Како се репродукује фитопланктон?

Фитопланктон су микроскопска бића која се плодно множе асексуалним и сексуалним путем. Стопе репродукције фитопланктона директно утичу и одражавају равнотежу екосистема.

Према Натионал Геограпхиц, морске биљке као што су фитопланктони, алге и алге 70 процената атмосферског кисеоника, што је чак више од прашума. Међутим, под одређеним условима околине, популације фитопланктона могу експлодирати, стварајући смрдљиве, токсичне цветове.

Главне категорије планктона су фитопланктон и зоопланктон. Планктон може бити еукариотски или прокариотски. Биљни фитопланктони укључују планктоне алги и микроалге.

Фитопланктон могу бити једноћелијске биљке, протисти (алге) или бактерије:

• Динофлагелати: Одликују их бичеви репови и сложена шкољка. Отприлике половина свих динофлагелата нису фотосинтетички. Неке врсте су биолуминисцентне и ноћу се сјаје.

• Дијатомеји: То су непокретне, фотосинтетске алге које плутају на површини слатке и морске воде. Дијатомеји су такође присутни у влажном тлу. Јединствени слој дијатомеја састоји се од силицијума који се комерцијално користи.
  

• Цијанобактерије: То су примитивне бактерије које могу да доведу до отровних цветања.
  

• Коколитофори: То су планктони прекривени љускама сличним кречњаку. Они су важан извор калцита.
  

Зоопланктон, који се назива и животињски планктон, укључује:

• праживотиње
  
• ларве
  
• цопеподс
  
• равних црва

Зоопланктони су међу најприсутнијим морским организмима и укључују добро познате организме попут медуза. Зоопланктон су потрошачи у ланац исхране.

Фитопланктон производи храну и ослобађа кисеоник као нуспродукт, приближно на исти начин као што копнене биљке подржавају Земљу.

Фитопланктон је име добио по грчкој речи планктос, што значи луталица или луталица - прикладан опис како фитопланктони лебде кроз живот. Међународни истраживачи могу се на другим језицима такође позивати на ове организме као „фитопланктон“ или „фитопланктон“.

Фитопланктон се сврстава међу најважније организме на Земљи. Поред обезбеђивања хране за остатак прехрамбена мрежа, фитопланктон оксигенише воду и ваздух.

Фитопланктон ублажава ефекте глобалног загревања апсорбујући 33 процента угљен-диоксида из природних извора и фосилних горива, према Лабораторија Кудела са Универзитета у Калифорнији, Санта Цруз. Смрћу, фитопланктони и други органски отпад могу потонути на дно океана и једног дана се претворити у фосилно гориво - гас, нафту и угаљ.

Отицај ђубрива на бази азота са поља, животињски отпад са хранилишта и неочишћена канализација улазе у водене токове и нарушавају еколошку равнотежу. Мртве зоне великих размера у областима попут Мексичког залива резултат су топлијих глобалних температура и прекомерног раста фитопланктона који гуши морски живот. Бактеријски разлагачи потрошите додатни кисеоник када трошите распадну материју из цвета.

Научници прате колебање популације алги како би заштитили чисту воду - све оскуднији природни ресурс. Узорци се узимају на терену помоћу планктонских мрежа за сакупљање узорака. Мрежасте мреже обично добро раде за хватање фитопланктона, али ситни нанопланктони морају да се филтрирају из узорка воде.

Количина и врста планктона указују на укупне водене услове и показују стопе размножавања планктона.

Ефикасне репродуктивне стратегије су обележје фитопланктона. Када су услови за узгој фитопланктони се брзо размножавају помоћу различитих средстава асексуална репродукција.

Једноставност планктона омогућава им да лако репродукују:

• Брзо растућа динофлагелати обично поделити кроз Бинарни фисија. Родитељска ћелија се дели на две идентичне ћелије које ће се делити изнова и изнова. Филаменти могу настати ако се ћелије током деобе ћелија не раздвоје у потпуности.

• Протисти могу се репродуковати несполним путем вишеструка фисија. Ћелије се припремају за дељење, реплицирају своје језгро, а затим се деле у више ћелија које су идентичне првобитној ћелији, уколико није дошло до мутација.
  

• Правоугаоне ћелије од спирогира (фитопланктони алги) вежу се крај за крај, формирајући врло дугачке ланце зване филаменти. Када се филамент подели, сваки одељак који плута по води ће једноставном митозом израсти у нови филамент. Ова врста репродукције се назива фрагментација.

• Зоопланктон као хидра може репродуковати кроз пупање. Попут квасца, хидра може да израсте пупољак који ће сазрети и одломити се, постајући клон родитеља.
  

Зелене алге а бактерије могу да производе споре који се настављају са дељењем унутар матичне ћелије. Зрели ендоспоре пуштају се да формирају идентично потомство.

Сексуална репродукција укључује рекомбинацију генетског материјала како би се добило потомство са јединственим геномом. Биодиверзитет унутар популације помаже врсти да се прилагоди неповољним условима као што су врућина или суша.

Неки фитопланктони могу сексуално да се размножавају:

• Дијатомеји произвести и пустити диплоидни мушке и женске полне ћелије - сперматогонија и оогониа - та подела мејозом да постане хаплоидансперме или јаје. Јајна ћелија оплођена спермом се развија у зигота под називом ан аукоспоре који може ући мировање. Ћелија ће расти под правим условима, а затим ослобађа дијатомеје пуне величине.

• Хермафродитска једнодомни колоније од волвок Врсте (зелене алге) производе и пакете сперме и јаја. Дводомна колоније производе или сперму или јаја. У женским колонијама волвокса појединачне ћелије расту да би постале оогаметес који улазе у одмор диплоидна зигота фаза након осигурача јајне ћелије и сперме (сингами).
  

