แพลงก์ตอนพืชสืบพันธุ์ได้อย่างไร?

แพลงก์ตอนพืชเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ขยายพันธุ์โดยอาศัยวิธีการที่ไม่อาศัยเพศและทางเพศ อัตราการสืบพันธุ์ของแพลงก์ตอนพืชส่งผลโดยตรงและสะท้อนถึงความสมดุลของระบบนิเวศ

ตามที่ เนชั่นแนลจีโอกราฟฟิก, พืชทะเล เช่น แพลงก์ตอนพืช สาหร่าย และสาหร่ายเคลป์ 70 เปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนในบรรยากาศซึ่งมากกว่า ป่าฝน. อย่างไรก็ตาม ภายใต้สภาวะแวดล้อมบางประการ ประชากรของแพลงก์ตอนพืชสามารถระเบิดได้ ทำให้เกิดบุปผาที่มีกลิ่นเหม็นและเป็นพิษ

หมวดหมู่หลักของแพลงก์ตอนคือ แพลงก์ตอนพืช และ แพลงก์ตอนสัตว์. แพลงก์ตอนสามารถ ยูคาริโอต หรือ โปรคาริโอต. แพลงก์ตอนพืชที่มีลักษณะคล้ายพืช ได้แก่ แพลงก์ตอนสาหร่ายและสาหร่ายขนาดเล็ก

แพลงก์ตอนพืชสามารถเป็นพืชเซลล์เดียว ผู้ประท้วง (สาหร่าย) หรือแบคทีเรีย:

• ไดโนแฟลเจลเลต: เหล่านี้โดดเด่นด้วยหางแส้และเปลือกที่ซับซ้อน ประมาณครึ่งหนึ่งของไดโนแฟลเจลเลตทั้งหมดไม่สังเคราะห์แสง บางชนิดมีสารเรืองแสงและเรืองแสงในเวลากลางคืน

• ไดอะตอม: เหล่านี้เป็นสาหร่ายสังเคราะห์แสงที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ซึ่งลอยอยู่บนผิวน้ำจืดและน้ำทะเล ไดอะตอมยังมีอยู่ในดินชื้น ชั้นเคลือบไดอะตอมที่เป็นเอกลักษณ์ประกอบด้วยซิลิกอนที่ใช้ในเชิงพาณิชย์
  

• ไซยาโนแบคทีเรีย: เหล่านี้เป็นแบคทีเรียดึกดำบรรพ์ที่สามารถก่อให้เกิดบุปผาที่เป็นพิษได้
  

• โคโคลิโธฟอร์: เป็นแพลงก์ตอนปกคลุมด้วยเกล็ดคล้ายกับหินปูน เป็นแหล่งแคลไซต์ที่สำคัญ
  

แพลงก์ตอนสัตว์หรือที่เรียกว่าแพลงก์ตอนสัตว์ ได้แก่:

• โปรโตซัว
  
• ตัวอ่อน
  
• โคพพอดส์
  
• หนอนตัวแบน

แพลงก์ตอนสัตว์เป็นสิ่งมีชีวิตทางทะเลที่แพร่หลายมากที่สุดและรวมถึงสิ่งมีชีวิตที่รู้จักกันดีเช่นแมงกะพรุน แพลงก์ตอนสัตว์เป็นผู้บริโภคใน ห่วงโซ่อาหาร.

แพลงก์ตอนพืชผลิตอาหารและปล่อยออกซิเจนเป็นผลพลอยได้ เช่นเดียวกับพืชบนบกที่สนับสนุนโลก

แพลงก์ตอนพืชได้ชื่อมาจากคำภาษากรีก แพลงทอสซึ่งหมายถึงคนเร่ร่อนหรือคนเร่ร่อน - คำอธิบายที่เหมาะสมว่าแพลงก์ตอนพืชลอยผ่านชีวิตได้อย่างไร นักวิจัยนานาชาติอาจเรียกสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ว่า “แพลงก์ตอน” หรือ “ฟิโตแพลงก์ตอน” ในภาษาอื่นๆ

แพลงก์ตอนพืชจัดอยู่ในกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่สำคัญที่สุดในโลก นอกจากจะให้อาหารแก่ส่วนเหลือของแล้ว ใยอาหาร, แพลงก์ตอนพืชให้ออกซิเจนในน้ำและอากาศ

