Diatomeeënkenmerken, classificatie, voeding, voortplanting

de diatomeeën (Diatoma) zijn een groep microalgen, voornamelijk in water en eencellig. Ze kunnen van een vrij leven zijn (zoals de plantoneuze) of koloniën vormen (zoals die van de bento's). Ze worden gekenmerkt door een kosmopolitische distributie; dat wil zeggen, ze kunnen over de hele planeet worden gevonden.

Samen met andere groepen microalgen maken ze deel uit van de grote ontsluitingen van fytoplankton die voorkomen in tropische, subtropische, Arctische en Antarctische wateren. De oorsprong gaat terug tot het Jurassic en vertegenwoordigt vandaag een van de grootste groepen microalgen die de mensheid kent, met meer dan honderdduizend soorten beschreven tussen levend en uitgestorven.

Ecologisch gezien zijn ze een belangrijk onderdeel van de trofische webben van vele biologische systemen. Diatomeeuze afzettingen zijn een zeer belangrijke bron van organisch materiaal dat zich ophoopt in de zeebodem.

Na lange processen van sedimentatie, druk van organische materie en miljoenen jaren, werden deze afzettingen de olie die een groot deel van onze huidige beschaving beweegt.

In de oudheid, de zee bedekt gebieden van de aarde die momenteel opkomen; in sommige van deze gebieden waren er afzettingen van diatomeeën, die bekend staan ​​als diatomeeënaarde. Diatomeeënaarde heeft meerdere toepassingen in de voedingsindustrie, de bouw en zelfs de farmaceutische industrie.

index

• 1 Kenmerken
  • 1.1 Formulier
• 2 Taxonomie en classificatie
  • 2.1 Traditionele classificatie
  • 2.2 Recente classificatie
• 3 Voeding
  • 3.1 Chlorofyl
  • 3.2 Carotenoïden
• 4 Voortplanting
  • 4.1 Aseksueel
  • 4.2 Seksueel
• 5 Ecologie
  • 5.1 Bloei
• 6 Toepassingen
  • 6.1 Paleoceanografie
  • 6.2 Biostratigrafie
  • 6.3 Diatomeeënaarde
  • 6.4 Forensische wetenschap
  • 6.5 Nanotechnologie
• 7 Referenties

features

Het zijn eukaryotische en fotosynthetische organismen, met een diploïde celfase. Alle soorten van deze microalgen zijn eencellig, met vormen van vrij leven. In sommige gevallen vormen ze kolonies (kokosnoot), lange ketens, fans en spiralen.

Het fundamentele kenmerk van diatomeeën is dat ze een frustule presenteren. De frustule is een celwand die hoofdzakelijk bestaat uit silica en die de cel omsluit in een structuur die lijkt op een doos of petrischaal.

Het bovenste deel van deze capsule wordt epiteca genoemd en het onderste deel wordt een hypotheek genoemd. De frustules variëren in versiering, afhankelijk van de soort.

vorm

De vorm van de diatomeeën is variabel en heeft taxonomisch belang. Sommige zijn uitgestraalde symmetrie (centraal) en andere kunnen verschillende vormen hebben, maar ze zijn altijd bilateraal symmetrisch (pence).

Diatomeeën zijn wijdverspreid door de lichamen van water op de planeet. Ze zijn voornamelijk marine; sommige soorten zijn echter gevonden in zoetwaterlichamen, vijvers en vochtige omgevingen.

Deze autotrofe organismen hebben chlorofyl a, c1 en c2 en hebben pigmenten zoals diatoxanthine, diadinoxanthine, β-caroteen en fucoxanthine. Deze pigmenten geven ze een gouden kleur zodat ze zonlicht beter kunnen vastleggen.

Taxonomie en classificatie

Momenteel is de taxonomische ordening van diatomeeën controversieel en onderhevig aan herzieningen. De meeste systematici en taxonomen plaatsen deze grote groep microalgen binnen de afdeling Heterokontophyta (soms als Bacillariophyta). Andere onderzoekers classificeren ze als een phylum en zelfs als hogere taxa.

Traditionele classificatie

Volgens de klassieke taxonomische volgorde bevinden diatomeeën zich in de klasse Bacillariophyceae (ook Diatomophyceae genoemd). Deze klasse is verdeeld in twee orden: Central en Pennales.

centraal

Het zijn diatomeeën waarvan de frustule ze een radiale symmetrie geeft. Sommige soorten hebben netelige versiering en op hun oppervlak hebben ze geen spleet die raphe wordt genoemd..

