Dinoflagelati: definicija, biologija, vrste in bioluminiscenca
Odkrijte dinoflagelate: definicija, biologija, vrste, raznolikost in čar bioluminiscence — morski in sladkovodni plankton, simbioze in ekološki pomen.
Dinoflagelati so velika skupina bičjastih praživali. Približno polovica jih je fotosintetičnih, preostali so večinoma heterotrofni plenilci drugih protistov. Tiste, ki so fotosintetični, včasih ohlapno imenujemo "alge", tiste, ki so plenilci, pa včasih ohlapno imenujemo "protozoji".
Različni avtorji jih uvrščajo v red, razred in filum. Njihove medsebojne odnose še vedno aktivno raziskujejo.
Večinoma gre za morski plankton, vendar so pogosti tudi v sladkovodnih habitatih. Njihove populacije so razporejene glede na temperaturo, slanost ali globino. Skupina vključuje številne simbionte in bioluminiscenčne vrste.
Trenutno je opisanih približno 1555 vrst prosto živečih morskih dinoflagelatov. Po najnovejših ocenah naj bi bilo skupno 2.294 živečih vrst dinoflagelatov, ki vključujejo morske, sladkovodne in parazitske dinoflagelate.
Morfologija in struktura celice
Dinoflagelati so enocelični organizmi, pogosto z značilno ploščato ali oklepno strukturo, ki jo tvorijo theca ali celulozne plošče pri nekaterih vrstah. Celica običajno nosi dve bičici: ena prečno položena (transverzalna), ki leži v obroču called cingulum, in ena vzdolžno položena (longitudinalna) v žlebu sulcus. Gibanje je posledica vala obeh bičic, kar daje dinoflagelatom pogosto vrtenje ali značilen spiralni premik.
Fiziologija in metabolizem
Med fotosintetičnimi vrstami so kloroplasti različne izvorne skupine (v nekaterih primerih posledica endosimbiotskih dogodkov). Fotosintetični dinoflagelati vsebujejo pigmente, kot so klorofil a, c in različni karotenoidi, kar jim omogoča izrabo svetlobe. Heterotrofne vrste lovijo protiste ali zaužijejo rastlinsko snov; nekateri so mešotrofni (kombinirajo fotosintezo in plenilstvo).
Razmnoževanje in življenjski cikli
Večina dinoflagelatov se razmnožuje s aseksualnim delitvanjem (binary fission). Mnogo vrst ima tudi seksualne faze, pri katerih pride do združitve gamet in tvorbe ciste (resting cyst ali hypnozygote). Ti počivajoči stadiji so pomembni za preživetje v neugodnih pogojih in lahko prispevajo k ponovnim pojavom množičnih cvetov (blooms).
Ekologija, razširjenost in vedenje
Dinoflagelati zasedajo različne niše v morskih in sladkovodnih ekosistemih. Veliko vrst je planktonskih in izkazuje dnevno vertikalno migracijo (dvig pri noči k površini in potop pri dnevu), kar jim omogoča kombinacijo dostopa do svetlobe in hranil. Spremembe temperature, slanosti, hranil in tokov močno vplivajo na sestavo in gostoto populacij.
Simbioza in parazitizem
Številne vrste živijo v simbiozi z živalmi. Najbolj znani so dinoflagelati iz družine Symbiodiniaceae (pogosto poimenovani "zooxanthellae"), ki so endosimbiotični v koralah, meduzah in školjkah ter so ključni za rast in zdravje koralnih grebenov. Poleg simbioze so nekatere vrste paraziti ali specializirani plenilci, ki napadajo druge protiste ali ribe.
Harmful algal blooms (rdeče plime) in toksini
Nekateri dinoflagelati tvorijo množične cvete, znane kot harmful algal blooms ali rdeče plime. Te plime lahko povzročijo smrtnost rib, zastrupitve pri morski hrani in velike gospodarske posledice. Primeri toksinov vključujejo saxitoksin (vzrok paralitičnega zastrupitve z rakci – PSP), okadaično kislino (diarretična zastrupitev – DSP) in toksine, povezane s ciguatero (Gambierdiscus). Posledice so od poškodb prehranske verige do omejitev ribolova in kopanja.
Bioluminiscenca
Mnoge vrste so sposobne bioluminiscence — proizvajanja svetlobe s kemijsko reakcijo. Pri dinoflagelatih se svetloba sprosti v specializiranih organelih, imenovanih scintillons, kjer luciferin reagira z luciferazo. Reakcija je pogosto pH‑odvisna in se sproži ob mehanski stimulaciji (npr. delovanje valov ali gibanje plenilcev). Bioluminiscenca ima več predlaganih vlog: od odvračanja plenilcev do opozarjanja partnerjev ali motenja plenilčevega vidnega sistema.
Taksonomija in število vrst
Taksonomska ureditev dinoflagelatov je kompleksna in se spreminja z novimi molekularnimi podatki. Pogosto jih uvrščajo med alveolate skupaj z apikompeksami in ciliate. Zaradi velike raznolikosti življenjskih strategij (fotosinteza, heterotrofija, simbioza, parazitizem) in genetske raznolikosti ostaja klasifikacija predmet aktivnih raziskav. Kot omenjeno v uvodu, je trenutno opisanih približno 1555 prosto živečih morskih vrst, ocenjuje se pa skupno okoli 2.294 vrst, vključno s sladkovodnimi in parazitskimi taksoni.
