e altri rifiuti organici possono sprofondare nel fondo dell'oceano e un giorno trasformarsi in combustibili fossili: gas, petrolio e carbone.

Il deflusso di fertilizzanti a base di azoto dai campi, i rifiuti animali dagli allevamenti e le acque reflue non trattate entrano nei corsi d'acqua e disturbano l'equilibrio ecologico. Zone morte su larga scala in aree come il Golfo del Messico derivano da temperature globali più calde e dalla crescita eccessiva di fitoplancton che soffoca la vita marina. batterico decompositori consumare ossigeno aggiuntivo quando si consuma materiale in decomposizione dalla fioritura.

Gli scienziati monitorano le fluttuazioni della popolazione di alghe per proteggere l'acqua pulita, una risorsa naturale sempre più scarsa. I campioni vengono prelevati in campo utilizzando reti di plancton per la raccolta degli esemplari. Le reti a maglie in genere funzionano bene per catturare il fitoplancton, ma il piccolo nanoplancton deve essere filtrato da un campione d'acqua.

La quantità e il tipo di plancton indicano le condizioni generali dell'acqua e mostrano i tassi di riproduzione del plancton.

Strategie riproduttive efficienti sono un segno distintivo del fitoplancton. Quando le condizioni di crescita sono giuste, il fitoplancton si moltiplica rapidamente attraverso vari mezzi di riproduzione asessuata.

La semplicità del plancton consente loro di riprodurre con facilità:

• In rapida crescita dinoflagellati tipicamente dividere attraverso fissione binaria. Una cellula madre si divide in due cellule identiche che si divideranno ancora e ancora. I filamenti possono formarsi se le cellule non si separano completamente durante la divisione cellulare.

• protisti può riprodursi asessualmente attraverso fissione multipla. Le cellule si preparano a dividersi, replicare il loro nucleo e quindi dividersi in più cellule identiche alla cellula originale a meno che non si siano verificate mutazioni.
  

• Le celle rettangolari di spirogira (fitoplancton algale) si attaccano da un capo all'altro, formando catene molto lunghe chiamate filamenti. Quando un filamento si divide, ogni sezione che galleggia sull'acqua crescerà in un nuovo filamento attraverso una semplice mitosi. Questo tipo di riproduzione si chiama frammentazione.

• Zooplancton come idra può riprodursi attraverso gemmazione. Come il lievito, un'idra può far crescere un germoglio che maturerà e si staccherà, diventando un clone del genitore.
  

Alghe verdi e i batteri possono produrre spore che continuano a dividersi all'interno della cellula madre. Maturo endospore vengono rilasciati per formare prole identica.

La riproduzione sessuale comporta la ricombinazione di materiale genetico per produrre prole con un genoma unico. La biodiversità all'interno di una popolazione aiuta una specie ad adattarsi a condizioni avverse come il caldo o la siccità.

Alcuni fitoplancton possono riprodursi sessualmente:

• diatomee produrre e rilasciare diploide gameti maschili e femminili – spermatogoni e oogonia – che dividono per meiosi per diventare aploidesperma o un uovo. Un uovo fecondato dallo sperma si sviluppa in a zigote chiamato an auxospore che può entrare dormienza. La cellula crescerà nelle giuste condizioni e poi rilascerà diatomee a grandezza naturale.

• ermafrodita monoica colonie di volvox (alghe verdi) producono sia pacchetti di sperma che uova. dioica le colonie producono sperma o ovuli. Nelle colonie femminili di volvox, le singole cellule crescono fino a diventare oogameti che entrano in un riposo zigote diploide fase dopo una fusione di ovuli e spermatozoi (syngamy).
  

Il fitoplancton si trova vicino alla riva, in acque libere stagnanti, sulle calotte glaciali e vicino alla superficie dei laghi dove i nutrienti essenziali e la luce solare sono facilmente accessibili per la crescita e la divisione cellulare. Il fitoplancton che vive nell'oceano si trova normalmente nel zona eufotica della colonna d'acqua che è penetrabile dalla luce solare.

La zona eufotica non è più profonda di 900 piedi; la profondità media dell'oceano è di circa 13.000 piedi, come stimato dal Istituto oceanografico di Woods Hole.

Il ciclo di vita tipico del fitoplancton include crescita, riproduzione e morte. Il ciclo di vita può includere anche un periodo di dormienza che si verifica regolarmente o solo quando le condizioni non sono favorevoli alla crescita.

Per esempio, crisofite può formare cisti o spore che rimangono dormienti per mesi o decenni. Alcune diatomee e dinoflagellati formano cisti dall'inverno alla primavera.

I cicli di vita del fitoplancton variano a seconda della specie. Per esempio, flagellati marini (Phaeocystis pouchetii) producono minuscole cellule mobili che continuano a moltiplicarsi fino a quando i livelli di nutrienti diminuiscono. Successivamente, formano colonie circondate da un rivestimento mucoso appiccicoso contenente sostanze nutritive che consentono una riproduzione continua.

Se i nutrienti diminuiscono del tutto, la membrana si disintegra e si deposita sulla riva sotto forma di schiuma bianca appiccicosa e maleodorante.