แพลงก์ตอนพืชบรรเทาผลกระทบจากภาวะโลกร้อนด้วยการดูดซับ คาร์บอนไดออกไซด์ 33 เปอร์เซ็นต์ จากแหล่งธรรมชาติและเชื้อเพลิงฟอสซิล Kudela Lab จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ. เมื่อตาย แพลงก์ตอนพืชและขยะอินทรีย์อื่นๆ อาจจมลงสู่พื้นมหาสมุทร และวันหนึ่งจะกลายเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ก๊าซ น้ำมัน และถ่านหิน

ปุ๋ยไนโตรเจนที่ไหลออกจากทุ่งนา ของเสียจากสัตว์จากแหล่งอาหาร และสิ่งปฏิกูลที่ไม่ผ่านการบำบัดจะไหลลงสู่แหล่งน้ำและทำลายสมดุลของระบบนิเวศ เขตตายขนาดใหญ่ในพื้นที่เช่นอ่าวเม็กซิโกเป็นผลมาจากอุณหภูมิโลกที่ร้อนขึ้นและแพลงก์ตอนพืชที่เติบโตมากเกินไปซึ่งทำให้หายใจไม่ออก แบคทีเรีย ย่อยสลาย ใช้ออกซิเจนเพิ่มขึ้นเมื่อบริโภคสารที่เน่าเปื่อยจากการบานสะพรั่ง

นักวิทยาศาสตร์เฝ้าติดตามความผันผวนของประชากรสาหร่ายเพื่อปกป้องน้ำสะอาด ซึ่งเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่หายากขึ้นเรื่อยๆ เก็บตัวอย่างในแปลงโดยใช้ตาข่ายแพลงตอนเพื่อเก็บตัวอย่าง โดยทั่วไปแล้วตาข่ายตาข่ายจะทำงานได้ดีในการจับแพลงก์ตอนพืช แต่จะต้องกรองแพลงก์ตอนขนาดจิ๋วออกจากตัวอย่างน้ำ

ปริมาณและชนิดของแพลงก์ตอนบ่งบอกถึงสภาพน้ำโดยรวมและแสดงอัตราการสืบพันธุ์ของแพลงก์ตอน

กลยุทธ์การสืบพันธุ์ที่มีประสิทธิภาพคือจุดเด่นของแพลงก์ตอนพืช เมื่อสภาพการเจริญเติบโตเหมาะสม แพลงก์ตอนพืชจะทวีคูณอย่างรวดเร็วด้วยวิธีการต่างๆ ของ การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ.

ความเรียบง่ายของแพลงก์ตอนช่วยให้สืบพันธุ์ได้ง่าย:

• เติบโตอย่างรวดเร็ว ไดโนแฟลเจลเลต มักจะแบ่งผ่าน ฟิชชันไบนารี. เซลล์หลักแบ่งออกเป็นสองเซลล์ที่เหมือนกันซึ่งจะแบ่งครั้งแล้วครั้งเล่า เส้นใยสามารถก่อตัวได้หากเซลล์ไม่แยกออกจากกันอย่างสมบูรณ์ระหว่างการแบ่งเซลล์

• Protists สามารถสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศได้ทาง หลายฟิชชัน. เซลล์เตรียมแบ่ง จำลองนิวเคลียส แล้วแยกออกเป็นหลายเซลล์ที่เหมือนกันกับเซลล์เดิม เว้นแต่จะมีการกลายพันธุ์
  

• เซลล์สี่เหลี่ยมของ spirogyra (แพลงก์ตอนพืชสาหร่าย) แนบปลายถึงปลายสร้างโซ่ยาวมากเรียกว่า เส้นใย. เมื่อไส้หลอดแบ่งออก แต่ละส่วนที่ลอยอยู่บนน้ำจะเติบโตเป็นเส้นใยใหม่ผ่านการแบ่งเซลล์แบบง่าย การสืบพันธุ์ประเภทนี้เรียกว่า การกระจายตัว.

