Фитопланктон что он ест
Характеристика фитопланктона, питание, размножение и значение
фитопланктон это группа пелагических автотрофных организмов, которые живут в водной среде и не способны противостоять действию течений. Эти микроорганизмы населяют практически все водоемы планеты.
Большинство из них одноклеточные и не могут преодолеть токи, поэтому они тянут их. Их также называют первичными производителями, потому что они являются основой трофических сетей водной среды. Они найдены во всей толще воды.
Их плотность населения колеблется со временем и может образовывать очень плотные временные агрегаты, известные как цветение, помутнение или цветение. Эти цветы способны пунктуально изменять физические и химические условия водоема, где они происходят..
таксономия
Термин фитопланктон не имеет таксономического значения. Он используется для группировки различных групп организмов, входящих в планктон, в основном в микроводоросли.
К числу наиболее важных таксономических групп фитопланктона относятся диатомовые водоросли (Kingdom Cromista, класс Bacillariophyceae), которые содержат более 200 родов и более 20 тысяч живых видов..
Динофлагелляты (Kingdom Cromista, Dinoflagellata infraphyllum), в которых описано более 2400 видов, также считаются одними из наиболее важных групп. Другими представителями фитопланктона являются кокколитофориды и некоторые цианобактерии (Kingdom Bacteria, подразделение Cyanobacteria)..
Общие характеристики
В основном это организмы королевства Хромиста, то есть эукариоты, они представляют хлоропласты с хлорофиллами в и с, в большинстве случаев. Они одноклеточные. Будучи микроскопическими организмами, их плавание ограничено, и они не могут преодолеть токи.
Они требуют солнечной энергии для фотосинтеза. Их зависимость от солнечного света ограничивает их жизнь в фотической зоне (область, в которой солнечный свет может проникать в водную среду).
Основными представителями фитопланктона являются диатомовые водоросли, динофлагелляты и кокколитофориды, ниже его общих характеристик:
диатомовые
Одноклеточные организмы, иногда колониальные. Они представляют собой бороздку, которая представляет собой довольно твердую и богато украшенную клеточную стенку, образованную в основном кремнеземом..
Эта складка состоит из двух отдельных клапанов (epiteca и закладной) разных размеров, которые вместе напоминают коробку с крышкой или чашку Петри. Они обычно не представляют жгутики. Они населяют почти все водоемы и даже влажные среды.
динофлагелляты
Большинство из них морские, но некоторые живут в пресной воде. Большинство из них являются свободноживущими, однако некоторые виды являются эндосимбионтами животных, такими как кораллы. У них два неравных жгутика, которые благодаря своему расположению дают организму колебательные движения.
cocolitoforidos
Это одноклеточные микроводоросли, покрытые карбонатными структурами кальция в виде чешуек или пластин. Они являются чисто морскими организмами и не представляют жгутики.
Другие компоненты фитопланктона
цианобактерии
Это прокариотические организмы, способные к фотосинтезу, для которых у них есть только хлорофилл в. Они являются грамотрицательными и способны связывать азот и превращать его в аммоний.
Они в основном обитают в озерах и лагунах, также часто встречаются в океанах и во влажной среде.
питание
Питание фитопланктона довольно разнообразно. Однако фотосинтез является распространенным фактором среди всех групп, входящих в состав фитопланктона. Вот некоторые виды питания этих микроорганизмов.
автотрофность
Тип пищи представлен некоторыми организмами, которые способны вырабатывать собственную пищу. В случае фитопланктона он использует солнечный свет, чтобы преобразовать неорганические соединения в органический материал, который они могут использовать. Этот процесс используют почти все организмы фитопланктона.
гетеротрофией
Стиль кормления, при котором организмы зависят от органического вещества, уже разработанного для получения пищи. Примерами гетеротрофии в целом являются хищничество, паразитизм и травоядное питание.
В фитопланктоне некоторые организмы представляют этот тип питания. Например, у динофлагеллят есть представители, которые разрушают другие динофлагелляты, диатомовые водоросли и другие микроорганизмы..
