DIATOMEE: CARACTERISTICI, NUTRIȚIE, REPRODUCERE - BIOLOGIE - 2025

The diatomee (diatomee) sunt un grup de microalge, în principal apă și unicelulare. Ele pot fi cu viață liberă (ca și cele plantonice) sau pot forma colonii (precum cele care fac parte din bentos). Ele se caracterizează prin faptul că sunt de distribuție cosmopolită; adică pot fi găsite pe toată planeta.

Alături de alte grupuri de microalge, fac parte din afecțiunile mari de fitoplancton găsite în apele tropicale, subtropicale, arctice și antarctice. Originile lor datează din Jurassic și astăzi reprezintă unul dintre cele mai mari grupuri de microalge cunoscute de om, cu peste o sută de mii de specii descrise între vii și dispărute.

Diversitatea diiatomului. Preluat și editat din: Wipeter, de la Wikimedia Commons.

Din punct de vedere ecologic, acestea sunt o parte importantă a pânzelor alimentare ale multor sisteme biologice. Depunerile de diatome sunt o sursă foarte importantă de material organic acumulat pe fundul mării.

După lungi procese de sedimentare, presiune a materiei organice și milioane de ani, aceste depozite au devenit uleiul care mișcă o mare parte din civilizația noastră actuală.

În vechime, marea acoperea zone ale pământului care apar în prezent; În unele dintre aceste zone au rămas depozite diatomate, care sunt cunoscute sub numele de pământ diatomac. Pământul diatomac are multiple utilizări în industria alimentară, construcții și chiar farmaceutice.

caracteristici

Sunt organisme eucariote și fotosintetice, cu o fază celulară diploidă. Toate speciile acestor microalge sunt unicelulare, cu forme de viață liberă. În unele cazuri formează colonii (coccoid), lanțuri lungi, ventilatoare și spirale.

Caracteristica fundamentală a diatomelor este aceea că au o frustă. Frustula este un perete celular compus în principal din silice, care înglobează celula într-o structură similară cu o farfurie sau farfurie Petri.

Partea superioară a acestei capsule se numește epitet, iar partea inferioară se numește ipotecă. Frustulele variază ca ornamentație, în funcție de specie.

Formă

Forma diatomelor este variabilă și are importanță taxonomică. Unele au o simetrie radiată (centrală), iar altele pot avea diferite forme, dar sunt întotdeauna bilateral simetrice (pennal).

Diatomele sunt răspândite în toate corpurile de apă ale planetei. Sunt în mare parte marine; cu toate acestea, unele specii au fost găsite în corpuri de apă dulce, bălți și medii umede.

Aceste organisme autotrofe prezintă clorofilă a, c1 și c2 și au pigmenți precum diatoxantina, diadinoxantina, β-carotenul și fucoxantina. Acești pigmenți le oferă o culoare aurie care le permite să capteze mai bine lumina soarelui.

Taxonomie și clasificare

În prezent, ordonarea taxonomică a diatomelor este controversată și poate fi revizuită. Majoritatea sistematicienilor și taxonomiștilor plasează acest grup mare de microalge în cadrul diviziei Heterokontophyta (uneori ca Bacillariophyta). Alți cercetători le clasifică drept filum și chiar ca taxoni mai mari.

Clasificare tradițională

Conform ordonării taxonomice clasice, diatomele sunt situate în clasa Bacillariophyceae (numită și Diatomophyceae). Această clasă este împărțită în două comenzi: Central și Pennales.

Centrale

Sunt diatome ale căror frustule le conferă simetrie radială. Unele specii au ornamentație spinoasă și nu au o fisură numită raphe pe suprafața lor.

Această comandă este formată din cel puțin două subordine (în funcție de autor) și cel puțin cinci familii. Sunt în mare parte marine; cu toate acestea, există reprezentanți ai acestora în corpurile de apă dulce.

Diatomul central. Preluat și editat din Derek Keats din Johannesburg, Africa de Sud, prin Wikimedia Commons.

