Kaip dauginasi fitoplanktonas?

Fitoplanktonas yra mikroskopinės būtybės, kurios gausiai dauginasi nelytinėmis ir seksualinėmis priemonėmis. Fitoplanktono reprodukciniai greičiai tiesiogiai veikia ir atspindi ekosistemos pusiausvyrą.

Pagal Nacionalinė geografija, jūros augalai, tokie kaip fitoplanktonas, dumbliai ir rudadumbliai 70 procentų atmosferos deguonies, kuris yra net daugiau nei atogrąžų miškai. Tačiau esant tam tikroms aplinkos sąlygoms fitoplanktono populiacijos gali sprogti, sukeldamos kvapą sukeliantį, toksišką žydėjimą.

Pagrindinės planktono kategorijos yra fitoplanktonas ir zooplanktonas. Planktonas gali būti eukariotas arba prokariotas. Į augalą panašų fitoplanktoną sudaro dumbliai planktonas ir mikrodumbliai.

Fitoplanktonas gali būti vienaląsčiai augalai, protistai (dumbliai) arba bakterijos:

• Dinoflagelatai: Jie išsiskiria visažinėmis uodegomis ir kompleksiniu apvalkalu. Maždaug pusė visų dinoflagelatų nėra fotosintezės. Kai kurios rūšys yra bioliuminescencinės ir šviečia naktį.

• Diatomos:
  Tai nejudantys, fotosintetiniai dumbliai, plaukiantys gėlo ir jūros vandens paviršiuje. Diatomų yra ir drėgnoje dirvoje. Unikalų diatomų sluoksnį sudaro silicis, naudojamas komerciškai.
  

• Cianobakterijos: Tai yra primityvios bakterijos, kurios gali sukelti nuodingą žydėjimą.
  

• Cokolithoforai: Tai planktonas, padengtas žvynais, panašiais į kalkakmenį. Jie yra svarbus kalcito šaltinis.
  

Zooplanktonas, dar vadinamas gyvūnų planktonu, apima:

• pirmuonys
  
• lervos
  
• kopepodai
  
• plokščiosios kirmėlės

Zooplanktonas yra vienas iš labiausiai paplitusių jūrų organizmų ir apima tokius gerai žinomus organizmus kaip medūzos. Zooplanktonas yra ES vartotojai mitybos grandinė.

Fitoplanktonas gamina maistą ir išskiria deguonį kaip šalutinį produktą, panašiai kaip sausumos augalai palaiko Žemę.

Fitoplanktonas savo vardą gavo iš graikiško žodžio planktos, kuris reiškia klajoklį ar drifterį - taiklus aprašymas, kaip fitoplanktonas plaukia per gyvenimą. Tarptautiniai tyrėjai šias organizmus kitomis kalbomis taip pat gali vadinti „fitoplanktonu“ arba „fitoplanctonu“.

Fitoplanktonas priskiriamas prie svarbiausių organizmų Žemėje. Be maisto tiekimo likusiai daliai maisto tinklas, fitoplanktonas prisotina deguonies vandenį ir orą.

Fitoplanktonas sušvelnina visuotinio atšilimo padarinius Anglies dvideginio 33 proc iš natūralių šaltinių ir iškastinio kuro, teigia Kudelos laboratorija iš Kalifornijos universiteto, Santa Kruzo. Mirus fitoplanktonas ir kitos organinės atliekos gali nugrimzti į vandenyno dugną ir vieną dieną pereiti prie iškastinio kuro - dujų, naftos ir anglies.

Azoto pagrindo trąšų nuotėkis iš laukų, gyvulinės atliekos iš pašarų ir neišvalytos nuotekos patenka į vandens kelius ir sutrikdo ekologinę pusiausvyrą. Didelio masto negyvos zonos tokiose srityse kaip Meksikos įlanka atsiranda dėl šiltesnės pasaulinės temperatūros ir fitoplanktono peraugimo, kuris uždusina jūrų gyvybes. Bakterinis skaidytojai vartokite papildomą deguonį, kai vartojate nuo žydėjimo skiliančias medžiagas.

Mokslininkai stebi dumblių populiacijos svyravimus, kad apsaugotų švarų vandenį - vis mažiau gamtos išteklių. Mėginiai imami lauke, naudojant planktono tinklus mėginiams surinkti. Tinkliniai tinklai paprastai gerai užgauna fitoplanktoną, tačiau mažas nanoplanktonas turi būti išfiltruotas iš vandens mėginio.

Planktono kiekis ir tipas nurodo bendras vandens sąlygas ir planktono reprodukcijos rodiklius.

Veiksmingos reprodukcinės strategijos yra fitoplanktono požymis. Kai augimo sąlygos yra tinkamos, fitoplanktonas greitai dauginasi įvairiomis priemonėmis nelytinis dauginimasis.

Planktono paprastumas leidžia lengvai atgaminti:

• Greitai augantis dinoflagelatai paprastai dalijasi per dvejetainis dalijimasis. Pirminė ląstelė dalijasi į dvi identiškas ląsteles, kurios dalijasi vėl ir vėl. Filamentai gali susidaryti, jei ląstelės dalijasi ne visiškai.