Mixitrofía
Необязательное состояние некоторых организмов, способных получать свою пищу автотрофным или гетеротрофным способом. В фитопланктоне у некоторых видов динофлагеллят фотоавтотрофия (фотосинтез) сочетается с гетеротрофией.
Некоторые исследователи ограничивают гетеротрофию фагоцитозом других организмов. Другие также включают паразитизм, который делают некоторые виды динофлагеллят, который, как полагают, также делает фотосинтез.
воспроизведение
Организмы фитопланктона представляют большое разнообразие репродуктивных форм, которые варьируются в зависимости от большого разнообразия видов и групп этой группы. Однако, в широком смысле, группа представляет два типа воспроизведения; бесполое и сексуальное:
-бесполый
Тип размножения, при котором потомки наследуют только гены одного родителя. В этот тип размножения гаметы не вмешиваются. Нет хромосомных изменений, и это часто встречается у одноклеточных организмов, таких как фитопланктон. Некоторые типы бесполого размножения в фитопланктоне:
Бинарное или множественное деление
Этот тип размножения, характерный для архей и бактерий, заключается в размножении ДНК клеткой-предшественником, за которой следует процесс, называемый цитокинезом, который представляет собой не что иное, как деление цитоплазмы..
Это деление приводит к двум (двойное деление) или более (многократное деление) дочерних клеток. Этот тип механизма воспроизводит сине-зеленые водоросли (цианобактерии), динофлагелляты и диатомовые водоросли..
почкование
Среди организмов фитопланктона цианобактерии могут размножаться почкованием. В этом процессе получается маленький особь, очень похожий на взрослого.
Это происходит благодаря производству бутона или драгоценного камня, который прорастает от взрослого и растет на нем, питая даже питательные вещества родителя. Когда человек (драгоценный камень) достиг определенного размера, он отрывается от родителя и становится независимым.
-половой
Половое размножение состоит из получения потомства из комбинированного генетического материала двух половых клеток или гамет. Эти гаметы могут происходить от одного или разных родителей..
Процесс включает в себя деление мейотических клеток, при котором диплоидная клетка подвергается восстановительному делению, в результате чего образуются клетки с половиной генетической нагрузки клетки-предшественника (обычно четыре клетки)..
Несколько видов фитопланктона испытывают половое размножение в совершенно особых случаях. Например, динофлагелляты с определенным давлением окружающей среды (где условия не обязательно являются неблагоприятными) представляют собой тип полового размножения.
В этой репродукции зигота образуется благодаря слиянию двух особей, которые функционируют как гамет. Впоследствии зигота подвергнется мейотическому делению и приведет к гаплоидным клеткам.
Когда процесс митоза повторяется, уменьшение размера дочерних клеток происходит постепенно, пока не достигнет устойчивого естественного минимума. Как только этот минимум достигнут, начинается процесс полового размножения, чтобы восстановить нормальный размер клеток популяции..
важность
Основное значение фитопланктона является экологическим. Его роль в экосистемах жизненно важна для поддержания жизни и трофических отношений.
Превращение энергии света, углекислого газа и неорганических питательных веществ в органические соединения и кислород в значительной степени поддерживает не только жизнь в водной среде, но и на планете..
Эти организмы вместе составляют около 80% органического вещества планеты. Это органическое вещество является пищей огромного разнообразия рыб и беспозвоночных..
Кроме того, фитопланктон производит более половины кислорода планеты. Кроме того, эти организмы являются важной частью углеродного цикла.
Промышленное значение
Многие виды микроводорослей используются в аквакультуре для питания ранних стадий (личинок) рыб и креветок в условиях культивирования..
Существует потенциальное использование микроводорослей в качестве биотоплива. Они также используются в естественной медицине, в косметологии, в качестве биоудобрений и многих других целей..
Клиническое значение
Существует явление, которое характеризует фитопланктон и является цветением фитопланктона. Это происходит, когда доступность питательных веществ в определенном месте очень высока и используется этими микроорганизмами посредством ускоренного размножения клеток..