Pennales

Aceste diatome au o formă alungită, ovală și / sau liniară, cu simetrie bipolară bilaterală. Au ornamente frustrate asemănătoare cu stria și unii au un raphe de-a lungul axei longitudinale.

În funcție de taxonomist, acest ordin este format din cel puțin două subordine și șapte familii. Sunt în mare parte apă dulce, deși speciile au fost descrise și în mediile marine.

Clasament recent

Cele de mai sus sunt clasificarea și ordonarea taxonomică clasică a ordinelor de diatomă; este modul cel mai des utilizat de a le distinge. Cu toate acestea, multe acorduri taxonomice au apărut de-a lungul timpului.

În anii 90, oamenii de știință Round & Crawford au contribuit cu o nouă clasificare taxonomică compusă din 3 clase: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae și Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Anterior făceau parte din diatomele ordinului Centrales. În prezent această clasă este reprezentată de cel puțin 22 de comenzi și 1174 specii.

Bacillariophyceae

Sunt diatomee de simetrie bilaterală cu raphe. Membrii acestei clase făceau anterior ordinul Pennales.

Ulterior au fost împărțiți în diatomee cu raphe și fără raphe (într-un mod foarte generalizat). Se știe că această clasă de microalge este reprezentată de 11 comenzi și aproximativ 12 mii de specii.

Fragilariophyceae

Este o clasă de diatome ale căror membri făceau anterior parte și din ordinul Pennales. Aceste microalge au simetrie bilaterală, dar nu prezintă raphe. și sunt reprezentate de 12 ordine și aproximativ 898 de specii.

Unii taxonomiști nu consideră valabil acest taxon și plasează Fragilariophyceae ca o subclasă în cadrul clasei Bacillariophyceae.

Nutriție

Diatomele sunt organisme fotosintetice: folosesc energia luminii (solare) pentru a o transforma în compuși organici. Acești compuși organici sunt necesari pentru a răspunde nevoilor tale biologice și metabolice.

Pentru a sintetiza acești compuși organici, diatomele necesită nutrienți; acești nutrienți sunt în principal azot, fosfor și siliciu. Acest ultim element funcționează ca un element nutritiv limitant, deoarece este necesar să formeze frustul.

Pentru procesul fotosintetic, aceste microorganisme folosesc pigmenți precum clorofila și caroteniodele.

Clorofilă

Clorofila este un pigment fotosintetic verde care este localizat în cloroplaste. Doar două tipuri sunt cunoscute în diatomee: clorofila a (Chl a) și clorofila c (Chl c).

Chl a are o participare primară la procesul de fotosinteză; în schimb, Chl c este un pigment accesoriu. Cele mai frecvente Chl c în diatome sunt c1 și c2.

Carotenoidele

Carotenoizii sunt un grup de pigmenți aparținând familiei izoprenoidelor. În diatomee, au fost identificate cel puțin șapte tipuri de carotenoizi.

La fel ca clorofilele, ajută diatomele să capteze lumina pentru a o transforma în compuși organici alimentari pentru celulă.

Reproducere

Diatomele se reproduc asexual și sexual, prin procese de mitoză, respectiv meioză.

asexuat

Fiecare celulă stem suferă un proces de divizare mitotică. Ca produs al mitozei, materialul genetic, nucleul celular și citoplasma sunt duplicate, pentru a da naștere a două celule fiice identice cu celula mamă.

Fiecare celulă nou creată ia ca epitetă un prospect din celula stem și apoi își construiește sau își formează propria ipotecă. Acest proces de reproducere poate apărea între una și opt ori într-o perioadă de 24 de ore, în funcție de specie.

Deoarece fiecare celulă fiică va forma un nou credit ipotecar, cea care a moștenit ipoteca maternă va fi mai mică decât sora sa. Pe măsură ce procesul de mitoză se repetă, declinul celulelor fiice este progresiv până la atingerea unui minim durabil.

Sexual

Procesul de reproducere sexuală a celulei constă în divizarea unei celule diploide (cu două seturi de cromozomi) în celule haploide. Celulele haploide au jumătate din machiajul genetic al celulelor progenitoare.

