DIATÓMÁK: JELLEMZŐK, TÁPLÁLKOZÁS, SZAPORODÁS - BIOLÓGIA - 2026

A diatómák (diatom) mikroalgák csoportját alkotják, elsősorban vízből és egysejtűekből. Lehetnek szabadon élő (mint például a növényi) vagy telepeket képezhetnek (mint például a bentosz részei). A kozmopolita eloszlás jellemzi őket; azaz megtalálhatók az egész bolygón.

A mikroalgák más csoportjaival együtt részét képezik a fitoplankton nagy kiterjedéseinek, amelyek trópusi, szubtrópusi, sarkvidéki és antarktiszi vizekben találhatók. Eredetük a jura-korig nyúlik vissza, és ma az ember számára ismert mikroalgák egyik legnagyobb csoportját képviselik, több mint százezer fajt írnak le az élő és a kihalt állapot között.

Diatom sokféleség. Felvétel és szerkesztés: Wipeter, a Wikimedia Commonsból.

Ökológiai szempontból sok biológiai rendszer táplálékhálójának fontos részét képezik. A diasztóma lerakódások a tengerfenéken felhalmozódott szerves anyagok nagyon fontos forrása.

Hosszú üledékfolyamatok, a szerves anyag nyomása és millió évek után ezek a lerakódások olajává váltak, amely jelenlegi civilizációnk nagy részét mozgatja.

Az ősi időkben a jelenleg a tenger által borított területek jelentek meg; E területeken, amelyek diatomaföldnek nevezik, néhány területen maradtak diatóma lerakódások. A diatómaföldnek többféle felhasználása van az élelmiszeriparban, az építőiparban és még a gyógyszerekben is.

jellemzők

Ezek eukarióta és fotoszintetikus organizmusok, diploid sejtfázissal. Ezeknek a mikroalgáknak minden faja egysejtű, szabadon élő formájukban. Egyes esetekben kolóniákat (coccoid), hosszú láncokat, ventilátorokat és spirálokat képeznek.

A diatómák alapvető jellemzője, hogy frusztusuk van. A frustulum egy főleg szilícium-dioxidból álló sejtfal, amely a sejtet Petri-csészéhez vagy -csészéhez hasonló szerkezetben zárja le.

Ennek a kapszulanak a felső részét epitéka, az alsó részét jelzálognak nevezik. A frustulumok díszítése a fajtól függően eltérő.

Alak

A kovacsontok alakja változó és taxonómiai jelentőséggel bír. Néhányuk sugárzott szimmetriájú (középső), mások eltérő alakúak, de mindig kétoldalúan szimmetrikusak (penális).

A diasztómák elterjedtek az egész bolygó víztesteiben. Elsősorban tengeri; néhány fajt azonban megtaláltak az édesvízi testekben, tavakban és a nedves környezetben.

Ezek az autotrofikus szervezetek klorofill a, c1 és c2 jelenlétét mutatják, és pigmentek, például diatoxantin, diadinoxanthin, β-karotin és fukoxantin. Ezek a pigmentek arany színűek, amelyek lehetővé teszik a napfény jobb felvételét.

Taxonómia és osztályozás

Jelenleg a kovacsontok taxonómiai rendezése ellentmondásos és felülvizsgálat tárgyát képezi. A legtöbb szisztematikus és taxonómus a mikroalgák e nagy csoportját a Heterokontophyta osztályba helyezi (néha Bacillariophyta néven). Más kutatók őket menedékjognak és még magasabb taxonnak is besorolják.

Hagyományos osztályozás

A klasszikus taxonómiai sorrend szerint a kovakölcsök a Bacillariophyceae osztályban (más néven Diatomophyceae) helyezkednek el. Ez az osztály két rendre oszlik: Központi és Pennales.

Centrals

Kóros diatómák, amelyek frustulusa sugárirányú szimmetriát ad nekik. Egyes fajok vastag díszítéssel rendelkeznek, és felületükön nem található egy raphe nevű hasadás.

Ez a sorrend legalább két alrendszerből (a szerzőtől függ) és legalább öt családból áll. Elsősorban tengeri; ezek képviselői azonban vannak az édesvízi testekben.

Központi diatóma. Készítette és szerkesztette Derek Keats, a dél-afrikai Johannesburgból, a Wikimedia Commons segítségével.

Pennales

Ezeknek a diatómáknak hosszúkás, ovális és / vagy lineáris alakja van, kétoldalas bipoláris szimmetriával. Pontozott stria-szerű frustule díszítéssel rendelkeznek, és néhányukban a raphe a hossztengely mentén van.