Эти события могут происходить в результате прибрежного апвеллинга (океанографическое явление, при котором донные воды из-за действия ветра и течений достигают поверхности) или из-за особых событий, связанных с увеличением питательных веществ..
Приливные явления приносят большую пользу рыболовству рыбы и других организмов, но не все цветения фитопланктона являются продуктивными для окружающей среды и ее обитателей..
Некоторые виды фитопланктона, особенно динофлагелляты, производят токсины и их цветение, также называемое красными приливами, приводит к массовой гибели рыб, моллюсков и ракообразных, даже людей, если они потребляют загрязненные организмы..
Другой группой организмов фитопланктона, которые вызывают массовую гибель людей, являются бактерии, которые разлагают мертвый планктон, когда их популяции очень высоки. Они потребляют кислород из окружающей среды, создавая бескислородные зоны или мертвые зоны, как их называют.
Что такое фитопланктон: понятие, виды, распространение и среда обитания
Что такое фитопланктон? Большинство представителей фитопланктона слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Однако в достаточно высоких количествах некоторые разновидности могут быть заметны как цветные пятна на поверхности воды, из-за содержания хлорофилла внутри их клеток и вспомогательных пигментов, таких как фикобилипротеины или ксантофиллы.
Что такое фитопланктон
Вам будет интересно: Мультиагентные системы: структура, принципы построения, применение. Искусственный интеллект
Фотосинтез
Фитопланктон получает энергию в процессе фотосинтеза и поэтому должен жить в хорошо освещенном поверхностном слое (называемом эвфотической зоной) океана, моря, озера или другого водоема. Фитопланктон составляет около половины всей фотосинтетической активности на Земле. Его кумулятивная фиксация энергии в соединениях углерода (первичное производство) является основой для подавляющего большинства океанических и многих пресноводных пищевых цепей (заметным исключением является хемосинтез).
Вам будет интересно: Выдающийся кораблестроитель и академик Крылов Алексей Николаевич
Уникальные виды
Хотя почти все виды фитопланктона — исключительные фотоавтотрофы, есть некоторые из них — митотрофы. Обычно это непигментированные виды, которые на самом деле являются гетеротрофными (последние часто рассматриваются как зоопланктон). Наиболее известны динофлагеллярные роды, такие как Noctiluca и Dinophysis, которые получают органический углерод путем проглатывания других организмов или детритового материала.
Значение
Фитопланктон поглощает энергию солнца и питательные вещества из воды для производства собственной пищи. В процессе фотосинтеза в воду выделяется молекулярный кислород (O2). По оценкам, около 50 % или 85 % кислорода в мире образуется при фотосинтезе фитопланктона. Остальное производится путем фотосинтеза сухопутными растениями. Чтобы понять, что такое фитопланктон, необходимо осознавать его огромное значение для природы.
Связь с минералами
Фитопланктон в решающей степени зависит от минералов. Это прежде всего макроэлементы, такие как нитрат, фосфат или кремниевая кислота, доступность которых определяется балансом между так называемым биологическим насосом и подъемом глубоких, богатых питательными веществами вод. Однако в больших районах Мирового океана, таких как Южный океан, фитопланктон также ограничен отсутствием микронутриентного железа. Это привело к тому, что некоторые ученые выступали за оплодотворение железа, как средства противодействия накоплению углекислого газа (CO2), произведенного человеком в атмосфере.
Учеными проводились эксперименты по добавлению в воду железа (обычно в виде солей, таких как сульфат железа), чтобы способствовать росту фитопланктона и вывести атмосферный CO2 в океан. Однако споры об управлении экосистемой и эффективности внесения удобрений в железе замедлили такие эксперименты.
Разнообразие
Термин «фитопланктон» охватывает все фотоавтотрофные микроорганизмы в водных пищевых цепях. Однако, в отличие от земных сообществ, где большинство автотрофов являются растениями, фитопланктон представляет собой разнообразную группу, включающую простейших эукариот, таких как эубактериальные и архаэбактериальные прокариоты. Существует около 5000 известных видов морского фитопланктона. Как это разнообразие развивалось, несмотря на ограниченные пищевые ресурсы, пока неясно.