• Protistai gali daugintis nelytiniu būdu daugkartinis skilimas. Ląstelės ruošiasi dalytis, pakartoti savo branduolį ir tada suskaidomos į kelias ląsteles, kurios yra identiškos pradinei ląstelei, nebent įvyktų mutacijos.
  

• Stačiakampės formos ląstelės spirogyra (dumblių fitoplanktonas) pritvirtina galą prie galo, formuodami labai ilgas grandines, vadinamas gijos. Kai gija dalijasi, kiekviena ant vandens plūduriuojanti dalis per paprastą mitozę išaugs į naują giją. Šis reprodukcijos tipas vadinamas fragmentiškumas.

• Zooplanktonas patinka hidra gali daugintis per pradedantis. Kaip ir mielės, hidra gali užauginti pumpurą, kuris subręs ir nutrūks, tapdamas tėvų klonu.
  

Žalieji dumbliai ir bakterijos gali gaminti sporos kad toliau dalijasi tėvų ląstelės viduje. Subrendęs endosporos paleidžiami, kad susiformuotų vienodi palikuonys.

Lytinis dauginimasis apima genetinės medžiagos rekombinaciją, kad gautų palikuonis su unikaliu genomu. Biologinė populiacijos įvairovė padeda rūšiai prisitaikyti prie nepalankių sąlygų, pavyzdžiui, karščio ar sausros.

Kai kurie fitoplanktonai gali lytiškai daugintis:

• Diatomos gaminti ir išleisti diploidinis vyrų ir moterų lytinės ląstelės - spermatogonija ir oogonia - tas padalijimas iš mejozės tapti haploidinisspermatozoidai arba kiaušinis. Kiaušinėlis, apvaisintas spermatozoidu, virsta a zigota vadinamas an auksosporas kad gali įeiti ramybės būsena. Ląstelė išaugs tinkamomis sąlygomis ir tada išlaisvins pilno dydžio diatomus.

• Hermafroditas viensėdis kolonijos volvox (žaliųjų dumblių) rūšys gamina ir spermos paketus, ir kiaušinius. Dvivietis kolonijos gamina arba spermą, arba kiaušinėlius. Moterų volvoksų kolonijose atskiros ląstelės auga, kad taptų oogametai kurie įeina į poilsį diploidinė zigota po kiaušialąstės ir spermos suliejimo (sinagamija).
  

Fitoplanktonas yra netoli kranto, stovinčiame atvirame vandenyje, ant ledo dangtelių ir netoli ežerų paviršiaus, kur būtinos maistinės medžiagos ir saulės spinduliai yra lengvai pasiekiami ląstelėms augti ir dalytis. Vandenynuose gyvenantis fitoplanktonas paprastai yra jūroje eufotinė zona vandens kolonos, į kurią prasiskverbia saulės spinduliai.

Eufotinė zona yra ne giliau kaip 900 pėdų; Vidutinis vandenyno gylis yra maždaug 13 000 pėdų, kaip apskaičiavo Woods Hole okeanografijos įstaiga.

Tipiškas fitoplanktono gyvenimo ciklas apima augimą, dauginimąsi ir mirtį. Gyvenimo ciklas taip pat gali apimti ramybės periodą, kuris vyksta reguliariai arba tik tada, kai sąlygos nėra palankios augimui.

Pavyzdžiui, chrizofitai gali susiformuoti cistos ar sporos, kurios išlieka neveikiančios mėnesius ar dešimtmečius. Kai kurie diatomiai ir dinoflagelatai formuoja cistas nuo žiemos iki pavasario.

Fitoplanktono gyvenimo ciklai skiriasi pagal rūšis. Pavyzdžiui, jūrų vėliavos (Phaeocystis pouchetii) gamina mažas judrias ląsteles, kurios vis dauginasi, kol sumažėja maistinių medžiagų lygis. Tada jie sudaro kolonijas, apsuptas lipniu gleiviniu sluoksniu, kuriame yra maistinių medžiagų, leidžiančių toliau daugintis.

Jei maistingosios medžiagos visiškai nukrinta, membrana suyra ir išplaunama į krantą kaip kvapnios, žąsų baltos putos.

Fitoplanktono augimas kinta priklausomai nuo metų laikų. Reprodukcija sprogsta poliariniuose regionuose kiekvieną pavasarį, kai atsitraukiantis ledas vandens paviršiuje nusėda daug maistinių medžiagų. Vanduo yra idealus fitoplanktono dauginimui. Vasaros pabaigoje padidėjusi saulės šviesa sužadina plaukiojančio fitoplanktono pigmentus, o tai sukelia dar vieną augimo šuolį.

Fitoplanktoną vartoja žuvys ir kriliai, kurie vėliau sočiai pavalgo Adélie pingvinus, jūros paukščius ir ruonius. Pingvinai pritaikė savo veisimosi ciklą, kad jis sutaptų su fitoplanktono dauginimosi piko laikais.

