Hur reproducerar fytoplankton?

Fytoplankton är mikroskopiska varelser som förökar sig i stor utsträckning genom asexuella och sexuella medel. Reproduktionshastigheter för fytoplankton påverkar direkt och återspeglar ekosystemets balans.

Enligt nationella geografiska, marina växter som fytoplankton, alger och kelp producerar 70 procent av atmosfäriskt syre, vilket är ännu mer än regnskog. Under vissa miljöförhållanden kan dock växter av fytoplankton explodera och skapa illodorösa, giftiga blommor.

De viktigaste kategorierna av plankton är fytoplankton och zooplankton. Plankton kan vara eukaryot eller prokaryot. Växtliknande fytoplankton inkluderar algplankton och mikroalger.

Fytoplankton kan vara encelliga växter, protister (alger) eller bakterier:

• Dinoflagellates: Dessa kännetecknas av piskliknande svansar och ett komplext skal. Cirka hälften av alla dinoflagellater är icke-fotosyntetiska. Vissa arter är bioluminescerande och lyser på natten.

• Kiselalger: Dessa är orörliga, fotosyntetiska alger som flyter på ytan av färskt och marint vatten. Kiselalger finns också i fuktig jord. Det unika skiktet av kiselalger består av kisel som används kommersiellt.
  
  

• Cyanobakterier: Dessa är primitiva bakterier som kan ge upphov till giftiga blommor.
  

• Cocolithophores: Dessa är plankton täckta i skalor som liknar kalksten. De är en viktig kalkitkälla.
  

Zooplankton, även kallat djurplankton, inkluderar:

• protozoer
  
• larver
  
• copepods
  
• plattmaskar

Zooplankton är bland de mest allestädes närvarande marina organismerna och inkluderar välkända organismer som maneter. Zooplankton är konsumenter i näringskedja.

Fytoplankton producerar mat och släpper ut syre som en biprodukt, ungefär på samma sätt som markväxter stöder jorden.

Fytoplankton får sitt namn från det grekiska ordet planktos, vilket betyder vandrare eller drifter - en lämplig beskrivning av hur fytoplankton flyter genom livet. Internationella forskare kan också hänvisa till dessa organismer som "fitoplankton" eller "fitoplancton" på andra språk.

Fytoplankton rankas bland de viktigaste organismerna på jorden. Förutom att skaffa mat till resten av landet matnät, syresätter fytoplankton vattnet och luften.

Fytoplankton mildrar effekterna av global uppvärmning genom att absorbera 33 procent av koldioxiden från naturliga källor och fossila bränslen, enligt Kudela Lab vid University of California, Santa Cruz. Vid döden kan fytoplankton och annat organiskt avfall sjunka till havsbotten och en dag vända sig till fossila bränslen - gas, olja och kol.

Kvävebaserad gödningsmedelsavrinning från åkrar, djuravfall från foderlokaler och obehandlat avlopp kommer in i vattenvägarna och stör den ekologiska balansen. Storskaliga döda zoner i områden som Mexikanska golfen beror på varmare globala temperaturer och växtväxt av växtskyddsplankton som kväver marint liv. Bakteriell nedbrytare använda ytterligare syre när du konsumerar ruttnande ämne från blomningen.

Forskare övervakar svängningar i algpopulationer för att skydda rent vatten - en allt mer knapp naturresurs. Prover tas i fältet med planktonnät för insamling av prover. Masknät fungerar vanligtvis bra för att fånga fytoplankton, men små nanoplankton måste filtreras ur ett vattenprov.

Mängden och typen av plankton anger de totala vattenförhållandena och visar reproduktionshastigheter för plankton.

Effektiva reproduktionsstrategier är ett kännetecken för fytoplankton. När odlingsförhållandena är rätta multiplicerar fytoplankton snabbt på olika sätt asexuell fortplantning.

Enkelheten med plankton gör att de enkelt kan reproducera:

• Snabbväxande dinoflagellates dela vanligtvis igenom binär fission. En föräldercell delar sig i två identiska celler som kommer att delas om och om igen. Filament kan bildas om cellerna inte separeras helt under celldelningen.

