Як розмножується фітопланктон?

Фітопланктон - це мікроскопічні істоти, які багато розмножуються за допомогою нестатевих та статевих засобів. Швидкість відтворення фітопланктону безпосередньо впливає і відображає баланс екосистеми.

Відповідно до National Geographic, морські рослини, такі як фітопланктон, водорості та водорості 70 відсотків атмосферного кисню, що навіть більше, ніж тропічний ліс. Однак за певних умов навколишнього середовища популяції фітопланктону можуть вибухнути, створюючи неприємні, токсичні цвітіння.

Основними категоріями планктону є фітопланктон і зоопланктон. Планктон може бути еукаріотичний або прокаріотичний. До рослиноподібного фітопланктону належать планктон водоростей та мікроводорості.

Фітопланктон може бути одноклітинними рослинами, протистів (водорості) або бактерії:

• Динофлагелати: Вони відрізняються хлистоподібними хвостами і складною оболонкою. Приблизно половина всіх динофлагелатів є нефотосинтетичними. Деякі види біолюмінесцентні і світяться вночі.

• Діатомові водорості: Це нерухомі, фотосинтетичні водорості, які плавають на поверхні прісної та морської води. Діатомові водорості також є у вологому ґрунті. Унікальний шар діатомових водоростей складається з кремнію, який використовується в комерційних цілях.
  
  

• Ціанобактерії: Це примітивні бактерії, які можуть спричинити токсичне цвітіння.
  

• Коколітофори: Це планктон, покритий лусочками, схожими на вапняк. Вони є важливим джерелом кальциту.
  

Зоопланктон, який також називають тваринним планктоном, включає:

• найпростіші
  
• личинки
  
• копеподи
  
• плоскі черви

Зоопланктон є одними з найбільш повсюдних морських організмів і включає такі відомі організми, як медузи. Зоопланктон є споживачами в Росії харчовий ланцюг.

Фітопланктон виробляє їжу і виділяє кисень як побічний продукт, приблизно так само, як наземні рослини підтримують Землю.

Фітопланктон отримав свою назву від грецького слова планктос, що означає мандрівник або дрейфер - влучний опис того, як фітопланктон плаває по життю. Міжнародні дослідники можуть також називати ці організми іншими мовами як „фітопланктон” або „фітопланктон”.

Фітопланктон входить до числа найважливіших організмів на Землі. Крім забезпечення їжею для решти харчова павутина, фітопланктон киснює воду та повітря.

Фітопланктон пом'якшує наслідки глобального потепління, поглинаючи 33 відсотки вуглекислого газу з природних джерел та викопного палива, згідно з Лабораторія Кудела з Каліфорнійського університету, Санта-Крус. Після смерті фітопланктон та інші органічні відходи можуть опуститися на дно океану і одного дня перетворитися на викопне паливо - газ, нафту та вугілля.

Стік добрив на основі азоту з полів, відходи тварин з кормових майданчиків та необроблені стічні води потрапляють у водні шляхи та порушують екологічний баланс. Широкомасштабні мертві зони в таких районах, як Мексиканська затока, є наслідком більш високих глобальних температур та надмірного зростання фітопланктону, який задушує морське життя. Бактеріальні розкладачі витрачайте додатковий кисень при споживанні гнилої речовини, що цвіте.

Вчені контролюють коливання популяції водоростей, щоб захистити чисту воду - дедалі дефіцитніший природний ресурс. Проби беруть у полі за допомогою планктонових сіток для збору зразків. Сітчасті сітки, як правило, добре працюють для захоплення фітопланктону, але крихітний нанопланктон потрібно відфільтрувати з проби води.

Кількість і тип планктону вказують на загальні водні умови та показують показники розмноження планктону.

Ефективні репродуктивні стратегії є відмінною рисою фітопланктону. Коли умови вирощування є належними, фітопланктон швидко розмножується за допомогою різних засобів безстатеве розмноження.

Простота планктону дозволяє їм легко відтворювати:

• Швидко зростаючий динофлагелати як правило, діляться наскрізь поділом. Батьківська клітина ділиться на дві однакові клітини, які будуть ділитися знову і знову. Нитки можуть утворюватися, якщо клітини не діляться повністю під час поділу клітини.