Deze volgorde bestaat uit ten minste twee suborders (afhankelijk van de auteur) en ten minste vijf families. Ze zijn voornamelijk marine; er zijn echter vertegenwoordigers van deze in lichamen van zoet water.

Pennales

Deze diatomeeën hebben een langwerpige, ovale en / of lineaire vorm, met bilaterale bipolaire symmetrie. Ze hebben versieringen in de frustule van gestippelde strepen en sommige hebben een verkoudheid langs de lengteas.

Afhankelijk van de taxonoom bestaat deze order uit ten minste twee suborders en zeven families. Ze zijn meestal zoetwater, hoewel soorten ook zijn beschreven in mariene omgevingen.

Recente classificatie

Het bovenstaande is de klassieke taxonomische classificatie en ordening van diatomeeënorders; Het is de meest gebruikte manier om ze te onderscheiden. Er zijn echter veel taxonomische arrangementen ontstaan ​​in de tijd.

In de jaren 90 droegen de wetenschappers van Round & Crawford een nieuwe taxonomische classificatie bij die bestond uit 3 klassen: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae en Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Eerder maakten ze deel uit van de diatomeeën van de centrale orde. Momenteel wordt deze klasse vertegenwoordigd door minstens 22 bestellingen en 1174 soorten.

Bacillariophyceae

Het zijn diatomeeën van bilaterale symmetrie met raphe. Leden van deze klasse vormden eerder de Pennales-order.

Later werden ze verdeeld in diatomeeën met raphe en zonder raphe (op een zeer algemene manier). Het is bekend dat deze klasse van microalgen wordt vertegenwoordigd door 11 orden en ongeveer 12 duizend soorten.

Fragilariophyceae

Het is een klasse van diatomeeën waarvan de leden voorheen ook deel uitmaakten van de Pennales-orde. Deze microalgen hebben bilaterale symmetrie maar presenteren geen verkoudheid. en ze worden vertegenwoordigd door 12 orders en zo'n 898 soorten.

Sommige taxonomen beschouwen dit taxon niet als geldig en lokaliseren de Fragilariophyceae als een subklasse binnen de klasse Bacillariophyceae.

voeding

Diatomeeën zijn fotosynthetische organismen: ze gebruiken lichtenergie (zonne-energie) om het in organische verbindingen te transformeren. Deze organische verbindingen zijn noodzakelijk om aan uw biologische en metabolische behoeften te voldoen.

Om deze organische verbindingen te synthetiseren, hebben diatomeeën voedingsstoffen nodig; Deze voedingsstoffen zijn voornamelijk stikstof, fosfor en silicium. Dit laatste element fungeert als een beperkende voedingsstof, omdat het nodig is om de frustule te vormen.

Voor het fotosyntheseproces gebruiken deze micro-organismen pigmenten zoals chlorofyl en carotenioden.

chlorophyl

Chlorofyl is een groen fotosynthetisch pigment dat zich in chloroplasten bevindt. In diatomeeën zijn slechts twee soorten bekend: chlorofyl a (Chl a) en chlorofyl c (Chl c).

Chl a heeft een primaire participatie in het proces van fotosynthese; in plaats daarvan is Chl c een accessoire pigment. De meest voorkomende Chl c in diatomeeën zijn de c1 en c2.

carotenoïden

Carotenoïden zijn een groep pigmenten behorende tot de familie van isoprenoïden. In diatomeeën zijn ten minste zeven soorten carotenoïden geïdentificeerd.

Net als chlorofylen helpen deze diatomeeën om licht te vangen om het om te zetten in organische voedingssamenstellingen voor de cel.

reproduktie

Diatomeeën planten zich aseksueel en seksueel voort, respectievelijk door mitose en meiose.

geslachtloos

Elke moedercel ondergaat een proces van mitotische deling. Product van mitose, het genetisch materiaal, de celkern en het cytoplasma worden gedupliceerd, om aanleiding te geven tot twee dochtercellen identiek aan de moedercel.

Elke nieuw gecreëerde cel neemt als epiteca een folder van de stamcel en bouwt dan of vormt zijn eigen hypotheek. Dit reproductieve proces kan tussen één en acht keer voorkomen in een periode van 24 uur, afhankelijk van de soort.

Aangezien elke dochtercel een nieuwe hypotheek zal vormen, zal degene die de hypotheek van de moeder heeft geërfd, kleiner zijn dan haar zuster. Naarmate het proces van mitose wordt herhaald, is de afname in dochtercellen progressief totdat een duurzaam minimum is bereikt.

seksueel

Het proces van seksuele reproductie van de cel bestaat uit de verdeling van een diploïde cel (met twee sets chromosomen) tot haploïde cellen. Haploïde cellen hebben de helft van de genetische belasting van de progenitorcel.