A taxonómustól függően ez a sorrend legalább két alrendszerből és hét családból áll. Leginkább édesvízi állatok, bár a fajokat a tengeri környezetben is leírták.

Legutóbbi rangsor

A fenti a diatóma rend klasszikus taxonómiai osztályozása és rendezése; ez a leggyakrabban használt módszer a megkülönböztetéshez. Idővel azonban számos taxonómiai rendszer kialakult.

A 90-es években a Round & Crawford tudósok új taxonómiai osztályozást dolgoztak ki, amely 3 osztályból áll: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae és Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Korábban a Centrales rend diatómáinak részét képezték. Jelenleg ezt az osztályt legalább 22 rend és 1174 faj képviseli.

Bacillariophyceae

Ezek a koponyák a kétoldalú szimmetria és a raphe között. Az osztály tagjai korábban a Pennales rendjét alkották.

Később diapómákra osztották raphe-val és raphe nélkül (nagyon általánosítva). Ismert, hogy ezt a mikroalga-osztályt 11 rend és mintegy 12 ezer faj képviseli.

Fragilariophyceae

A diatómaosztály egy olyan csoportja, amelynek tagjai korábban szintén a Pennales rend tagjai voltak. Ezeknek a mikroalgáknak bilaterális szimmetriájuk van, de nem tartalmaznak raphe-t. és 12 rend és körülbelül 898 faj képviseli őket.

Egyes taxonómusok ezt a taxont nem tartják érvényesnek, és a Fragilariophyceae-t az alosztályba sorolják a Bacillariophyceae osztályba.

Táplálás

A diasztómák fotoszintetikus szervezetek: fényenergiát (nap) használnak fel, hogy szerves vegyületekké alakuljon. Ezeknek a szerves vegyületeknek szükségesek az Ön biológiai és anyagcsere-igényeinek kielégítéséhez.

Ezeknek a szerves vegyületeknek a szintéziséhez a kovaföldnek tápanyagokra van szükség; ezek a tápanyagok főként nitrogén, foszfor és szilícium. Ez az utolsó elem korlátozó tápanyagként funkcionál, mivel ehhez szükséges a frusztus kialakítása.

A fotoszintézis folyamatához ezek a mikroorganizmusok pigmenteket, például klorofilt és karotinodeket használnak.

Klorofill

A klorofill egy zöld fotoszintetikus pigment, amely kloroplasztokban található. A diatómában csak két típus ismert: klorofill a (Chl a) és klorofill c (Chl c).

A Chl elsődlegesen részt vesz a fotoszintézis folyamatában; ehelyett a Chlc kiegészítő pigment. A diatómákban a leggyakoribb Chl c a c1 és c2.

A karotinoidok

A karotinoidok az izoprenoid családba tartozó pigmentek egy csoportja. A diatómákban legalább hét típusú karotinoidot azonosítottak.

A klorofillhez hasonlóan segítenek a diatómáknak a fény elnyerésében, és ezáltal a sejt élelmezési célú szerves vegyületeivé alakítják.

Reprodukció

A diasztómok szaporodnak aszexuálisan és szexuálisan, mitózis és meiozis folyamatain keresztül.

nem nélküli

Minden őssejt mitotikus megoszláson megy keresztül. A mitózis eredményeként a genetikai anyagot, a sejtmagot és a citoplazmát megismételjük, hogy az anyasejttel azonos két lánysejt keletkezzen.

Minden újonnan létrehozott sejt epitékaként egy szórólapot vesz az őssejtből, majd saját jelzálogot épít vagy alakít ki. Ez a szaporodási folyamat a fajtól függően 24 órás periódusban egy-nyolcszor is megtörténhet.

Mivel mindegyik lánya sejt új jelzálogot képez, az az, amely az anyai jelzálogot örökölte, kisebb lesz, mint a húga. A mitózis folyamatának megismétlésekor a lányos sejtek hanyatlása folyamatos, amíg a fenntartható minimumot el nem érik.

Szexuális

A sejtek szexuális reprodukciójának folyamata egy diploid sejt (két kromoszómakészlettel) megosztása haploid sejtekké. A hipoid sejteknek a progenitor sejt genetikai összetételének fele van.

Amint az aszexuálisan reprodukált kovaföld eléri a minimális méretet, megkezdődik a szexuális szaporodás egyfajta meiózis. Ez a meiozis haploid, meztelen vagy melegített ivarsejteket eredményez; A ivarsejtek olvadnak spórák kialakulásához, úgynevezett auxospores.