Фитопланктон се налази у близини обале, у стојећој отвореној води, на леденим капама и близу површине језера где су неопходни хранљиви састојци и сунчева светлост лако доступни за раст и поделу ћелија. Фитопланктони који живе у океану су обично у еуфотична зона воденог стуба који је продиран сунчевом светлошћу.

Еуфотична зона није дубља од 900 стопа; просечна дубина океана је око 13000 стопа, како процењује Океанографска институција Воодс Холе.

Типични животни циклус фитопланктона укључује раст, размножавање и смрт. Животни циклус такође може да укључује период мировања који се дешава редовно или само када услови нису погодни за раст.

На пример, хризофити може формирати цисте или споре које мирују месецима или деценијама. Неки дијатомеји и динофлагелати формирају цисте од зиме до пролећа.

Животни циклуси фитопланктона разликују се по врстама. На пример, морски бичеви (Пхаеоцистис поуцхетии) производе ситне покретне ћелије које се множе све док ниво хранљивих састојака не опадне. Затим формирају колоније окружене лепљивим слузавим слојем који садржи хранљиве састојке који омогућавају континуирано размножавање.

Ако хранљиве материје уопште падну, мембрана се распада и испира на обали као смрдљива, гњецава бела пена.

Раст фитопланктона флуктуира са годишњим добима. Репродукција експлодира у поларним регионима сваког пролећа када се повлачење леда одлаже богате хранљиве састојке на површину воде. Хладна вода идеална је за размножавање фитопланктона. Крајем лета повећана сунчева светлост побуђује пигменте у плутајућем фитопланктону, што резултира још једним налетом раста.

Фитопланктон конзумирају риба и крил, који после дају обилни оброк за Аделие пингвине, морске птице и туљане. Пингвини су прилагодили свој узгојни циклус тако да се поклапа са вршним временима репродукције фитопланктона.

Према Национални центар за податке о снегу и леду, неке од највећих рибарстава на свету налазе се у Беринговом мору где планктон обилно цвета и одржава популације риба.

Обиље фитопланктона привлачи птице, инсекте, рибе и животиње и повећава биодиверзитет у водени биом. Међутим, прекомерно размножавање нетоксичног фитопланктона и даље може бити штетно услед смањења кисеоника и зачепљења рибљих шкрге.

Неке врсте цијанобактерија производе токсине као што су микроцистин. Цијанобактерије се обично називају „плаво-зелене алге“, а воду окрећу у зелено.

Токсин који производи штетно цветање алги (ХАБ) појавио се у свакој приморској држави, према Национална океанска служба. ХАБ-ови могу да разболе или убију људе поред морског живота. ХАБ-ови у местима попут Флоридске обале залива обично се називају „црвеним плимама и осекама“, јер цвет воду претвара у црвену.

Вода за пиће може бити загађена и плаже затворене због штетних мириса и ризика од инфекције. ХАБ се јављају сезонски крајем лета када температуре и загађење азотом подстичу раст фитопланктона.

Језера и океани богати азотом, гвожђем и фосфатом пружају сморгасборд безбројним врстама фитопланктона. Цветови често уследе након урагана, јер се хранљиве материје успоравају одоздо. Стопа раста се успорава када нема довољно хранљивих састојака.

Остали фактори који утичу на репродукцију укључују температуру, дубину, променљивост светлости и концентрацију слане воде (сланост). Планктон се не налази у многим деловима океана због недостатка гвожђа у тим регионима.

У зависности од врсте, фитопланктони задовољавају све своје енергетске потребе фотосинтезом, или могу допунити своју исхрану конзумирањем других живих или распадајућих организама. Две главне врсте фитопланктона користе различите стратегије за набавку хране.

На пример, динофлагелати лове и крећу се кроз воду машући реповима; међутим, они су слаби пливачи и не могу да иду против струје. Дијатомеј не користи бичеви (репови) и упијају хранљиве материје потребне за метаболизам и размножавање док јашу струјама.

Фитопланктон служи као банка хране воденог света због своје биљне способности да апсорбује сунчеву светлост и производи храну кроз фотосинтезу. Мноштво морских створења, од пужева до китова, своје постојање дугује стабилној исхрани фитопланктона. Директни потрошачи фитопланктона укључују зоопланктоне, анемоне, шкампе и шкољке.

Заузврат, мање биљке и животиње троше свеједи, које затим једу терцијарни потрошачи или вршни предатори. Прехрамбени производи у људској исхрани могу се пратити од а примарни произвођач попут фитопланктона.

Према НАСА-иним сателитским снимцима, светлији облаци се формирају над одређеним местима попут Јужног океана током периода високе репродукције фитопланктона. Брзо множење фитопланктона као што је коколитофора ослобађају гасове и органске супстанце у ваздух који сеју облаке.

Облаци одражавају више сунчеве светлости и изгледају светлији када наступи цветање планктона, јер одраз зависи од количине суспендоване воде у облаку и величине честица капљица облака.

Истраживачи су открили да фитопланктони могу користити фотосинтезу за претварање угљен-диоксида у биомасу и уља за производњу биогорива. Узгајалишта алги могу имати користи за планету јер фитопланктони апсорбују (пониру) више угљеника него што их враћају у животну средину.

Друга предност је брза ратарска производња. Према Институт за заштиту животне средине и енергетике, микроалге свакодневно удвостручују масу и нарасту до 100 пута брже него биљке на копну.

Даље, многе врсте алги расту у сланој води која је доступнија од слатке воде. Фарме алги могу се налазити у областима у којима не могу расти друге културе. Алгал биогориво може смањити зависност од домаћег и увезеног фосилног горива. Алге су већ коришћене у производњи производа за негу коже, фармацеутских производа и козметике.