Zodra de diatomeeën die ongeslachtelijk zijn gereproduceerd de minimumgrootte bereiken, begint een type van seksuele reproductie voorafgegaan door meiose. Deze meiose geeft aanleiding tot haploïde en naakte of atete gameten; de gameten smelten samen tot sporen die auxosporen worden genoemd.

De auxosporen laten de diatomeeën de diploïdie en de maximale grootte van de soort herstellen. Ze laten ook diatomeeën toe om perioden te overleven waarvan de omgevingsomstandigheden nadelig zijn.

Deze sporen zijn zeer resistent en zullen alleen groeien en hun respectievelijke frustules vormen wanneer de omstandigheden gunstig zijn.

ecologie

Diatomeeën hebben een celwand die rijk is aan siliciumoxide, gewoonlijk silica genoemd. Hierdoor wordt de groei beperkt door de beschikbaarheid van deze stof in de omgeving waarin ze zich ontwikkelen.

Zoals hierboven vermeld, zijn deze microalgen kosmopolitisch in distributie. Ze zijn aanwezig in lichamen van zoet water, zeeën en zelfs in omgevingen met een lage waterbeschikbaarheid of met een bepaalde vochtigheidsgraad.

In de waterkolom wonen ze voornamelijk in de pelagische zone (open water), en sommige soorten vormen kolonies en bewonen de bentische substraten.

Over het algemeen zijn de populaties van diatomeeën niet constant van grootte: hun aantal varieert enorm met bepaalde periodiciteit. Deze periodiciteit is gerelateerd aan de beschikbaarheid van voedingsstoffen en hangt ook af van andere fysisch-chemische factoren, zoals pH, zoutgehalte, wind en licht, onder anderen..

bloeiend

Wanneer de omstandigheden optimaal zijn voor de ontwikkeling en groei van diatomeeën, treedt er een verschijnsel met de naam bloei of ontsluiting op.

Tijdens de ontsluiting kunnen diatomeeënpopulaties de gemeenschapsstructuur van fytoplankton domineren, en sommige soorten nemen deel aan schadelijke algenbloei of rode getijden.

Diatomeeën kunnen schadelijke stoffen produceren, waaronder domoïnezuur. Deze toxines kunnen zich ophopen in trofische ketens en kunnen uiteindelijk mensen beïnvloeden. Intoxicatie bij mensen kan leiden tot flauwvallen en geheugenproblemen tot coma of zelfs de dood.

Er wordt gedacht dat er meer dan 100 duizend soorten diatomeeën zijn (sommige auteurs geloven dat er meer dan 200 duizend soorten zijn) tussen levend (meer dan 20 duizend) en uitgestorven.

Hun bevolking draagt ​​ongeveer 45% van de primaire productie van de oceanen bij. Evenzo zijn deze micro-organismen essentieel in de oceanische siliciumcyclus vanwege hun silicagehalte in de frustule.

toepassingen

paleoceanografie

De silica-component in diatomiet-frustule maakt ze van groot belang in de paleontologie. Deze microalgen bezetten zeer specifieke en diverse omgevingen uit het Krijt tijdperk.

De fossielen van deze algen helpen wetenschappers de geografische verspreiding van zeeën en continenten in geologische tijden te reconstrueren.

biostratigrafie

De fossielen van diatomeeën die in zeesedimenten worden aangetroffen, stellen onderzoekers in staat om de verschillende milieuveranderingen te kennen die zich sinds de prehistorie tot vandaag hebben voorgedaan..

Deze fossielen laten toe om relatieve leeftijden vast te stellen van de lagen waarin ze worden gevonden en dienen ook om de lagen van verschillende plaatsen te relateren.

Diatomeeënaarde

Het staat bekend als diatomeeënaarde voor grote afzettingen van gefossiliseerde microalgen die voornamelijk op het vasteland voorkomen. De belangrijkste deposito's van deze landen zijn in Libië, Ierland en Denemarken.

Het wordt ook diatomiet genoemd en is een materiaal rijk aan silica, mineralen en sporenelementen, dat vele toepassingen heeft. Een van de meest prominente toepassingen zijn de volgende:

landbouw

Het wordt gebruikt als insecticide in gewassen; Het verspreidt zich over de planten als een soort zonnescherm. Het wordt ook veel gebruikt als meststof.

aquacultuur

In de garnalenkwekerij werd diatomeeënaarde gebruikt in de voedselproductie. Het is aangetoond dat dit additief de groei en assimilatie van commercieel voedsel verbetert.