Pagal Nacionalinis sniego ir ledo duomenų centras, kai kurios didžiausios žuvininkystės rūšys pasaulyje yra Beringo jūroje, kur gausiai žydi planktonas ir palaiko žuvų populiacijas.

Fitoplanktono gausa traukia paukščius, vabzdžius, žuvis ir gyvūnus ir didina biologinę įvairovę vandens biomas. Tačiau per didelis netoksinio fitoplanktono dauginimasis vis tiek gali būti žalingas dėl deguonies trūkumo ir žuvų žiaunų užsikimšimo.

Kai kurios cianobakterijų rūšys gamina toksinus, tokius kaip mikrocistinas. Cianobakterijos paprastai vadinami „mėlynai žaliais dumbliais“ ir vandenį paverčia žaliu.

Pasak toksino, kiekvienoje pakrantės valstybėje įvyko toksinas, sukeliantis žalingą dumblių žydėjimą (HAB) Nacionalinė vandenyno tarnyba. HAB gali pakenkti ar nužudyti žmones, be jūrų gyvybės. HAB tokiose vietose kaip Floridos įlankos pakrantė paprastai vadinami „raudonais potvyniais“, nes žydėjimas vandenį paverčia raudonu.

Geriamasis vanduo gali būti užterštas ir paplūdimiai uždaryti dėl kenksmingų kvapų ir infekcijos rizikos. HAB sezoniškai atsiranda vasaros pabaigoje, kai temperatūra ir azoto tarša skatina fitoplanktono augimą.

Ežerai ir vandenynai, kuriuose gausu azoto, geležies ir fosfato, suteikia daugybei fitoplanktono rūšių smorgasbordą. Žiedai dažnai seka uraganus, nes maistinės medžiagos susmulkinamos iš apačios. Augimo greitis sulėtėja, kai trūksta maistinių medžiagų.

Kiti veiksniai, turintys įtakos reprodukcijai, yra temperatūra, gylis, šviesos kintamumas ir sūraus vandens koncentracija (druskingumas). Planktono nėra daugelyje vandenyno vietų, nes tuose regionuose trūksta geležies.

Priklausomai nuo rūšies, fitoplanktonas visus savo energijos poreikius patenkina fotosintezės būdu, arba jie gali papildyti savo mitybą vartodami kitus gyvus ar pūvančius organizmus. Dviejuose pagrindiniuose fitoplanktono tipuose naudojamos skirtingos maisto įsigijimo strategijos.

Pavyzdžiui, dinoflagelatai medžioja ir juda per vandenį, plūkdami uodegą; tačiau jie yra silpni plaukikai ir negali eiti prieš srovę. Diatomos nenaudojamos vėliava (uodegos) ir absorbuoja maistines medžiagas, reikalingas medžiagų apykaitai ir reprodukcijai, jodamos srovėmis.

Fitoplanktonas tarnauja kaip vandens pasaulio maisto bankas dėl savo augalinio sugebėjimo sugerti saulės šviesą ir gaminti maisto energiją fotosintezės būdu. Gausybė jūros gyvių, nuo sraigių iki banginių, yra skolingi dėl nuolatinės fitoplanktono dietos. Tiesioginiai fitoplanktono vartotojai yra zooplanktonas, anemonai, krevetės ir moliuskai.

Savo ruožtu mažesnius augalus ir gyvūnus vartoja visavalgiai, kuriuos tada valgo tretiniai vartotojai arba viršūnės plėšrūnai. Žmonių racione esančius maisto produktus galima atsekti nuo a pirminis gamintojas kaip fitoplanktonas.

Remiantis NASA palydovų vaizdais, ryškiomis debesimis virš tam tikrų vietų, pavyzdžiui, prie Pietų vandenyno, susidaro didelio fitoplanktono dauginimosi laikotarpiai. Greitai padauginamas fitoplanktonas, pvz kokolitoforai išskiria į orą dujas ir organines medžiagas, kurios sėja debesis.

Debesys atspindi daugiau saulės spindulių ir ryškesni, kai žydi planktonas, nes atspindys priklauso nuo suspenduoto vandens kiekio debesyje ir debesų lašelių dalelių dydžio.

Tyrėjai nustatė, kad fitoplanktonas gali panaudoti fotosintezę, kad anglies dioksidą paverstų biomase ir aliejumi biokuro gamybai. Dumblių ūkiai galėtų būti naudingi planetai, nes fitoplanktonas sugeria (nuleidžia) daugiau anglies, nei išleidžia atgal į aplinką.

Kita nauda yra greita augalininkystė. Pagal Aplinkos ir energetikos studijų institutas, mikrodumbliai kasdien dvigubai didėja ir auga 100 kartų greičiau nei augalai sausumoje.

Be to, daugelis dumblių rūšių auga sūriame vandenyje, kuris yra lengviau prieinamas nei gėlas vanduo. Dumblių ūkiai galėtų būti tose vietose, kur negali augti kitos kultūros. Dumbliai biokuras galėtų sumažinti priklausomybę nuo vidaus ir importuojamo iškastinio kuro. Dumbliai jau buvo naudojami gaminant odos priežiūros produktus, farmacijos produktus ir kosmetiką.