Az auxospórák lehetővé teszik, hogy a diatóma visszanyerje a diploidia és a faj maximális méretét. Ezenkívül lehetővé teszik a diatómák számára, hogy túléljék a zord környezeti feltételeket.

Ezek a spórák nagyon ellenállók, és csak akkor növekednek és képezik a megfelelő frustulusokat, ha a kedvező feltételek vannak.

Ökológia

A diasztómáknak olyan sejtfala van, amely gazdag szilícium-oxidban, általában szilícium-dioxidnak nevezik. Emiatt növekedésüket korlátozza az a vegyület elérhetősége azon környezetben, ahol fejlődik.

Mint fentebb említettük, ezek a mikroalgák eloszlásukban kozmopolita. Ezek jelen vannak édes és tengeri víztestekben, sőt olyan környezetben is, ahol alacsony a víz rendelkezésre állása vagy bizonyos fokú páratartalom.

A vízoszlopban elsősorban a nyílt tengeri övezetben (nyílt víz) élnek, egyes fajok kolóniákat alkotnak és bentikus szubsztrátumokat élnek.

A diasztóma populációk általában nem állandó méretűek: számuk óriási eltérést mutat bizonyos periodicitásokkal. Ez a periodicitás a tápanyagok elérhetőségével függ össze, és más fizikai-kémiai tényezőktől is függ, például a pH-tól, a sótartalomtól, a széltől és a fénytől, többek között.

Virágzás

Ha a körülmények optimálisak a kovakölcsék fejlődéséhez és növekedéséhez, akkor virágzásnak vagy virágzásnak nevezett jelenség fordul elő.

A fejfájás során a diatómapopulációk uralhatják a fitoplankton közösségszerkezetét, és egyes fajok részt vesznek az ártalmas algavirágzásokban vagy vörös árapályokban.

A diasztómák képesek káros anyagok előállítására, beleértve a domósavat. Ezek a méreganyagok felhalmozódhatnak az élelmiszerláncokban, és végül befolyásolhatják az embereket. Az emberi mérgezés ájulást és memóriaproblémákat okozhat kóma vagy akár halálhoz is.

Úgy gondolják, hogy több mint 100 000 diatómafaj létezik (egyes szerzők szerint 200 000-nél több) az élő (több mint 20 000) és a kihalt állapot között.

Lakosságuk az óceánok elsődleges termelésének mintegy 45% -át teszi ki. Hasonlóképpen, ezek a mikroorganizmusok nélkülözhetetlenek az óceáni szilícium ciklusban, mivel a fruktulában lévő szilícium-dioxid-tartalmuk van.

Alkalmazások

Paleoceanography

A kovacsontok frustulájában lévő kovasav-komponens nagy érdeklődésre készteti őket a paleontológia iránt. Ezek a mikroalgák körülbelül krétakor óta nagyon sajátos és változatos környezetet foglalnak el.

Ezen algák kövületei segítenek a tudósoknak rekonstruálni a tengerek és a kontinensek földrajzi eloszlását a geológiai idők során.

biosztratigráfia

A tengeri üledékekben található kovaföldkövek lehetővé teszik a kutatók számára, hogy megértsék a környezeti változásokat, amelyek az őskor és a mai napok között bekövetkeztek.

Ezek a kövületek lehetővé teszik a rétegek relatív életkorának megállapítását, amelyekben megtalálhatók, és a különböző helyek rétegeinek összekapcsolására szolgálnak.

Diatómaföld

A diatómaföld úgy ismert, mint a megkövesedett mikroalgák nagy lerakódásai, amelyeket elsősorban a szárazföldön találnak. Ezen országok legfontosabb lerakódása Líbiában, Írországban és Dániában található.

Diatomitnak is nevezik, és szilícium-dioxidban, ásványi anyagokban és nyomelemekben gazdag anyag, amelynek többféle felhasználása van. A legszembetűnőbb felhasználások a következők:

mezőgazdasági

Rovarirtó szerként használják növényekben; a növényekre terjed, mint egyfajta fényvédő. Széles körben használják műtrágyaként.

Akvakultúra

A garnélarák-termesztésben a diatómaföld felhasználták az élelmiszer-előállításban. Kimutatták, hogy ez az adalékanyag fokozza a kereskedelmi takarmányok növekedését és asszimilációját.

