Dinoflagelāti — definīcija, sugas, fotosintēze un bioluminiscence
Dinoflagelāti — definīcija, sugas, fotosintēze un bioluminiscence: atklāj jūras planktona noslēpumus, simbiontus, bioluminiscējošās sugas un to ekoloģisko lomu.
Dinoflagelāti ir liela biču dzimtas protu grupa. Aptuveni puse no tiem ir fotosintētiski, pārējie lielākoties ir citu prostatu heterotrofu plēsēji. Tos, kas ir fotosintētiski, dažkārt brīvi dēvē par "aļģēm"; tos, kas ir plēsēji, dažkārt brīvi dēvē par "protozoām".
Dažādi autori tos ir klasificējuši kā kārtu, klasi un filumu. To savstarpējās attiecības tiek aktīvi pētītas.
Lielākā daļa ir jūras planktons, taču tās ir sastopamas arī saldūdens biotopos. To populācijas izplatās atkarībā no temperatūras, sāļuma vai dziļuma. Šajā grupā ir daudz simbiontu un bioluminiscējošu sugu.
Pašlaik ir aprakstītas aptuveni 1555 brīvi dzīvojošu jūras dinoflagelātu sugas. Jaunākās aplēses liecina, ka kopumā ir 2294 dzīvas dinoflagelātu sugas, kas ietver jūras, saldūdens un parazītiskos dinoflagelātus.
Morfoloģija un kustība
Dinoflagelāti parasti ir vienšūnas organismi ar divām īpašām ribveida vai plaknainām struktūrām — flagellām, kas nodrošina raksturīgu griešanās kustību. Viens flagella iziet pa šķērsgriezuma vaļņu (transversā), otrs gareniski (longitudinālais). Daļai sugu šūna ir pārklāta ar cietām, celulozes plāksnēm (theca), savukārt citām tās ir mīkstas un elastīgas.
Trofija: fotosintēze, miksotrofija un plēsība
- Fotosintētiskie dinoflagelāti satur hlorofila tipa pigmentus un nodrošina enerģiju no saules. Daļa no tiem ir svarīgas jūras ekosistēmās kā primārie ražotāji.
- Miksotrofija ir izplatīta — daudzi dinoflagelāti kombinē fotosintēzi ar barības uzņemšanu (phagotrofiju), saglabājot plastiskumu mainīgos apstākļos.
- Heterotrofi un parazīti barojas ar citiem mikroorganismiem vai parasitē uz jūras dzīvniekiem un planktona organismiem.
Fotosintēze un pigmenti
Fotosintētiskie dinoflagelāti izmanto dažādus pigmentus — hlorofilus a un c, karotinoīdus un ksantofilus — kas ietekmē to krāsu no zaļgandzeltenas līdz brūnai. Dažas sugas ir iegūtušas pigmentus no pielaidēm (endosimbiotiskā hibridizācija) vai ēdot citu aļģu šūnas, kas veicina pigmentu dažādību.
Bioluminiscence
Dažas dinoflagelātu sugas spēj radīt bioluminiscenci — dabiski redzamu gaismas emisiju, kas rodas, sadalot ķīmisku vielu (luciferīnu) lomu luciferāzes katalizētas reakcijas rezultātā. Šo parādību var novērot viļņu saduršanas rezultātā piekrastē vai kuģu sliedēs. Bioluminiscences sugas bieži palielina gaismas ražošanu, reaģējot uz mehānisku kairinājumu. Izplatītas ģintis ar bioluminiscenci ir, piemēram, Noctiluca, Pyrocystis un Lingulodinium.
Ļaunprātīgie uzplūdi — "sarkanie plūdi" un toksīni
Dažās apstākļos dinoflagelātu populācijas var ātri pieaugt, veidojot tā sauktos Harmful Algal Blooms (HAB), bieži dēvētus par "sarkanajiem plūdiem". Daudzas HAB sugas ražo toksīnus, kas var ietekmēt zivis, mīkstmēžņus un cilvēkus. Galvenie toksīnu tipi ir, piemēram:
- saksitoksīns — saistīts ar paralītisku gliemežu saindēšanos (PSP);
- brevetoksīni — saistīti ar elpošanas problēmām un zivju nāvi (NSP);
- domoiskā skābe — saistīta ar amnija toksicitāti (ASP) no dažām diatomu sugām, bet dinoflagelātu HAB var radīt citus riskus.