Наиболее важные группы фитопланктона включают в себя диатомовые водоросли, цианобактерии и динофлагелляты, хотя в этой крайне разнообразной группе представлены и многие другие группы водорослей. Одна группа, coccolithophorids, ответственна (частично) за выделение значительных количеств диметилсульфида (DMS) в атмосферу. DMS окисляется с образованием сульфата, который в районах с низкой концентрацией аэрозольных частиц может способствовать возникновению особых областей конденсации воздуха, что в основном приводит к увеличению облачности и тумана над водой. Это свойство также характерно для фитопланктона озер.
Все типы фитопланктона поддерживают различные трофические (т. е. пищевые) уровни в разных экосистемах. В олиготрофных океанических районах, таких как Саргассово море или Южный Тихий океан, среди фитопланктона чаще всего встречаются одноклеточные небольшого размера, называемые пикопланктоном и нанопланктоном (также называемые пикофлагеллатами и нанофлагеллятами). В основном под фитопланктоном понимают цианобактерий (Prochlorococcus, Synechococcus) и пикоэукариотов, таких как как Micromonas. В более продуктивных экосистемах крупные динофлагелляты являются основой биомассы фитопланктона.
Влияние на химический состав воды
В начале двадцатого века Альфред К. Редфилд нашел сходство элементарного состава фитопланктона с основными растворенными питательными веществами в глубоком океане. Редфилд предположил, что отношение углерода к азоту к фосфору (106 : 16 :1) в океане контролируется потребностями фитопланктона, так как фитопланктон впоследствии выделяет азот и фосфор, поскольку они реминерализуются. Это так называемое «соотношение Редфилда» при описании стехиометрии фитопланктона и морской воды стало фундаментальным принципом для понимания эволюции морской экологии, биогеохимии, а также того, что такое фитопланктон. Однако коэффициент Редфилда не является универсальной величиной и может расходиться из-за изменений в составе экзогенных питательных веществ и микробов в океане. Продукция фитопланктона, как уже должно быть, понял читатель, влияет не только на уровень кислорода, но и на химический состав океанической воды.
Биологические особенности
Динамическая стехиометрия, свойственная одноклеточным водорослям, отражает их способность хранить питательные вещества во внутреннем резервуаре и изменять состав осмолита. Различные клеточные компоненты имеют свои уникальные стехиометрические характеристики, например, ресурсные (легкие или питательные) устройства для сбора данных, такие как белки и хлорофилл, содержат высокую концентрацию азота, но с низким содержанием фосфора. Между тем, генетические механизмы роста, такие как рибосомальная РНК, содержат высокие концентрации азота и фосфора (N и P соответственно). Пищевая цепь фитопланктон-зоопланктон, невзирая на разницу между этими двумя типами существ, является основой экологии водных пространств по всей планете.
Жизненные циклы
Основываясь на распределении ресурсов, фитопланктон подразделяется на три стадии жизни: выживание, цветение и консолидация. Выживший фитопланктон имеет высокое соотношение N: P (азота и фосфора) (> 30) и содержит множество механизмов сбора ресурсов для поддержания роста при дефицитных ресурсах. Цветущий фитопланктон имеет низкое соотношение N : P ( Понравилась статья? Поделись с друзьями:
Чем питается планктон
Слово планктон было введено в обиход немецким исследователем мирового океана Виктором Гейзеном в 1887 году. Происхождением своим оно обязано греческому языку, и переводится с него как странствующий, блуждающий. Кого же так назвал ученый?
В толще воды мирового океана свободно дрейфует огромное количество разнообразных микроорганизмов, некоторые из которых даже не видны глазу. Именно они и носят название планктон.
Как выглядит, где обитает и чем питается планктон?
Биологический состав
С чем только не столкнешься, если решишь рассмотреть эту биомассу. Здесь есть и бактерии, и водоросли, и простейшие. Встречаются также и более крупные существа, например, рачки, моллюски и черви.