• แพลงก์ตอนสัตว์ชอบ ไฮดรา สามารถสืบพันธุ์ได้ผ่าน กำลังแตกหน่อ. เช่นเดียวกับยีสต์ ไฮดราสามารถงอกตูมที่จะโตเต็มที่และแตกออก กลายเป็นโคลนของพ่อแม่
  

สาหร่ายสีเขียว และแบคทีเรียก็ผลิตได้ สปอร์ ที่ยังคงแบ่งภายในเซลล์แม่ ผู้ใหญ่ เอนโดสปอร์ ถูกปล่อยออกมาให้เป็นลูกหลานที่เหมือนกัน

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกี่ยวข้องกับการรวมตัวของสารพันธุกรรมเพื่อผลิตลูกหลานที่มีจีโนมที่มีลักษณะเฉพาะ ความหลากหลายทางชีวภาพภายในประชากรช่วยให้สายพันธุ์ปรับตัวเข้ากับสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น ความร้อนหรือภัยแล้ง

แพลงก์ตอนพืชบางชนิดสามารถสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศได้:

• ไดอะตอม ผลิตและปล่อย ดิพลอยด์ gametes ชายและหญิง - อสุจิ และ oogonia – ที่หารด้วยไมโอซิสกลายเป็น เดี่ยวอสุจิ หรือไข่ ไข่ที่ปฏิสนธิโดยสเปิร์มพัฒนาเป็น ตัวอ่อน เรียกว่า an auxospore ที่สามารถเข้าได้ การพักตัว. เซลล์จะเติบโตภายใต้สภาวะที่เหมาะสม จากนั้นจึงปล่อยไดอะตอมขนาดเต็ม

• กะเทย โสด อาณานิคมของ volvox (สาหร่ายสีเขียว) สายพันธุ์ที่ผลิตได้ทั้งสเปิร์มและไข่ ต่างหาก อาณานิคมผลิตสเปิร์มหรือไข่ ในอาณานิคมวอลวอกซ์เพศเมีย แต่ละเซลล์จะเติบโตเป็น to oogametes ที่เข้าสู่การพักผ่อน ไซโกตดิพลอยด์ ระยะหลังไข่และสเปิร์มฟิวส์ (syngamy).
  

พบแพลงก์ตอนพืชใกล้ชายฝั่ง ในน้ำเปิดโล่ง บนแผ่นน้ำแข็ง และใกล้ผิวทะเลสาบที่สารอาหารที่จำเป็นและแสงแดดเข้าถึงได้ง่ายสำหรับการเจริญเติบโตและการแบ่งตัวของเซลล์ แพลงก์ตอนพืชที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทรโดยปกติอยู่ใน in โซนร่าเริง ของเสาน้ำที่แสงแดดส่องทะลุได้

โซนร่าเริงไม่ลึกกว่า 900 ฟุต; ความลึกของมหาสมุทรโดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 13,000 ฟุต ตามที่ประมาณการโดย by สถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮล.

วงจรชีวิตโดยทั่วไปของแพลงก์ตอนพืชได้แก่ การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และความตาย วัฏจักรชีวิตอาจรวมถึงช่วงพักตัวที่เกิดขึ้นเป็นประจำหรือเฉพาะเมื่อสภาพไม่เอื้อต่อการเติบโต

ตัวอย่างเช่น, ไครโซไฟต์ สามารถสร้าง ซีสต์ หรือสปอร์ที่อยู่เฉยๆเป็นเวลาหลายเดือนหรือหลายสิบปี ไดอะตอมและไดโนแฟลเจลเลตบางชนิดก่อตัวเป็นซีสต์ตั้งแต่ฤดูหนาวถึงฤดูใบไม้ผลิ

วงจรชีวิตของแพลงก์ตอนพืชแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์ ตัวอย่างเช่น แฟลกเจลลาทะเล (Phaeocystis pouchetii) ผลิตเซลล์เคลื่อนที่ขนาดเล็กที่เพิ่มจำนวนขึ้นเรื่อยๆ จนกว่าระดับสารอาหารจะลดลง ต่อจากนั้น พวกมันจะก่อตัวเป็นอาณานิคมที่ล้อมรอบด้วยเยื่อเมือกเหนียวๆ ที่มีสารอาหารที่ช่วยให้สืบพันธุ์ได้อย่างต่อเนื่อง

หากสารอาหารหลุดออกไปพร้อมกัน เมมเบรนจะสลายตัวและถูกชะล้างบนฝั่งเป็นโฟมสีขาวที่เหนียวเหนอะหนะ