A mikroalga-tenyészetekben szűrőként használják a levegőztető rendszerben és a homokszűrőkben.

Molekuláris biológia

A diatomaföldet a DNS extrakciójához és tisztításához használták; ehhez olyan anyagokkal együtt alkalmazzák, amelyek képesek a víz molekuláris szerkezetének megbontására. Ezen anyagok példái a guanidin-hidroklorid és a tiocianát.

Étel és ital

Szűrésére használják különféle italok, például borok, sörök és természetes gyümölcslevek gyártásakor. Bizonyos termékek, például a gabona betakarítása után azokat diatómaföldön fürdik, hogy elkerüljék a gyomlák és más kártevők támadásait.

Háziállatok

Ez az egészségügyi alom alkatrészeinek (egészségügyi kavicsok) része, amelyeket általában macskák és más háziállatok dobozában használnak.

Állatgyógyászati

Egyes helyeken az állati sebek hatékony gyógyítására használják. Ezenkívül háziállatok és haszonállatok ektoparazitikus ízeltlábúinak ellenőrzésére is felhasználják.

festékek

Tömítőként vagy zománcfestékként használják.

Környező

A diatómaföldet nehézfémekkel szennyezett területek helyreállítására használják. Alkalmazása ebben az összefüggésben magában foglalja azt a tényt, hogy helyreállítja a lebontott talajokat és csökkenti az alumínium toxikusságát savasodott talajokban.

Diatómaföld. Nézd meg fáziskontraszt alatt fénymikroszkóppal. Felvétel és szerkesztés: Zephyris-től, a Wikimedia Commons-tól.

Kriminalisztika

Merítés (fulladás) miatti halál esetén az elvégzett elemzések egyike a kovacsontok jelenléte az áldozatok testében. A kovaföld kovasav csontvázának összetétele miatt ezek a testben maradnak, még akkor is, ha bizonyos fokú bomlást találnak.

A tudósok a fajokat használják annak megállapítására, hogy az eset történt-e például egy mocsárban, a tengerben vagy egy tóban; ez azért lehetséges, mert a diatómáknak bizonyos fokú környezeti sajátosságuk van. Számos gyilkosság esete megoldódott, mivel az áldozatok testében diatómák találhatók.

nanotechnológia

A diatómok nanotechnológiában történő felhasználása még mindig a korai szakaszban van. Ezen a területen azonban a tanulmányok és felhasználások egyre gyakoribbak. Jelenleg a teszteket használják a szilícium-dioxid-frusztrák szilíciummá történő átalakítására, és ezekkel az elektromos alkatrészekkel történő előállításra.

A diatómákra vonatkozóan sok elvárás és lehetséges felhasználás rejlik a nanotechnológiában. A tanulmányok arra utalnak, hogy genetikai manipulációra, összetett elektronikus mikrokomponensek felépítésére és fotovoltaikus biocellaként felhasználhatók.

Irodalom

1. A. Canizal Silahua (2009). Illusztrált katalógus a mexikói édesvízi diatómákról. I. A Naviculaceae család. Kutatási jelentés, amely a következő címet kapja: Biológus. Mexikói Nemzeti Autonóm Egyetem. 64 pp
2. Cassie V. (1959). Tengeri Plankton Diatoms. Tuatara.
3. Diatom algák. Encyclopædia Britannica. Helyreállítva a britannica.com webhelyről.
4. MD Guiry & GM Guiry (2019). AlgaeBase. Világszerte elektronikus kiadvány, Írország Nemzeti Egyeteme, Galway. Helyreállítva az algaebase.org webhelyről.
5. A fitoplankton azonosítása Átütések és dinoflagelátok. Helyreállítva az ucsc.edu-tól.
6. Diatom. New World Encyclopedia. Helyreállítva az newworldencyclopedia.org oldalról.
7. Kuczynska P., Jemiola-Rzeminska és K. Strzalka (2015). Fotoszintézis pigmentek diasztómában. Tengeri kábítószerek.
8. Diatom. CSODA. Helyrehozva az ucl.ac.uk-tól
9. Diatómaföld. Helyreállítva a diatomea.cl-től.
10. Szilícium-dioxid, kovaföld és rák. Helyreállítva a balnova.com webhelyről.
11. L. Baglione. A diatómaföld felhasználása. Helyreállítva a tecnicana.org webhelyről
12. Diatom. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről.
13. Guy A. (2012). Nanotech Diatoms. Helyreállítva a nextnature.net webhelyről.