Hoe reproduceert fytoplankton?

Fytoplankton zijn microscopisch kleine wezens die zich overvloedig vermenigvuldigen via aseksuele en seksuele middelen. Reproductiesnelheden van fytoplankton beïnvloeden en weerspiegelen rechtstreeks de balans van het ecosysteem.

Volgens National Geographic, zeeplanten zoals fytoplankton, algen en kelp produceren 70 procent van de zuurstof in de lucht, wat zelfs meer is dan de regenwoud. Onder bepaalde omgevingsomstandigheden kunnen populaties fytoplankton echter exploderen, waardoor onwelriekende, giftige bloemen ontstaan.

De belangrijkste categorieën plankton zijn: fytoplankton en zoöplankton. Plankton kan zijn eukaryoot of prokaryotisch. Plantachtig fytoplankton omvat algenplankton en microalgen.

Fytoplankton kan eencellige planten zijn, protisten (algen) of bacteriën:

• Dinoflagellaten: Deze onderscheiden zich door zweepachtige staarten en een complexe schaal. Ongeveer de helft van alle dinoflagellaten is niet-fotosynthetisch. Sommige soorten zijn bioluminescent en gloeien 's nachts.

• Diatomeeën: Dit zijn immobiele, fotosynthetische algen die drijven op het oppervlak van zoet- en zeewater. Diatomeeën komen ook voor in vochtige grond. De unieke laag diatomeeën bestaat uit silicium dat commercieel wordt gebruikt.
  

• cyanobacteriën: Dit zijn primitieve bacteriën die giftige bloemen kunnen veroorzaken.
  

• Cocolithoforen: Dit zijn plankton bedekt met schubben die lijken op kalksteen. Ze zijn een belangrijke bron van calciet.
  

Zoöplankton, ook wel dierlijk plankton genoemd, omvat:

• protozoa
  
• larven
  
• roeipootkreeftjes
  
• platwormen

Zoöplankton behoort tot de meest alomtegenwoordige mariene organismen en omvat bekende organismen zoals kwallen. Zoöplankton zijn consumenten in de voedselketen.

Fytoplankton produceert voedsel en geeft zuurstof af als bijproduct, net zoals terrestrische planten de aarde ondersteunen.

Fytoplankton dankt hun naam aan het Griekse woord plankto's, wat zwerver of zwerver betekent - een treffende beschrijving van hoe fytoplankton door het leven zweeft. Internationale onderzoekers kunnen in andere talen ook naar deze organismen verwijzen als "fitoplankton" of "fitoplancton".

Fytoplankton behoort tot de belangrijkste organismen op aarde. Naast het verstrekken van voedsel voor de rest van de voedselweb, fytoplankton zuurstof het water en de lucht.

Fytoplankton verzacht de effecten van de opwarming van de aarde door te absorberen 33 procent koolstofdioxide uit natuurlijke bronnen en fossiele brandstoffen, volgens de Kudela Lab van de Universiteit van Californië, Santa Cruz. Na de dood kunnen fytoplankton en ander organisch afval naar de oceaanbodem zinken en op een dag overgaan in fossiele brandstoffen - gas, olie en steenkool.

Afvloeiende stikstofhoudende meststoffen van velden, dierlijk afval van weidegronden en onbehandeld afvalwater komen in de waterwegen terecht en verstoren het ecologische evenwicht. Grootschalige dode zones in gebieden zoals de Golf van Mexico zijn het gevolg van warmere mondiale temperaturen en overgroei van fytoplankton die het zeeleven verstikt. bacterieel ontbinders verbruiken extra zuurstof bij het consumeren van rottend materiaal uit de bloei.

Wetenschappers houden de fluctuaties in de algenpopulatie in de gaten om schoon water te beschermen - een steeds schaarser wordende natuurlijke hulpbron. Monsters worden in het veld genomen met behulp van planktonnetten voor het verzamelen van monsters. Gaasnetten werken doorgaans goed voor het opvangen van fytoplankton, maar klein nanoplankton moet uit een watermonster worden gefilterd.

De hoeveelheid en het type plankton geven de algehele watercondities aan en tonen de reproductiesnelheid van plankton.

Efficiënte reproductieve strategieën zijn een kenmerk van fytoplankton. Wanneer de groeiomstandigheden goed zijn, vermenigvuldigt fytoplankton zich snel door verschillende manieren van ongeslachtelijke voortplanting.

Door de eenvoud van plankton kunnen ze zich gemakkelijk voortplanten:

• Snelgroeiend dinoflagellaten meestal verdelen door binaire splijting. Een oudercel deelt zich in twee identieke cellen die zich steeds opnieuw zullen delen. Filamenten kunnen zich vormen als de cellen tijdens de celdeling niet volledig uit elkaar gaan.