• Protister kan reproducera asexually genom multipel klyvning. Celler förbereder sig för att dela, replikera sin kärna och dela sig sedan i flera celler som är identiska med den ursprungliga cellen såvida inte mutationer inträffade.
  

• De rektangulära cellerna i spirogyra (algfytoplankton) fäster ände mot ände och bildar mycket långa kedjor som kallas filament. När ett glödtråd delar sig kommer varje sektion som flyter på vattnet att växa till ett nytt glödtråd genom enkel mitos. Denna typ av reproduktion kallas splittring.

• Zooplankton som hydra kan reproducera igenom gryende. Liksom jäst kan en hydra odla en knopp som kommer att mogna och bryta av och bli en klon av föräldern.
  

Grönalger och bakterier kan producera sporer som fortsätter att delas inuti föräldercellen. Mogna endosporer släpps för att bilda identiska avkommor.

Sexuell reproduktion innebär rekombination av genetiskt material för att producera avkommor med ett unikt genom. Den biologiska mångfalden inom en befolkning hjälper en art att anpassa sig till ogynnsamma förhållanden som värme eller torka.

Vissa fytoplankton kan reproducera sexuellt:

• Diatomer producera och släppa diploid manliga och kvinnliga könsceller - spermatogonia och oogonia - att dela med meios för att bli haploidsperma eller ett ägg. Ett ägg som befruktats av spermier utvecklas till en zygot kallas en auxospore som kan komma in dvala. Cellen kommer att växa under rätt förhållanden och frigör sedan kiselalger i full storlek.

• Hermafroditisk monoecious kolonier av volvox (gröna alger) producerar både spermipaket och ägg. Dioecious kolonier producerar antingen spermier eller ägg. I kvinnliga volvoxkolonier växer enskilda celler till att bli oogametes som kommer in i vila diploid zygote skede efter ett ägg och spermier säkring (syngamy).
  

Fytoplankton finns nära stranden, i stående öppet vatten, på iskappar och nära sjöytan där viktiga näringsämnen och solljus är lättillgängliga för celltillväxt och uppdelning. Fytoplankton som lever i havet finns normalt i eufotisk zon vattenkolonnen som är genomtränglig av solljus.

Den eufotiska zonen är inte djupare än 900 fot; Det genomsnittliga havsdjupet är cirka 13 000 fot, vilket beräknas av Woods Hole Oceanographic Institution.

Fytoplanktons typiska livscykel inkluderar tillväxt, reproduktion och död. Livscykeln kan också inkludera en period av vila som händer regelbundet eller bara när förhållandena inte bidrar till tillväxt.

Till exempel, krysofyter kan bildas cystor eller sporer som förblir vilande i månader eller årtionden. Vissa kiselalger och dinoflagellater bildar cystor från vinter till vår.

Fytoplanktons livscykler varierar beroende på art. Till exempel, marina flagellater (Phaeocystis pouchetii) producerar små rörliga celler som fortsätter att multiplicera tills näringsnivåerna sjunker. Därefter bildar de kolonier omgivna av en klibbig slemhinna som innehåller näringsämnen som möjliggör fortsatt reproduktion.

Om näringsämnen tappar helt sönderdelas membranet och tvättas upp på stranden som illaluktande, kladdigt vitt skum.

Fytoplanktontillväxten varierar med årstiderna. Reproduktion exploderar i polära regioner varje vår när avtagande is avsätter rika näringsämnen på vattenytan. Kallt vatten är perfekt för reproduktion av fytoplankton. På sensommaren exciterar ökat solljus pigmenten i flytande fytoplankton, vilket resulterar i ytterligare en tillväxt.

Fytoplankton konsumeras av fisk och krill, vilket sedan ger en rejäl måltid för Adélie-pingviner, sjöfåglar och sälar. Pingviner har anpassat sin avelscykel så att den sammanfaller med topptider för reproduktion av fytoplankton.

Enligt National Snow and Ice Data Center, några av de största fiskena i världen ligger i Beringshavet där plankton blommar riktigt och upprätthåller fiskpopulationer.