การเจริญเติบโตของแพลงก์ตอนพืชผันผวนตามฤดูกาล การสืบพันธุ์จะระเบิดในบริเวณขั้วโลกในแต่ละฤดูใบไม้ผลิ เมื่อน้ำแข็งที่ลดลงจะสะสมสารอาหารที่อุดมสมบูรณ์ไว้บนผิวน้ำ น้ำเย็นเหมาะสำหรับการสืบพันธุ์ของแพลงก์ตอนพืช ในช่วงปลายฤดูร้อน แสงแดดที่เพิ่มขึ้นจะกระตุ้นเม็ดสีในแพลงก์ตอนพืชที่ลอยอยู่ ส่งผลให้มีการปะทุเพิ่มขึ้นอีก

ปลาและกุ้งเคยกินแพลงก์ตอนพืช ซึ่งต่อมาเป็นอาหารมื้อใหญ่สำหรับนกเพนกวินอาเดลี นกทะเล และแมวน้ำ เพนกวินได้ปรับวงจรการผสมพันธุ์ให้ตรงกับช่วงเวลาสูงสุดของการสืบพันธุ์ของแพลงก์ตอนพืช

ให้เป็นไปตาม ศูนย์ข้อมูลหิมะและน้ำแข็งแห่งชาติการประมงที่ใหญ่ที่สุดในโลกบางแห่งตั้งอยู่ในทะเลแบริ่งที่แพลงก์ตอนบานสะพรั่งอย่างล้นเหลือและรักษาจำนวนปลาไว้ได้

แพลงก์ตอนพืชจำนวนมากดึงดูดนก ​​แมลง ปลา และสัตว์ และช่วยเพิ่มความหลากหลายทางชีวภาพใน ชีวนิเวศทางน้ำ. อย่างไรก็ตาม การแพร่พันธุ์ของแพลงก์ตอนพืชที่ไม่เป็นพิษมากเกินไปก็อาจเป็นอันตรายได้ เนื่องจากทำให้ออกซิเจนหมดไปและการอุดตันของเหงือกปลา

ไซยาโนแบคทีเรียบางชนิดผลิตสารพิษเช่น ไมโครซิสติน. ไซยาโนแบคทีเรีย มักเรียกกันว่า “สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน” และเปลี่ยนน้ำให้เป็นสีเขียว

สารพิษที่ก่อให้เกิดสาหร่ายบุปผา (HAB) ที่เป็นอันตรายได้เกิดขึ้นในทุกรัฐชายฝั่งตามที่ according บริการมหาสมุทรแห่งชาติ. HAB สามารถป่วยหรือฆ่ามนุษย์ได้นอกเหนือจากชีวิตทางทะเล HAB ในสถานที่ต่างๆ เช่น ชายฝั่งอ่าวฟลอริดามักถูกเรียกว่า "กระแสน้ำสีแดง" เพราะดอกไม้จะเปลี่ยนเป็นสีแดง

น้ำดื่มสามารถปนเปื้อนและชายหาดปิดเนื่องจากกลิ่นที่เป็นพิษและเสี่ยงต่อการติดเชื้อ HABs เกิดขึ้นตามฤดูกาลในช่วงปลายฤดูร้อนเมื่ออุณหภูมิและมลพิษไนโตรเจนกระตุ้นการเติบโตของแพลงก์ตอนพืช

ทะเลสาบและมหาสมุทรที่อุดมไปด้วยไนโตรเจน เหล็ก และฟอสเฟต ทำให้เกิด smorgasbord สำหรับแพลงก์ตอนพืชนับไม่ถ้วน บุปผามักจะตามมาหลังจากพายุเฮอริเคนเนื่องจากสารอาหารจะปั่นป่วนจากด้านล่าง อัตราการเจริญเติบโตช้าลงเมื่อสารอาหารไม่เพียงพอ

ปัจจัยอื่นๆ ที่ส่งผลต่อการสืบพันธุ์ ได้แก่ อุณหภูมิ ความลึก ความแปรปรวนของแสง และความเข้มข้นของน้ำเค็ม (ความเค็ม). ไม่พบแพลงก์ตอนในหลายพื้นที่ของมหาสมุทรเนื่องจากขาดธาตุเหล็กในภูมิภาคเหล่านั้น