In microalgenculturen wordt het gebruikt als een filter in het beluchtingssysteem en in de zandfilters.

Moleculaire biologie

De diatomeeënaarde is gebruikt voor de extractie en zuivering van DNA; hiervoor wordt het gebruikt in combinatie met stoffen die in staat zijn de moleculaire structuur van water te verstoren. Voorbeelden van deze stoffen zijn guanidinehydrochloride en thiocyanaat.

Eten en drinken

Het wordt gebruikt voor het filteren van de productie van verschillende soorten dranken, zoals wijnen, bieren en natuurlijke sappen. Eenmaal geoogst bepaalde producten zoals granen, worden deze gewassen in diatomeeënaarde om aanvallen door kevers en andere plagen te voorkomen.

Pet

Het is een onderdeel van de sanitaire zandcomponenten (sanitaire keien) die vaak worden gebruikt in dozen voor katten en andere huisdieren.

veterinaire

Op sommige plaatsen wordt het gebruikt als een efficiënt litteken voor dierenwonden. Het wordt ook gebruikt bij de bestrijding van ectoparasiet geleedpotigen bij huisdieren en landbouwhuisdieren.

schilderijen

Het wordt gebruikt als een sealer of emailverf.

milieu

Diatomeeënaarde wordt gebruikt voor het herstel van gebieden die verontreinigd zijn met zware metalen. Een van de toepassingen in deze context is het feit dat het de aangetaste bodems herstelt en de toxiciteit van aluminium in verzuurde bodems vermindert..

Forensische wetenschap

In gevallen van overlijden door onderdompeling (verdrinking) is een van de uitgevoerde analyses die van de aanwezigheid van diatomeeën in de lichamen van de slachtoffers. Door de samenstelling van het kiezelskelet van diatomeeën, blijven ze in het lichaam, zelfs als ze met enige mate van ontbinding worden aangetroffen.

Wetenschappers gebruiken de soort om uit te zoeken of het incident plaatsvond, bijvoorbeeld in een moeras, in de zee of in een meer; Dit is mogelijk omdat diatomeeën een zekere mate van omgevingsspecificiteit hebben. Veel gevallen van moord zijn opgelost dankzij de aanwezigheid van diatomeeën in de lichamen van de slachtoffers.

nanotechnologie

Het gebruik van diatomeeën in nanotechnologie bevindt zich nog in de beginfase. Studies en gebruik op dit gebied komen echter steeds vaker voor. Tests worden momenteel gebruikt om siliciumfustules in silicium om te zetten en met deze elektrische componenten te produceren.

Er zijn veel verwachtingen en mogelijke toepassingen van diatomeeën in de nanotechnologie. Studies suggereren dat ze kunnen worden gebruikt voor genetische manipulatie, voor de constructie van complexe elektronische microcomponenten en als fotovoltaïsche biocellen.

referenties

1. A. Canizal Silahua (2009). Geïllustreerde catalogus van Mexicaanse zoetwater diatomeeën. I. Familie Naviculaceae. Onderzoeksrapport om de titel te behalen van: Bioloog. Nationale Autonome Universiteit van Mexico. 64 pp.
2. V. Cassie (1959). Marine Plankton Diatoms. Tuatara.
3. Diatomalgen. Encyclopædia Britannica. Hersteld van britannica.com.
4. M.D. Guiry & G.M. Guiry (2019). AlgaeBase. Wereldwijde elektronische publicatie, National University of Ireland, Galway. Opgehaald van algaebase.org.
5. Identificatie van fytoplankton. Diatomeeën en dinoflagellaten. Hersteld van ucsc.edu.
6. Diatomeeën. Nieuwe Wereld Encyclopedie. Opgehaald van newworldencyclopedia.org.
7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska & K. Strzalka (2015). Fotosynthetische pigmenten in diatomeeën. Marine Drugs.
8. Diatomeeën. Wonder. Hersteld van ucl.ac.uk.
9. Diatomeeënaarde. Hersteld van diatomea.cl.
10. Silica, diatomeeënaarde en garnalen. Hersteld van balnova.com.
11. L. Baglione. Gebruik van diatomeeënaarde. Hersteld van tecnicana.org
12. Diatomeeën. Opgehaald van en.wikipedia.org.
13. A. Guy (2012). Nanotech-diatomeeën. Opgehaald van nextnature.net.