• protisten kan zich ongeslachtelijk voortplanten door meervoudige splijting. Cellen bereiden zich voor om te delen, repliceren hun kern en splitsen zich vervolgens in meerdere cellen die identiek zijn aan de oorspronkelijke cel, tenzij er mutaties hebben plaatsgevonden.
  

• De rechthoekige cellen van spirogyra (algen fytoplankton) hechten eind aan eind, vormen zeer lange ketens genaamd filamenten. Wanneer een gloeidraad zich splitst, zal elke sectie die op het water drijft door eenvoudige mitose uitgroeien tot een nieuwe gloeidraad. Dit type reproductie heet fragmentatie.

• Zoöplankton zoals hydra kan reproduceren via ontluikend. Net als gist kan een hydra een knop laten groeien die zal rijpen en afbreken en een kloon van de ouder wordt.
  

Groene algen en bacteriën kunnen produceren sporen die zich blijven delen in de bovenliggende cel. Volwassen endosporen worden losgelaten om identieke nakomelingen te vormen.

Seksuele reproductie omvat recombinatie van genetisch materiaal om nakomelingen te produceren met een uniek genoom. Biodiversiteit binnen een populatie helpt een soort zich aan te passen aan ongunstige omstandigheden zoals hitte of droogte.

Sommige fytoplankton kan zich seksueel voortplanten:

• Diatomeeën produceren en vrijgeven diploïde mannelijke en vrouwelijke gameten - spermatogonia en oogonia - die delen door meiose om te worden haploïdesperma of een ei. Een door sperma bevruchte eicel ontwikkelt zich tot een zygoot genaamd an auxospore die kan binnenkomen kiemrust. De cel zal onder de juiste omstandigheden groeien en vervolgens diatomeeën op ware grootte vrijgeven.

• hermafrodiet eenhuizig kolonies van volvox (groene algen) soorten produceren zowel zaadpakketjes als eitjes. tweehuizig kolonies produceren ofwel sperma of eieren. In vrouwelijke volvox-kolonies groeien individuele cellen uit tot oogameten die een rust ingaan diploïde zygote stadium na een versmelting van ei en sperma (syngamie).
  

Fytoplankton wordt gevonden in de buurt van de kust, in stilstaand open water, op ijskappen en in de buurt van het oppervlak van meren waar essentiële voedingsstoffen en zonlicht gemakkelijk toegankelijk zijn voor celgroei en -deling. Fytoplankton dat in de oceaan leeft, bevindt zich normaal gesproken in de eufotische zone van de waterkolom die door zonlicht kan worden doorgelaten.

De eufotische zone is niet dieper dan 900 voet; gemiddelde oceaandiepte is ongeveer 13.000 voet, zoals geschat door de Oceanografische instelling Woods Hole.

De typische levenscyclus van fytoplankton omvat groei, voortplanting en dood. De levenscyclus kan ook een rustperiode omvatten die regelmatig plaatsvindt of alleen wanneer de omstandigheden niet bevorderlijk zijn voor groei.

Bijvoorbeeld, chrysophytes kan vormen cysten of sporen die maanden of decennia inactief blijven. Sommige diatomeeën en dinoflagellaten vormen van winter tot lente cysten.

De levenscycli van fytoplankton verschillen per soort. Bijvoorbeeld, marine flagellaten (Phaeocystis pouchetii) produceren kleine beweeglijke cellen die zich blijven vermenigvuldigen totdat het voedingsniveau daalt. Vervolgens vormen ze kolonies omgeven door een plakkerige slijmlaag die voedingsstoffen bevat die een voortdurende reproductie mogelijk maken.

Als de voedingsstoffen helemaal wegvallen, desintegreert het membraan en spoelt het aan op de kust als stinkend, kleverig wit schuim.

De groei van fytoplankton fluctueert met de seizoenen. De voortplanting explodeert elk voorjaar in de poolgebieden wanneer terugtrekkend ijs rijke voedingsstoffen op het wateroppervlak afzet. Koel water is ideaal voor de reproductie van fytoplankton. In de nazomer prikkelt meer zonlicht de pigmenten in drijvend fytoplankton, wat resulteert in een nieuwe groeispurt.

Fytoplankton wordt geconsumeerd door vissen en krill, die vervolgens een stevige maaltijd vormen voor Adéliepinguïns, zeevogels en zeehonden. Pinguïns hebben hun broedcyclus aangepast om samen te vallen met de piekuren van de reproductie van fytoplankton.

Volgens de Nationaal sneeuw- en ijsdatacentrum, zijn enkele van de grootste visserijen ter wereld gevestigd in de Beringzee, waar plankton overvloedig bloeit en de vispopulaties in stand houdt.