แพลงก์ตอนพืชตอบสนองความต้องการพลังงานทั้งหมดผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง หรือสามารถเสริมอาหารโดยการบริโภคสิ่งมีชีวิตอื่นๆ หรือสิ่งมีชีวิตที่เน่าเปื่อย ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ แพลงก์ตอนพืชสองประเภทหลักใช้กลยุทธ์ที่แตกต่างกันในการจัดหาอาหาร

ตัวอย่างเช่น ไดโนเสาร์ไดโนแฟลเจลเลตออกล่าและเคลื่อนตัวผ่านน้ำโดยการเหวี่ยงหางของมัน อย่างไรก็ตาม พวกเขาเป็นนักว่ายน้ำที่อ่อนแอและไม่สามารถต้านทานกระแสน้ำได้ ไดอะตอมไม่ใช้ แฟลกเจลลา (หาง) และดูดซับสารอาหารที่จำเป็นสำหรับการเผาผลาญและการสืบพันธุ์ในขณะที่มันแล่นไปตามกระแสน้ำ

แพลงก์ตอนพืชทำหน้าที่เป็นแหล่งอาหารของโลกสัตว์น้ำ เนื่องจากมีความสามารถเหมือนพืชในการดูดซับแสงแดดและผลิตพลังงานอาหารผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง สัตว์ทะเลมากมาย ตั้งแต่หอยทากไปจนถึงวาฬ เป็นหนี้การดำรงอยู่ของพวกมันจากอาหารที่มีแพลงก์ตอนพืช ผู้บริโภคโดยตรงของแพลงก์ตอนพืช ได้แก่ แพลงก์ตอนสัตว์ ดอกไม้ทะเล กุ้ง และหอย

ในทางกลับกัน พืชและสัตว์ขนาดเล็กก็ถูกบริโภคโดย สัตว์กินเนื้อซึ่งผู้บริโภคระดับอุดมศึกษาหรือผู้ล่ายอด อาหารในอาหารของมนุษย์สามารถสืบย้อนไปถึง a ผู้ผลิตหลัก เหมือนแพลงก์ตอนพืช

จากภาพถ่ายดาวเทียมของ NASA เมฆที่สว่างกว่าก่อตัวขึ้นเหนือสถานที่บางแห่ง เช่น มหาสมุทรใต้ในช่วงที่มีการแพร่พันธุ์ของแพลงก์ตอนพืชสูง แพลงก์ตอนพืชทวีคูณอย่างรวดเร็ว เช่น coccolithophores ปล่อยก๊าซและสารอินทรีย์ออกสู่อากาศซึ่งทำให้เกิดเมฆ

เมฆสะท้อนแสงอาทิตย์มากขึ้นและสว่างขึ้นเมื่อแพลงก์ตอนบานเกิดขึ้นเนื่องจากการสะท้อนขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำแขวนลอยในเมฆและขนาดอนุภาคของหยดเมฆ

นักวิจัยพบว่าแพลงก์ตอนพืชสามารถใช้การสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อแปลงคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นชีวมวลและน้ำมันเพื่อการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ ฟาร์มสาหร่ายอาจเป็นประโยชน์ต่อโลกเพราะแพลงก์ตอนพืชดูดซับ (จม) คาร์บอนมากกว่าที่ปล่อยกลับคืนสู่สิ่งแวดล้อม

ประโยชน์อีกประการหนึ่งคือการผลิตพืชผลอย่างรวดเร็ว ให้เป็นไปตาม สถาบันศึกษาสิ่งแวดล้อมและพลังงาน, microalgae เพิ่มมวลเป็นสองเท่าทุกวันและเติบโตถึง เร็วกว่า 100 เท่า กว่าพืชบนบก

นอกจากนี้ สาหร่ายหลายชนิดเติบโตในน้ำเกลือซึ่งมีอยู่ทั่วไปมากกว่าน้ำจืด ฟาร์มสาหร่ายอาจตั้งอยู่ในพื้นที่ที่ไม่สามารถปลูกพืชชนิดอื่นได้ สาหร่าย เชื้อเพลิงชีวภาพ สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งในประเทศและนำเข้าได้ สาหร่ายถูกนำมาใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ดูแลผิว ยา และเครื่องสำอางแล้ว