Ett överflöd av fytoplankton lockar fåglar, insekter, fiskar och djur och förbättrar biologisk mångfald i en vattenbiom. Emellertid kan överdriven reproduktion av giftfritt fytoplankton fortfarande vara skadligt på grund av syreutarmning och igensättning av fiskgälar.

Vissa arter av cyanobakterier producerar toxiner som mikrocystin. Cyanobakterier kallas vanligtvis ”blågröna alger” och gör vattnet grönt.

Toxin som producerar skadliga algblomningar (HAB) har inträffat i varje kuststat, enligt National Ocean Service. HAB kan sjuka eller döda människor förutom marint liv. HAB på platser som Florida Gulf Coast kallas vanligtvis "röda tidvatten" eftersom blomman blir vattnet rött.

Dricksvatten kan vara förorenat och stränderna stängs på grund av skadlig lukt och infektionsrisk. HAB förekommer säsongsmässigt på sensommaren när temperaturer och kväveföroreningar främjar fytoplanktontillväxt.

Sjöar och hav rik på kväve, järn och fosfat ger ett smörgåsbord för otaliga växtplanktonarter. Blommor följer ofta i kölvattnet av orkaner eftersom näringsämnen krossas från botten. Tillväxttakten saktar när näringsämnen är bristfälliga.

Andra faktorer som påverkar reproduktionen inkluderar temperatur, djup, ljusvariation och saltvattenkoncentration (salthalt). Plankton finns inte i många delar av havet på grund av brist på järn i dessa regioner.

Beroende på art uppfyller fytoplankton alla deras energibehov genom fotosyntes, eller så kan de komplettera sin kost genom att konsumera andra levande eller förfallande organismer. De två huvudtyperna av fytoplankton använder olika strategier för att skaffa mat.

Till exempel jagar dinoflagellates och rör sig genom vattnet genom att sväva svansarna; de är dock svaga simmare och kan inte gå emot strömmen. Kiselalger använder inte flagella (svansar) och absorberar näringsämnen som behövs för ämnesomsättning och reproduktion när de rider strömmen.

Fytoplankton fungerar som livsmedelsbanken i vattenvärlden på grund av deras växtliknande förmåga att absorbera solljus och producera matenergi genom fotosyntes. En uppsjö av havslevande varelser, från sniglar till valar, är skyldig deras existens till en stadig diet av fytoplankton. Direktkonsumenter av fytoplankton inkluderar zooplankton, anemoner, räkor och musslor.

I sin tur konsumeras mindre växter och djur av allätare, som sedan äts av tertiära konsumenter eller apex-rovdjur. Livsmedel i den mänskliga kosten kan spåras tillbaka till a primärproducent som växtplankton.

Enligt NASAs satellitbilder bildas ljusare moln över vissa platser som södra havet under perioder med hög reproduktion av fytoplankton. Snabbt multiplicera fytoplankton som koksitoforer släpper ut gaser och organiska ämnen i luften, vilket fröer moln.

Moln reflekterar mer solljus och verkar ljusare när planktonblomningar uppstår eftersom reflektion beror på mängden suspenderat vatten i molnet och partikelstorleken hos molndroppar.

Forskare har funnit att fytoplankton kan använda fotosyntes för att omvandla koldioxid till biomassa och oljor för produktion av biobränsle. Alggårdar kan gynna planeten eftersom fytoplankton absorberar (sjunker) mer kol än de släpper ut i miljön.

En annan fördel är snabb grödoproduktion. Enligt Institutionen för miljö- och energistudier, mikroalger fördubblas i massa varje dag och växa upp till 100 gånger snabbare än växter på land.

Vidare växer många algarter i saltvatten, vilket är lättare tillgängligt än färskvatten. Alggårdar kan placeras i områden där andra grödor inte kan växa. Algal biobränsle skulle kunna minska beroendet av inhemskt och importerat fossilt bränsle. Alger har redan använts vid tillverkning av hudvårdsprodukter, läkemedel och kosmetika.