Pomen za ekosisteme in ljudi
Dinoflagelati so ključni primarni producenti v mnogih ekosistemih in temelj prehranskih spletov v morjih. Hkrati pa so odgovorni za škodljive dogodke in toksine, ki vplivajo na javno zdravje, akvakulturo in turizem. Razumevanje njihove biologije pomaga pri obvladovanju plim, napovedovanju izbruhov in ohranjanju občutljivih habitatov, kot so koralni grebeni.
Raziskave in sodobna vprašanja
Sodobne raziskave dinoflagelatov vključujejo genomiko, ekologijo plim v času podnebnih sprememb, mehanizme bioluminiscence, genetiko simbioze s koralami ter razvoj metod za hitro zaznavo toksinov v morskih sadežih. Pomembna so tudi vprašanja o tem, kako globalne spremembe vplivajo na pojavnost škodljivih cvetov in na stabilnost simbiotskih odnosov.
Opomba: Pri navajanju imen vrst, taksonomskih enot in nekaterih biokemičnih podrobnosti je taksonomsko delo dinoflagelatov dinamično; za najnovejše informacije je vredno preveriti aktualno znanstveno literaturo in taksonomske podatkovne baze.
Biologija
Zooksantele
Nekateri dinoflagelati so zooksantele: endosimbionti morskih evkariontov in živali, kot so antozojske korale. Te korale, ki gradijo grebene, so v veliki meri odvisne od njih. Drugi organizmi, ki lahko gostijo zooksantelo, so meduze, školjke, foraminifere, morski polži, tj. nudibranhi, pa tudi ciliati in radiolariji.
Rdeči plimovanje
Dinoflagelati so odgovorni za "rdeče plimovanje", ki lahko zastrupi ribe. Včasih cvetijo v koncentracijah več kot milijon celic na mililiter. Nekatere vrste proizvajajo nevrotoksine, ki v takšnih količinah ubijajo ribe in se kopičijo v filtratorjih, kot so školjke, ki jih lahko prenesejo na ljudi, ki jih jedo. Ta pojav se imenuje rdeča plima, kar je posledica barve, ki jo cvetenje daje vodi. Vsi cvetovi dinoflagelatov niso nevarni. Modrikasto utripanje, vidno v oceanski vodi ponoči, je pogosto posledica cvetenja bioluminiscenčnih dinoflagelatov, ki ob vznemirjanju oddajajo kratke bliske svetlobe.
Razvrstitev
Čeprav jih uvrščamo med evkarionte, jedra dinoflagelatov nimajo nekaterih ključnih značilnosti evkariontskih jeder. Dodge je dinoflagelatno jedro zaradi vmesnih značilnosti med zvitimi območji DNK prokariontskih bakterij in dobro opredeljenim evkariontskim jedrom označil za mezokariontsko. Vendar pa ta skupina vsebuje značilne evkariontske organele, kot so Golgijev kompleks, mitohondriji in kloroplasti.
Skupina vsebuje številne zapletene organele in življenjske oblike. Nekateri imajo strukture, podobne očem vretenčarjev, nekateri imajo nematociste, nekateri živijo kot plazmodiji (večjedrne oblike), nekateri imajo dve bički, fotosintetični dinoflagelati vsebujejo "osupljivo paleto" vrst plastidov, njihova genetika in celična biologija pa je v celoti ekscentrična.
Fosili
Fosilni dinoflagelati so pomembni za stratigrafijo, datiranje in korelacijo plasti. Dinoflagelati imajo med svojim življenjem mobilno planktonsko obliko in odporno cistično fazo, ki jim omogoča preživetje čez zimo v sedimentu. Fosilizira se le cista. Njihov prvi zanesljiv pojav je v silurskem obdobju, z veliko radiacijo v mezozoiku. str. 440 Margulis in sodelavci so jih uvrstili v vrsto Phylum Dinomastigota.
Sorodne strani
Vprašanja in odgovori
V: Kaj so dinoflagelati?
O: Dinoflagelati so skupina bičjastih protistov, ki so fotosintetični ali heterotrofni plenilci drugih protistov.
V: Ali so vsi dinoflagelati fotosintetični?
O: Ne, le približno polovica dinoflagelatov je fotosintetičnih, preostali pa so heterotrofni plenilci.
V: Kakšna so različna imena za fotosintetične in plenilske dinoflagelate?
O: Fotosintetične dinoflagelate včasih imenujemo "alge", plenilske dinoflagelate pa "protozoji".
V: V katerih okoljih se dinoflagelati pogosto pojavljajo?
O: Dinoflagelate najpogosteje najdemo v morskem planktonu, vendar so pogosti tudi v sladkovodnih habitatih.
V: Kateri dejavniki vplivajo na populacije dinoflagelatov?
O: Na populacije dinoflagelatov vplivajo temperatura morske površine, slanost in globina.
V: Koliko vrst prosto živečih morskih dinoflagelatov je trenutno opisanih?
O: Trenutno je opisanih približno 1 555 vrst prosto živečih morskih dinoflagelatov.
V: Koliko vrst dinoflagelatov naj bi obstajalo skupaj?
O: Po zadnjih ocenah naj bi bilo skupno 2 294 živečih vrst dinoflagelatov, kar vključuje morske, sladkovodne in parazitske vrste.
Iskati