La crescita del fitoplancton varia con le stagioni. La riproduzione esplode nelle regioni polari ogni primavera quando il ghiaccio che si ritira deposita nutrienti ricchi sulla superficie dell'acqua. L'acqua fresca è ideale per la riproduzione del fitoplancton. Alla fine dell'estate, l'aumento della luce solare eccita i pigmenti nel fitoplancton galleggiante, determinando un altro scatto di crescita.

Il fitoplancton viene consumato da pesce e krill, che in seguito forniscono un pasto abbondante a pinguini di Adelia, uccelli marini e foche. I pinguini hanno adattato il loro ciclo riproduttivo in modo che coincida con i periodi di punta della riproduzione del fitoplancton.

Secondo il Centro dati nazionale neve e ghiaccio, alcune delle più grandi attività di pesca del mondo si trovano nel Mare di Bering, dove il plancton fiorisce abbondantemente e sostiene le popolazioni ittiche.

L'abbondanza di fitoplancton attrae uccelli, insetti, pesci e animali e migliora la biodiversità in modo an bioma acquatico. Tuttavia, l'eccessiva riproduzione di fitoplancton non tossico può ancora essere dannosa a causa della conseguente diminuzione dell'ossigeno e dell'ostruzione delle branchie dei pesci.

Alcune specie di cianobatteri producono tossine come microcistina. Cianobatteri sono comunemente chiamate "alghe blu-verdi" e rendono l'acqua verde.

Le tossine che producono fioriture algali dannose (HAB) si sono verificate in ogni stato costiero, secondo il Servizio Nazionale Oceanico. Gli HAB possono ammalare o uccidere gli esseri umani oltre alla vita marina. Gli HAB in luoghi come la costa del Golfo della Florida sono comunemente chiamati "maree rosse" perché la fioritura rende l'acqua rossa.

L'acqua potabile può essere contaminata e le spiagge chiuse a causa di odori nocivi e rischio di infezione. Gli HAB si verificano stagionalmente alla fine dell'estate, quando le temperature e l'inquinamento da azoto stimolano la crescita del fitoplancton.

Laghi e oceani ricchi di azoto, ferro e fosfato forniscono un buffet per innumerevoli specie di fitoplancton. Le fioriture spesso seguono la scia degli uragani perché i nutrienti vengono agitati dal fondo. Il tasso di crescita rallenta quando i nutrienti scarseggiano.

Altri fattori che influenzano la riproduzione includono la temperatura, la profondità, la variabilità della luce e la concentrazione di acqua salata (salinità). Il plancton non si trova in molte parti dell'oceano a causa della scarsità di ferro in quelle regioni.

A seconda della specie, il fitoplancton soddisfa tutte le sue esigenze energetiche attraverso la fotosintesi, oppure può integrare la sua dieta consumando altri organismi viventi o in decomposizione. I due principali tipi di fitoplancton impiegano strategie diverse per l'acquisizione di cibo.

Ad esempio, i dinoflagellati cacciano e si muovono nell'acqua agitando la coda; tuttavia, sono deboli nuotatori e non possono andare contro corrente. Le diatomee non usano flagelli (code) e assorbono i nutrienti necessari per il metabolismo e la riproduzione mentre cavalcano le correnti.

Il fitoplancton funge da banca alimentare del mondo acquatico grazie alla sua capacità simile a una pianta di assorbire la luce solare e produrre energia alimentare attraverso la fotosintesi. Una miriade di creature marine, dalle lumache alle balene, devono la loro esistenza a una dieta costante di fitoplancton. I consumatori diretti di fitoplancton includono zooplancton, anemoni, gamberi e vongole.

A loro volta, piante e animali più piccoli vengono consumati da onnivori, che vengono poi mangiati dai consumatori terziari o dai predatori apicali. Gli alimenti nella dieta umana possono essere ricondotti ad a produttore primario come il fitoplancton.

Secondo le immagini satellitari della NASA, le nuvole più luminose si formano su alcuni luoghi come l'Oceano Antartico durante i periodi di alta riproduzione del fitoplancton. Fitoplancton a rapida moltiplicazione come coccolitofori rilasciano nell'aria gas e sostanze organiche, che seminano nuvole.

Le nuvole riflettono più luce solare e appaiono più luminose quando si verificano fioriture di plancton perché la riflessione dipende dalla quantità di acqua sospesa nella nuvola e dalla dimensione delle particelle delle goccioline della nuvola.

I ricercatori hanno scoperto che il fitoplancton può utilizzare la fotosintesi per convertire l'anidride carbonica in biomassa e oli per la produzione di biocarburanti. Gli allevamenti di alghe potrebbero avvantaggiare il pianeta perché il fitoplancton assorbe (assorbe) più carbonio di quello che rilascia nell'ambiente.

Un altro vantaggio è la rapida produzione delle colture. Secondo il Istituto di studi ambientali ed energetici, le microalghe raddoppiano di massa ogni giorno e crescono fino a 100 volte più veloce rispetto alle piante a terra.

Inoltre, molte specie di alghe crescono nell'acqua salata, che è più facilmente disponibile dell'acqua dolce. Gli allevamenti di alghe potrebbero trovarsi in aree in cui altre colture non possono crescere. Algal biocarburante potrebbe ridurre la dipendenza dai combustibili fossili nazionali e importati. Le alghe sono già state utilizzate nella produzione di prodotti per la cura della pelle, prodotti farmaceutici e cosmetici.