Een overvloed aan fytoplankton trekt vogels, insecten, vissen en dieren aan en verbetert de biodiversiteit in een aquatisch bioom. Overmatige reproductie van niet-toxisch fytoplankton kan echter nog steeds schadelijk zijn vanwege de resulterende zuurstofdepletie en verstopping van de kieuwen van vissen.

Sommige soorten cyanobacteriën produceren toxines zoals: microcystine. cyanobacteriën worden gewoonlijk "blauwgroene algen" genoemd en kleuren het water groen.

Giftige algenbloei (HAB) is in elke kuststaat voorgekomen, volgens de coastal National Ocean Service. HAB's kunnen mensen ziek maken of doden, naast het leven in zee. HAB's in plaatsen zoals de Golfkust van Florida worden gewoonlijk "rode getijden" genoemd omdat de bloei het water rood maakt.

Drinkwater kan verontreinigd zijn en stranden kunnen worden gesloten vanwege schadelijke geuren en infectiegevaar. HAB's komen seizoensgebonden voor in de late zomer, wanneer temperaturen en stikstofvervuiling de groei van fytoplankton stimuleren.

Meren en oceanen die rijk zijn aan stikstof, ijzer en fosfaat vormen een smorgasbord voor talloze soorten fytoplankton. Bloei volgt vaak in het kielzog van orkanen omdat voedingsstoffen van de bodem worden gekarnd. De groeisnelheid vertraagt ​​​​wanneer voedingsstoffen schaars zijn.

Andere factoren die de reproductie beïnvloeden, zijn onder meer temperatuur, diepte, lichtvariabiliteit en zoutwaterconcentratie (zoutgehalte). Plankton wordt in veel delen van de oceaan niet gevonden vanwege een gebrek aan ijzer in die regio's.

Afhankelijk van de soort voorziet fytoplankton in al hun energiebehoeften door middel van fotosynthese, of ze kunnen hun dieet aanvullen door andere levende of rottende organismen te consumeren. De twee belangrijkste soorten fytoplankton gebruiken verschillende strategieën voor het verkrijgen van voedsel.

Bijvoorbeeld, dinoflagellaten jagen en bewegen zich door het water door met hun staart te zwiepen; het zijn echter zwakke zwemmers en kunnen niet tegen de stroom in. Diatomeeën gebruiken niet flagella (staarten) en absorberen voedingsstoffen die nodig zijn voor metabolisme en voortplanting terwijl ze op de stroming varen.

Fytoplankton dient als voedselbank van de waterwereld vanwege hun plantachtige vermogen om zonlicht te absorberen en voedselenergie te produceren door middel van fotosynthese. Een overvloed aan zeedieren, van slakken tot walvissen, danken hun bestaan ​​aan een vast dieet van fytoplankton. Directe consumenten van fytoplankton zijn onder meer zoöplankton, anemonen, garnalen en kokkels.

Op hun beurt worden kleinere planten en dieren geconsumeerd door alleseters, die vervolgens worden gegeten door tertiaire consumenten of toproofdieren. Voedingsmiddelen in de menselijke voeding kunnen worden herleid tot een primaire producent zoals fytoplankton.

Volgens NASA-satellietbeelden vormen zich helderdere wolken boven bepaalde plaatsen zoals de Zuidelijke Oceaan tijdens perioden van hoge reproductie van fytoplankton. Snel vermenigvuldigen van fytoplankton zoals coccolithoforen gassen en organische stoffen in de lucht afgeven, waardoor wolken ontstaan.

Wolken weerkaatsen meer zonlicht en lijken helderder wanneer planktonbloei optreedt, omdat reflectie afhangt van de hoeveelheid zwevend water in de wolk en de deeltjesgrootte van wolkendruppels.

Onderzoekers hebben ontdekt dat fytoplankton fotosynthese kan gebruiken om koolstofdioxide om te zetten in biomassa en oliën voor de productie van biobrandstoffen. Algenkwekerijen kunnen de planeet ten goede komen omdat fytoplankton meer koolstof opneemt (zakt) dan dat het weer in het milieu terechtkomt.

Een ander voordeel is de snelle productie van gewassen. Volgens de Studie-instituut voor milieu en energie, verdubbelen microalgen elke dag in massa en groeien op tot 100 keer sneller dan planten op het land.

Verder groeien veel algensoorten in zout water, dat gemakkelijker verkrijgbaar is dan zoet water. Algenkwekerijen kunnen worden gevestigd in gebieden waar andere gewassen niet kunnen groeien. algen biobrandstof zou de afhankelijkheid van binnenlandse en geïmporteerde fossiele brandstoffen kunnen verminderen. Algen zijn al gebruikt bij de vervaardiging van huidverzorgingsproducten, farmaceutische producten en cosmetica.