Odată ce diatomele reproduse asexual ating dimensiunea minimă, un tip de reproducere sexuală este precedat de meioză. Această meioză dă naștere la gameți haploizi și goi sau atenați; gametii fuzionează pentru a forma spori numiți auxospores.

Auxosporesele permit diatomelor să recâștige diploidia și dimensiunea maximă a speciei. De asemenea, permit diatomelor să supraviețuiască vremurilor cu condiții dure de mediu.

Acești spori sunt foarte rezistenți și vor crește și vor forma frustulii respectivi atunci când condițiile sunt favorabile.

Ecologie

Diatomele au un perete celular bogat în oxid de siliciu, numit în mod obișnuit silice. Datorită acestui fapt, creșterea lor este limitată de disponibilitatea acestui compus în mediile în care se dezvoltă.

După cum am menționat mai sus, aceste microalge sunt cosmopolite în distribuție. Sunt prezente în corpuri de apă dulce și marine și chiar în medii cu disponibilitate redusă de apă sau cu un anumit grad de umiditate.

În coloana de apă locuiesc în principal zona pelagică (apa deschisă), iar unele specii formează colonii și locuiesc în substraturi bentice.

Populațiile de diatom nu sunt în general de dimensiuni constante: numărul acestora variază enorm cu o oarecare periodicitate. Această periodicitate este legată de disponibilitatea de nutrienți și depinde și de alți factori fizico-chimici, cum ar fi pH-ul, salinitatea, vântul și lumina, printre altele.

Înflorire

Când condițiile sunt optime pentru dezvoltarea și creșterea diatomelor, apare un fenomen numit înflorire sau înflorire.

În timpul adăpostirii, populațiile de diatomee pot domina structura comunității fitoplanctonului, iar unele specii participă la înfloririle algelor dăunătoare sau la maree roșie.

Diatomele sunt capabile să producă substanțe nocive, inclusiv acidul domoic. Aceste toxine se pot acumula în lanțurile alimentare și pot afecta în cele din urmă oamenii. Intoxicațiile umane pot cauza leșin și probleme de memorie la comă sau chiar moarte.

Se crede că există peste 100.000 de specii de diatomee (unii autori cred că există peste 200.000) între vii (mai mult de 20.000) și cele dispuse.

Populațiile lor contribuie cu aproximativ 45% din producția primară a oceanelor. De asemenea, aceste microorganisme sunt esențiale în ciclul de siliciu oceanic datorită conținutului de silice din frustulă.

Aplicații

Paleoceanography

Componenta de silice din frustul diatomelor îi face de mare interes pentru paleontologie. Aceste microalge ocupă medii foarte specifice și diverse din timpurile aproximativ cretacee.

Fosilile acestor alge ajută oamenii de știință să reconstruiască distribuția geografică a mărilor și continentelor de-a lungul timpurilor geologice.

biostratigrafia

Fosilele de diatom găsite în sedimentele marine permit cercetătorilor să înțeleagă diferitele schimbări de mediu care au avut loc din timpurile preistorice până în zilele noastre.

Aceste fosile permit stabilirea vârstei relative a straturilor în care se găsesc și, de asemenea, servesc la corelarea straturilor din diferite locații.

Pământ de diatomee

Pământul diatomac este cunoscut ca depozite mari de microalge fosilizate care se găsesc în principal pe uscat. Cele mai importante depozite ale acestor terenuri sunt în Libia, Irlanda și Danemarca.

Se mai numește diatomit și este un material bogat în silice, minerale și oligoelemente, pentru care are multiple utilizări. Printre cele mai proeminente utilizări se numără următoarele:

agricultură

Este folosit ca insecticid în culturi; este răspândit pe plante ca un fel de protecție solară. Este, de asemenea, utilizat pe scară largă ca îngrășământ.

acvacultura

În creveții de creveți, pământul diatomac a fost folosit în producția de alimente. S-a dovedit că acest aditiv îmbunătățește creșterea și asimilarea furajelor comerciale.

În culturile de microalge este utilizat ca filtru în sistemul de aerare și în filtrele de nisip.