• Протисти може розмножуватися безстатевим шляхом багаторазове ділення. Клітини готуються до поділу, реплікації свого ядра, а потім розщеплення на кілька клітин, які ідентичні вихідній клітині, якщо не відбулися мутації.
  

• Прямокутні комірки спірогіра (водорості фітопланктон) прикріплюються кінцем до кінця, утворюючи дуже довгі ланцюжки, що називаються нитки. Коли нитка поділяється, кожна ділянка, що плаває по воді, за допомогою простого мітозу переросте в нову нитку. Цей тип розмноження називається роздробленість.

• Зоопланктон подобається гідра може розмножуватися через окулірування. Як і дріжджі, гідра може виростити бутон, який буде дозрівати і обламуватися, стаючи клоном батьків.
  

Зелені водорості і бактерії можуть виробляти спори які продовжують ділитися всередині батьківської клітини. Зрілі ендоспори випускаються, щоб сформувати однакове потомство.

Статеве розмноження передбачає рекомбінацію генетичного матеріалу для отримання потомства з унікальним геномом. Біорізноманіття в популяції допомагає виду адаптуватися до несприятливих умов, таких як спека або посуха.

Деякі фітопланктони можуть розмножуватися статевим шляхом:

• Діатомові водорості виробляти і випускати диплоїдний чоловічі та жіночі статеві клітини - сперматогонії і оогонія - що розділити мейозом, щоб стати гаплоїднийсперма або яйце. Яйцеклітина, запліднена спермою, перетворюється на зигота називається ауксоспора що може увійти спокій. Клітина буде рости за належних умов, а потім випускає повнорозмірні діатомові водорості.

• Гермафродитні однодомний колонії вольвокс Види (зелені водорості) виробляють як пакети сперми, так і яйця. Дводомне колонії виробляють або сперму, або яйця. У жіночих колоніях вольвокс окремі клітини ростуть і стають оогамети які входять у спокій диплоїдна зигота стадія після злиття яйцеклітини та сперми (сингамія).
  

Фітопланктон знаходиться поблизу берега, у стоячій відкритій воді, на крижаних шапках і біля поверхні озер, де важливі поживні речовини та сонячне світло легко доступні для росту та поділу клітин. Фітопланктон, що живе в океані, зазвичай знаходиться в евфотична зона товщі води, яка проникає під сонячним світлом.

Ейфотична зона не глибше 900 футів; Середня глибина океану становить близько 13000 футів, за оцінками Океанографічний інститут Вудса Хоула.

Типовий життєвий цикл фітопланктону включає ріст, розмноження та загибель. Життєвий цикл може також включати період спокою, який відбувається регулярно або лише тоді, коли умови не сприяють зростанню.

Наприклад, хризофіти може сформувати кісти або спори, які залишаються в стані спокою протягом місяців або десятиліть. Деякі діатомові водорості та динофлагеляти утворюють цисти з зими до весни.

Життєві цикли фітопланктону залежать від видів. Наприклад, морські джгутики (Phaeocystis pouchetii) виробляють крихітні рухомі клітини, які продовжують розмножуватися, поки рівень поживних речовин не знизиться. Далі вони утворюють колонії, оточені липкою слизовою оболонкою, що містить поживні речовини, що дозволяють продовжувати розмноження.

Якщо поживні речовини взагалі випадають, мембрана розпадається і вимивається на берег у вигляді смердючої, тягучої білої піни.

Зростання фітопланктону коливається з порами року. Розмноження вибухає в полярних регіонах щовесни, коли крига відкладає багаті поживні речовини на поверхні води. Прохолодна вода ідеально підходить для розмноження фітопланктону. В кінці літа посилене сонячне світло збуджує пігменти в плаваючому фітопланктоні, що призводить до чергового стрибка зростання.

Фітопланктон споживається рибою та крилем, які згодом забезпечують ситну їжу для пінгвінів Аделі, морських птахів та тюленів. Пінгвіни пристосували свій цикл розмноження до пікових періодів розмноження фітопланктону.

Відповідно з Національний центр даних про сніг та лід, деякі з найбільших рибних промислів у світі знаходяться в Беринговому морі, де планктон рясно цвіте і підтримує популяції риб.