HAB izraisītājiem ir liela ekonomiska un veselības nozīme — tie var slēgt zvejas zonas, bojāt akvakultūru un apdraudēt pludmaļu tūrisma. HAB ietekmi veicina barības vielu pieplūdums, siltais ūdens un ūdens masas stagnācija.
Simbioze un korāļu veselība
Daudzas korāļu sugas un citi jūras bezmugurkaulnieki dzīvo ciešā saistībā ar dinoflagelātu simbiontiem (piemēram, iepriekš plaši sauktā genus Symbiodinium, tagad — Symbiodiniaceae), kuri nodrošina saimniekam fotosintēzes produktus. Korāļi var izslēgt šos simbiontus stresa apstākļos (piemēram, siltuma viļņi), kas izraisa korāļu balināšanos un var novest pie korāļu nāves, ja simbionti neatgriežas.
Reprodukcija un dzīves cikli
Dinoflagelāti parasti vairojas nepārtraukti bināri (mitoze), bet daudzas sugas spēj arī seksuāli vairoties, radot gametus un zygotus. Dažas sugas veido izturīgas cistas (dinocisti), kas var izdzīvot nepiemērotus apstākļus un vēlāk izsviest jaunus indivīdus, tādējādi ietekmējot ilgtermiņa izplatību un uzplūdu ciklus.
Taksonomija un evolūcija
Dinoflagelātu taksonomija ir sarežģīta un nepārtraukti mainās šķērsgriezumā ar jaunām molekulārajām izpētēm. Tie tiek interpretēti dažādos taksonomiskiem līmeņos — kā kārta, klase vai filums — atkarībā no izmantotajiem kritērijiem (morfoloģija, DNS dati u.c.). Daudzi mūsdienu pētījumi balstās uz ģenētiskām sekvencēm, kas palīdz skaidrot to radnieciskumu ar citām protistu grupām.
Ekoloģiskā nozīme un cilvēka ietekme
- Dinoflagelāti ir svarīgi jūras barības ķēdes elementi kā primārie ražotāji un kā pārtikas avots daudzām sugām.
- Viņu uzplūdi var radīt plašas ekoloģiskas un ekonomiskas problēmas, tostarp zivju nāvi, mīkstmēbeļu piesārņojumu un tūrisma zudumus.
- Cilvēka darbība — lauksaimniecības mēslojuma notecēšana, urbanizācija un klimata izmaiņas — var veicināt HAB biežumu un intensitāti.
Novērošana un kontrole
Dinoflagelātu monitoringā izmanto dažādas metodes: mikroskopiju, molekulāras metodes (qPCR, sekvencēšana), bioluminiscences sensorus un satelīta attēlus, kas palīdz laicīgi noteikt uzplūdus. Kontroles pasākumi ietver barības vielu samazināšanu, akvakultūras praksi uzlabošanu un brīdināšanas sistēmas drošībai.
Nobeigumā
Dinoflagelāti ir daudzveidīga un ekoloģiski nozīmīga protistu grupa ar plašu trofisko stratēģiju spektru — no fotosintēzes līdz parazitismam. Tie ietekmē jūras ekosistēmas, korāļu veselību un cilvēka labklājību. Turpmākie pētījumi par to bioloģiju, taksonomiju un lomu klimata mainīgajos apstākļos ir būtiski, lai labāk saprastu un pārvaldītu gan dabiskos, gan cilvēku radītos izaicinājumus.
Bioloģija
Zooksantellas
Daži dinoflagelāti ir zooksantellas: jūras eikariontu un dzīvnieku, piemēram, antozoānu koraļļu, endosimbionti. Šie rifu veidojošie koraļļi lielā mērā ir atkarīgi no tiem. Citi organismi, kas var būt zooksantellu saimnieki, ir medūzas, gliemenes, foraminiferas, jūras gliemeži, t. i., nūdibrančas, kā arī ciliāti un radiolārijas.