Biologie moleculara

Pământul diatomacic a fost utilizat pentru extracția și purificarea ADN-ului; pentru aceasta este utilizat împreună cu substanțe capabile să dezorganizeze structura moleculară a apei. Exemple de aceste substanțe sunt clorhidratul de guanidină și tiocianatul.

Mancare si bautura

Este utilizat pentru filtrarea în producerea diferitelor tipuri de băuturi, cum ar fi vinuri, bere și sucuri naturale. Odată recoltate anumite produse, cum ar fi boabele, acestea sunt scăldate pe pământ diatomac, pentru a evita atacurile de teve și alți dăunători.

Animale de companie

Face parte din componentele gunoiului sanitar (pietricele sanitare) care sunt utilizate frecvent în cutii pentru pisici și alte animale de companie.

Veterinar

În unele locuri este utilizat ca o vindecare eficientă a rănilor animale. De asemenea, este utilizat în controlul artropodelor ectoparazitare la animalele domestice și de fermă.

Vopsele

Se folosește ca etanșant sau vopsea emailată.

Înconjurător

Pământul diatomac este utilizat pentru restaurarea zonelor contaminate cu metale grele. Aplicațiile sale în acest context includ faptul că restabilește solurile degradate și reduce toxicitatea aluminiului în solurile acidulate.

Pământ de diatomee. Vizualizare sub contrast de fază la un microscop ușor. Preluat și editat din: Zephyris, de la Wikimedia Commons.

Criminalistica

În cazurile de deces prin imersiune (înec), una dintre analizele efectuate este prezența diatomelor în corpul victimelor. Datorită compoziției scheletului de silice al diatomelor, acestea rămân în organism chiar dacă se găsesc cu un anumit grad de descompunere.

Oamenii de știință folosesc specia pentru a afla dacă incidentul a avut loc, de exemplu, într-o mlaștină, în mare sau într-un lac; acest lucru este posibil deoarece diatomele au un anumit grad de specific de mediu. Multe cazuri de omor au fost soluționate datorită prezenței diatomelor în corpurile victimelor.

Nanotehnologie

Utilizarea diatomelor în nanotehnologie este încă în fazele incipiente. Cu toate acestea, studiile și utilizările din acest domeniu devin tot mai frecvente. În prezent, testele sunt utilizate pentru a converti frustele de silice în siliciu și pentru a produce cu aceste componente electrice.

Există multe așteptări și utilizări potențiale pentru diatomee în nanotehnologie. Studiile sugerează că pot fi utilizate pentru manipularea genetică, pentru construcția de microcomponente electronice complexe și ca biocelule fotovoltaice.

Referințe

1. A. Canizal Silahua (2009). Catalog ilustrat de diatome mexicane de apă dulce. I. Familia Naviculaceae. Raport de cercetare care să obțină titlul de: biolog. Universitatea Națională Autonomă din Mexic 64 pp.
2. V. Cassie (1959). Diatome planctonice marine. Tuatara.
3. Algele Diatom. Encyclopædia Britannica. Recuperat de pe britannica.com.
4. MD Guiry & GM Guiry (2019). AlgaeBase. Publicație electronică la nivel mondial, Universitatea Națională din Irlanda, Galway. Recuperat de algaebase.org.
5. Identificarea fitoplanctonului. Diatome și dinoflagelate. Recuperat din ucsc.edu.
6. De diatomee. Noua enciclopedie mondială. Recuperat de newworldencyclopedia.org.
7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska și K. Strzalka (2015). Pigmenți fotosintetici în Diatomee. Droguri marine.
8. De diatomee. MIRACOL. Recuperat din ucl.ac.uk.
9. Pământ de diatomee. Recuperat din diatomea.cl.
10. Silice, pământ diatomac și creveți. Recuperat de la balnova.com.
11. L. Baglione. Utilizări ale pământului diatomac. Recuperat de tehnicana.org
12. De diatomee. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
13. A. Guy (2012). Nanotech Diatome. Recuperat de nextnature.net.