Велика кількість фітопланктону приваблює птахів, комах, риб та тварин, а також покращує біорізноманіття в водний біом. Однак надмірне розмноження нетоксичного фітопланктону все ще може бути шкідливим через виснаження кисню та засмічення рибних зябер.

Деякі види ціанобактерій виробляють токсини, такі як мікроцистин. Ціанобактерії їх зазвичай називають "синьо-зеленими водоростями", а вода стає зеленою.

Згідно з даними, токсини, що спричиняють шкідливе цвітіння водоростей (HAB), траплялись у кожному прибережному штаті Національна служба океанів. HAB можуть, крім морського життя, хворіти або вбивати людей. HAB в таких місцях, як узбережжя затоки Флорида, зазвичай називають "червоними припливами", оскільки цвітіння стає водою червоною.

Питна вода може бути забруднена, а пляжі закриті через шкідливий запах та ризик зараження. HAB відбуваються сезонно в кінці літа, коли температури та забруднення азотом стимулюють ріст фітопланктону.

Озера та океани, багаті азотом, залізом та фосфатом, забезпечують корм для незліченних видів фітопланктону. Цвітіння часто слідує за ураганами, оскільки поживні речовини збиваються знизу. Темпи зростання сповільнюються, коли поживних речовин не вистачає.

Інші фактори, що впливають на розмноження, включають температуру, глибину, мінливість світла та концентрацію солоної води (солоність). Планктон не зустрічається в багатьох районах океану через дефіцит заліза в цих регіонах.

Залежно від виду, фітопланктон задовольняє всі свої енергетичні потреби за допомогою фотосинтезу, або ж він може доповнити свій раціон, споживаючи інші живі або розкладаються організми. Два основні типи фітопланктону застосовують різні стратегії отримання їжі.

Наприклад, динофлагеляти полюють і рухаються по воді, розмахуючи хвостами; однак вони слабкі плавці і не можуть піти проти течії. Діатомові водорості не використовують джгутики (хвости) і поглинають поживні речовини, необхідні для метаболізму та розмноження, коли вони їдуть струмами.

Фітопланктон служить банком їжі водного світу завдяки своїй рослинній здатності поглинати сонячне світло і виробляти харчову енергію за допомогою фотосинтезу. Безліч морських істот, від равликів до китів, зобов’язані своєму існуванню стабільним харчуванням фітопланктону. Прямими споживачами фітопланктону є зоопланктон, анемони, креветки та молюски.

У свою чергу, менші рослини та тварини споживаються всеїдні, які потім їдять третинні споживачі або верхівки хижаків. Харчові продукти в раціоні людини можна простежити до первинний виробник як фітопланктон.

Згідно із супутниковими знімками НАСА, у періоди сильного розмноження фітопланктону над певними місцями, такими як Південний океан, утворюються яскравіші хмари. Швидко розмножуючи фітопланктон, такий як кокколітофори виділяють в повітря гази та органічні речовини, які засівають хмари.

Хмари відображають більше сонячного світла і виглядають яскравішими, коли відбувається цвітіння планктону, оскільки відбиття залежить від кількості завислої води в хмарі та розміру частинок крапель хмари.

Дослідники виявили, що фітопланктон може використовувати фотосинтез для перетворення вуглекислого газу в біомасу та олій для виробництва біопалива. Ферми водоростей можуть отримати користь для планети, оскільки фітопланктон поглинає (поглинає) більше вуглецю, ніж викидає назад у навколишнє середовище.

Ще однією перевагою є швидке виробництво рослинництва. Відповідно з Інститут екологічних та енергетичних досліджень, мікроводорості щодня подвоюються в масі і виростають до В 100 разів швидше ніж рослини на суші.

Крім того, багато видів водоростей ростуть у солоній воді, яка є легше доступною, ніж прісна вода. Водорослі господарства можуть бути розташовані в районах, де інші культури не можуть рости. Водорості біопаливо може зменшити залежність від вітчизняного та імпортного викопного палива. Водорості вже використовувались у виробництві засобів по догляду за шкірою, фармацевтичних та косметичних засобів.