Sarkanie paisumi un bēgumi
Dinoflagelāti ir atbildīgi par "sarkanajām plūdmaiņām", kas var saindēt zivis. Dažkārt to koncentrācija ziedēšanas laikā pārsniedz miljonu šūnu mililitrā. Dažas sugas ražo neirotoksīnus, kas šādā daudzumā nogalina zivis un uzkrājas filtrēdājos, piemēram, gliemenēs, kas savukārt var nodot tos cilvēkiem, kuri tos ēd. Šo parādību sauc par sarkano plūdmaiņu, jo ziedēšana piešķir ūdenim sarkanu krāsu. Ne visi dinoflagelātu ziedēšanas gadījumi ir bīstami. Naktī okeāna ūdenī redzamas zilgani mirgojošas plankumiņas bieži rodas no bioluminiscējošu dinoflagelātu ziedēšanas, kas, kad tiek traucēti, izstaro īsus gaismas uzplaiksnījumus.
Klasifikācija
Lai gan dinoflagelātu kodoli tiek klasificēti kā eikarioti, tiem trūkst dažu galveno eikariošu kodolu pazīmju. Patiesībā Dodžs dinoflagelātu kodolu nosauca par mezokariotiku, jo tam piemīt starpposma īpašības starp prokariotisko baktēriju vijumainajiem DNS apgabaliem un skaidri definēto eikariotiku kodolu. Tomēr šajā grupā ir eikariotikai raksturīgas organellas, piemēram, Golgi kompleksi, mitohondriji un hloroplasti.
Šajā grupā ir daudz sarežģītu organoīdu un dzīvesveidu. Dažām ir struktūras, kas līdzinās mugurkaulnieku acīm; dažām ir nematocistas; dažas dzīvo kā plazmodijas (daudzkodolu formas); dažām ir divi banguļi; fotosintezējošiem dinoflagelātiem ir "mulsinošs" plastīdu tipu klāsts; un visa to ģenētika un šūnu bioloģija ir ekscentriska.
Fosilijas
Fosilie dinoflagelāti ir nozīmīgi stratigrāfijā - slāņu datēšanā un korelācijā. Dinoflagelātiem dzīves laikā ir kustīga planktona forma un izturīga cistu fāze, kas ļauj tiem izdzīvot ziemā nogulsnēs. Fosiliju veido tikai cista. Pirmo reizi tie noteikti parādās silūra periodā, ar lielu radiāciju mezozoja laikmetā. 440. lpp. Margulis un kolēģi tos klasificē kā dinomastigota tipu (Phylum Dinomastigota).
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir dinoflagelāti?
A: Dinoflagelāti ir biču dzimtas protistu grupa, kas ir vai nu fotosintētiski, vai citu protistu heterotrofu plēsēji.
J: Vai visi dinoflagelāti ir fotosintētiski?
A: Nē, tikai aptuveni puse dinoflagelātu ir fotosintētiski, bet pārējie ir heterotrofie plēsēji.
J: Kādi ir fotosintētisko un plēsīgo dinoflagelātu atšķirīgie nosaukumi?
A: Fotosintētiskos dinoflagelātus dažkārt sauc par aļģēm, bet plēsīgos dinoflagelātus dažkārt sauc par vienšūņiem.
J: Kādā vidē parasti sastopami dinoflagelāti?
A: Dinoflagelāti visbiežāk sastopami jūras planktonā, bet tie ir sastopami arī saldūdens biotopos.
J: Kādi faktori ietekmē dinoflagelātu populācijas?
A: Dinoflagelātu populācijas ietekmē jūras virsmas temperatūra, sāļums un dziļums.
J: Cik daudz brīvi dzīvojošu jūras dinoflagelātu sugu ir aprakstītas pašlaik?
A: Pašlaik ir aprakstītas aptuveni 1555 brīvi dzīvojošu jūras dinoflagelātu sugas.
Jautājums: Cik dinoflagelātu sugu kopumā ir aplēsts?
A: Jaunākās aplēses liecina, ka kopumā ir 2294 dzīvas dinoflagelātu sugas, kas ietver jūras, saldūdens un parazītu sugas.
Meklēt