Виды планктона
Все эти микроорганизмы делятся на 3 вида:
Фитопланктон состоит из одноклеточных водорослей и цианобактерий (сине-зеленых водорослей). Он нуждается в солнечном свете, так как для растений характерен фотосинтез. Именно поэтому фитопланктон встречается только до стометровой глубины. Эти организмы — главная морская растительность, они способны удваивать свою биомассу за день. Поверхностные растения активно участвуют в круговороте кислорода на планете.
Количество фитопланктона зависит от того, сколько в воде растворено таких веществ, как азот, фосфор и кремний.
Еще один вид — зоопланктон. К нему относятся живые организмы, которые или ограничены в перемещении, или не могут самостоятельно передвигаться вовсе. Здесь можно встретить огромное количество разнообразных живых существ от рачков, ракообразных, моллюсков до рыб, червей и личинок насекомых. В отличие от фитопланктона, эти существа обитают не только в поверхностных водах, но также опускаются на значительные глубины.
Среди зоопланктона выделяются виды, которые находятся в его составе постоянно (голопланктон), и те, которые присутствуют там временно (меропланктон).
Голопланктон — это все простейшие (амебы, инфузории и тому подобные организмы), а также крылоногие и кишечнополостные. К меропланктону относятся личинки насекомых, икра рыб, ракообразные, моллюски и черви.
Третий вид — бактериопланктон. В его состав входят бактерии и археи, которые перерабатывают органические формы, занимаясь так называемой реминерализацией.
Кроме классификации по составу, существует деление по размеру. Самые мелкие представители планктона имеют размеры до 2 мкм, тогда как самые крупные могут достигать 2 метров.
Сезонные колебания
В зависимости от температуры окружающей среды и длины светового дня, можно наблюдать либо всплеск, либо замедление размножения.
Состав и количество фито- и зоопланктона зависят от сезона. Бурное развитие растительности начинается весной. Так как она является пищей для многих организмов, то увеличивается и количество зоопланктона. Летом рост замедляется, а затем и вовсе останавливается.
Осенью начинается уменьшение количества планктона в северных водоемах, тогда как на юге наблюдается второй всплеск.
Зимой большинство организмов переходит в состояние покоя.
Где встречается планктон
Тропические широты — рай для подобных микроорганизмов, поэтому самым большим видовым разнообразием может похвастаться Индийский океан.
В связи с глобальным потеплением началось таяние ледников, что привело к тому, что сегодня встретить планктон можно даже в северных широтах Атлантики, где раньше он не выживал.
На самом деле, даже в соседской речке вы можете столкнуться с этими существами. Они есть везде, даже в ведре с водой.
Роль в жизни планеты
Морские микроорганизмы стали первыми производителями кислорода на Земле. И сегодня почти половина всего планетарного кислорода вырабатывается планктоном.
Кроме этого он играет роль очищающего фильтра океана. Если бы этих мельчайших организмов не существовало, вода давно была бы непригодна к жизни.
Для многих более крупных морских животных планктон — отличная кормушка. Любые колебания в его составе отражаются на всей экологической цепочке.
По подсчетам ученых в состав морского планктона входят свыше миллиона живых организмов. Изучено на сегодня всего лишь 250 тысяч из них.
Фитопланктон
Содержание
Типы [ править ]
Фитопланктон чрезвычайно разнообразен: от фотосинтезирующих бактерий (цианобактерии) до диатомовых водорослей и кокколитофорид с панцирными пластинами. [4]
Экология [ править ]
Фитопланктон зависит от витаминов группы B для выживания. Было выявлено, что районы в океане испытывают серьезную нехватку некоторых витаминов группы В и, соответственно, фитопланктона. [12]
Большое внимание также уделяется воздействию антропогенного закисления океана на рост фитопланктона и структуру сообществ. Фитопланктон, такой как кокколитофора, содержит клеточные стенки карбоната кальция, чувствительные к подкислению океана. Данные свидетельствуют о том, что из-за короткого времени их генерации некоторые фитопланктоны могут адаптироваться к изменениям pH, вызванным повышением содержания углекислого газа в быстрых временных масштабах (от месяцев до лет). [15] [16]
Разнообразие [ править ]
Стратегии роста [ править ]
Динамическая стехиометрия, показанная у одноклеточных водорослей, отражает их способность накапливать питательные вещества во внутреннем пуле, переключаться между ферментами с различными потребностями в питательных веществах и изменять состав осмолита. [26] [27] Различные клеточные компоненты имеют свои собственные уникальные стехиометрические характеристики, [24] например, механизмы получения ресурсов (свет или питательные вещества), такие как белки и хлорофилл, содержат высокую концентрацию азота, но низкое содержание фосфора. Между тем, механизмы роста, такие как рибосомная РНК, содержат высокие концентрации азота и фосфора.
В зависимости от распределения ресурсов фитопланктон подразделяется на три различных стратегии роста, а именно выживающий, цветущий [28] и универсальный. Фитопланктон, занимающийся выживанием, имеет высокое соотношение N: P (> 30) и содержит множество механизмов сбора ресурсов для поддержания роста в условиях ограниченных ресурсов. Цветущий фитопланктон имеет низкое соотношение N: P ( Факторы, влияющие на численность [ править ]
Роль фитопланктона [ править ]
На диаграмме справа фитопланктон оказывает влияние на компартменты, включая состав атмосферного газа, неорганические питательные вещества и потоки микроэлементов, а также перенос и круговорот органического вещества посредством биологических процессов. Фотосинтетически закрепленный углерод быстро перерабатывается и повторно используется в поверхностном океане, в то время как определенная часть этой биомассы экспортируется в виде тонущих частиц в глубокие глубины океана, где она подвергается постоянным процессам преобразования, например реминерализации. [35]
Аквакультура [ править ]
Антропогенные изменения [ править ]
Морской фитопланктон выполняет половину глобальной фотосинтетической фиксации CO 2 (чистая глобальная первичная продукция
50 пг C в год) и половину производства кислорода, несмотря на то, что он составляет всего
1% мировой биомассы растений. [39] По сравнению с наземными растениями, морской фитопланктон распределен на большей площади, подвержен меньшим сезонным колебаниям и имеет значительно более высокую скорость обновления, чем деревья (дни по сравнению с десятилетиями). [39] Таким образом, фитопланктон в глобальном масштабе быстро реагирует на изменения климата. Эти характеристики важны при оценке вклада фитопланктона в связывание углерода и прогнозировании того, как эта продукция может измениться в ответ на возмущения. Прогнозирование воздействия изменения климата на первичную продуктивность осложняется циклами цветения фитопланктона, на которые влияет как восходящий контроль (например, доступность основных питательных веществ и вертикальное перемешивание), так и нисходящий контроль (например, выпас и вирусы). [40] [39] [41] [42] [43] [44] Повышение солнечной радиации, температуры и поступления пресной воды в поверхностные воды усиливает стратификацию океана и, следовательно, снижает перенос питательных веществ из глубинных вод в поверхностные воды, что снижает первичную продуктивность. [39] [44] [45] И наоборот, повышение уровня CO 2 может увеличить первичную продукцию фитопланктона, но только тогда, когда количество питательных веществ не ограничено. [46] [47] [48] [17]
Некоторые исследования показывают, что общая глобальная плотность океанического фитопланктона снизилась за последнее столетие [49], но эти выводы были поставлены под сомнение из-за ограниченной доступности долгосрочных данных по фитопланктону, методологических различий в генерации данных и большой годовой и десятилетней изменчивости продукция фитопланктона. [50] [51] [52] [53] Более того, другие исследования предполагают глобальное увеличение продукции океанического фитопланктона [54] и изменения в определенных регионах или определенных группах фитопланктона. [55] [56] Глобальный индекс морского льда снижается, [57] что приводит к более высокому проникновению света и потенциально большему первичному производству; [58] тем не менее, существуют противоречивые прогнозы о влиянии различных моделей смешивания и изменений в снабжении питательными веществами, а также о тенденциях продуктивности в полярных зонах. [44] [17]