4.4: Діатомові водорості

Last updated
Save as PDF

Page ID: 6343

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Діатомові водорості, Phylum Bacillariophyta

Діатомові водорості - ще одна фотосинтетична лінія гетероконтів, яка була отримана від вторинного ендосимбіозу червоних водоростей. Діатомові водорості - неймовірно різноманітна група одноклітинних організмів, що містять від 20 000 до 2 мільйонів видів. Ці організми одноклітинні і оточені фруктозою, оболонкою з кремнезему, виготовленої з двох різних клапанів, які охоплюють плазмову мембрану. Фрустули дивовижно хитромудрі, покриті дрібними порами в розташуванні, спеціально пристосованому для захоплення сонячного світла (рис.\(\PageIndex{1}\)). Вони мають золотисті хлоропласти завдяки каротиноїдного пігменту фукоксантину (рис.\(\PageIndex{2}\)).

Центричний діатом, приблизно квадратний, заповнений жовтими дисками (хлоропластами) — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Діатом, наповнений золотистими органелами (хлоропластами). Фото: Вісенте Франч Мене, CC-BY-NC.

Крупним планом на осередкові пори того ж діатома, що і на попередньому фото — Малюнок\(\PageIndex{2}\): *Нервова істмія*, що показує хитромудрий візерунок пір. Здається, є кілька шарів з різним малюнком пір для кожного. Фотографії Лами Марка Веббера, CC-BY-NC.

Морфологія

Ми все ще намагаємося з'ясувати, як визначити, що таке діатомовий «вид», і поки що вони класифікуються виходячи з морфології їх плодів. Використовуючи цю класифікацію, історично існували дві основні групи діатомових водоростей: центрична (мають радіальну симетрію) і вимпел (мають двосторонню симетрію). Ці класифікації покращилися і збільшилися в складності, тому тут ми розглянемо саме широкі штрихи. Для більш глибокого погляду на поточну морфологічну класифікацію діатомів та фантастичні зображення, перегляньте цей чудовий веб-сайт.

Трикутний діатом: ви можете намалювати три лінії симетрії через цю — Малюнок\(\PageIndex{3}\): Ці зображення показують центричні діатомові водорості. Можна провести кілька ліній симетрії через кожен з цих організмів. Centric все ще є морфологічним описом, що використовується для діатомових пологів. Перший: *Трицерацій,* фото Райана Уотсона, CC-BY. Другий: *Арахноїдіскус еренбергія* знайдений на *Ульві,* фото Рендалла, CC0.

Плоский круглий діатом. Тут можлива безліч ліній симетрії. — Малюнок\(\PageIndex{3}\): Ці зображення показують центричні діатомові водорості. Можна провести кілька ліній симетрії через кожен з цих організмів. Centric все ще є морфологічним описом, що використовується для діатомових пологів. Перший: *Трицерацій,* фото Райана Уотсона, CC-BY. Другий: *Арахноїдіскус еренбергія* знайдений на *Ульві,* фото Рендалла, CC0.

Три вимпели діатомові водорості поруч один з одним — Малюнок\(\PageIndex{4}\): Ці зображення показують «вимпел» діатомові водорості. Це історично класифікувало багато різновидів двосторонньо симетричних діатомових водоростей, які з тих пір були розділені на краще описані групи (деякі навіть асиметричні). Якщо розглядати тривимірно, то через цей тип діатома можна провести лише одну лінію симетрії. Перший: *Гомфонема алюмінієва*, шкала бар = 10 мкм. Фото Енвіроетана, CC-BY-NC. Другий: *Сурірелла хвиляста,* фото Lila_137, CC-BY-NC.

Єдиний (американський) діатом у формі футболу. — Малюнок\(\PageIndex{4}\): Ці зображення показують «вимпел» діатомові водорості. Це історично класифікувало багато різновидів двосторонньо симетричних діатомових водоростей, які з тих пір були розділені на краще описані групи (деякі навіть асиметричні). Якщо розглядати тривимірно, то через цей тип діатома можна провести лише одну лінію симетрії. Перший: *Гомфонема алюмінієва*, шкала бар = 10 мкм. Фото Енвіроетана, CC-BY-NC. Другий: *Сурірелла хвиляста,* фото Lila_137, CC-BY-NC.

Діатомова колонія у формі зірки — Малюнок\(\PageIndex{5}\): Багато діатомових водоростей живуть колоніями, де одноклітинні діатомові водорості злипаються разом, утворюючи більш складну структуру. Це може полегшити плавання в товщі води (плотоутворення) або ускладнити поглинання хижаками. Наведені вище приклади показують колонії діатомових водоростей різної форми. Зліва: *Asterionella formosa*, двосторонній симетричний діатом, що утворює зіркоподібну колонію. Фото Мінді Моралес, CC-BY-NC. Праворуч: *Chaetoceros debilis*, центричний діатом, що утворює колонію спіралеподібної форми. Фото: Сарка Мартінес, CC-BY-NC.

Багато діатомових водоростей складені разом у стовпчик, який утворюється в спіраль. — Малюнок\(\PageIndex{5}\): Багато діатомових водоростей живуть колоніями, де одноклітинні діатомові водорості злипаються разом, утворюючи більш складну структуру. Це може полегшити плавання в товщі води (плотоутворення) або ускладнити поглинання хижаками. Наведені вище приклади показують колонії діатомових водоростей різної форми. Зліва: *Asterionella formosa*, двосторонній симетричний діатом, що утворює зіркоподібну колонію. Фото Мінді Моралес, CC-BY-NC. Праворуч: *Chaetoceros debilis*, центричний діатом, що утворює колонію спіралеподібної форми. Фото: Сарка Мартінес, CC-BY-NC.

Екологія

Крім морфології, діатомові водорості також можна класифікувати за місцем їх виникнення. Вільно плаваючі діатомові водорості є планктонними. Діатомові водорості, прикріплені до інших організмів (як гігантська ламінарія), є епіфітними. Бентосні діатомові водорості, як правило, мешкають до дна водойми.

Скупчення діатомових водоростей видно через мікроскоп — Малюнок\(\PageIndex{6}\): На цьому зображенні показано багато діатомових водоростей, хоча вони, як правило, скупчені по обидва боки зображення. Коли вони згуртовані між собою, вони виглядають набагато більш золотистого кольору. Це пов'язано з їх золотистими хлоропластами, які містять каротиноїд фукоксантин. Фото Меліси Ха, CC-BY-NC.

Епіфітні діатомові водорості прикріплюються до червоної водорості. Хлоропласти забарвлені в синій колір і позначені на малюнку. — Малюнок\(\PageIndex{7}\): Епіфітні діатомові водорості. Ці діатомові водорості були сфотографовані з підготовленого гірки червоної водорості Полісифонії. Це віялоподібна колонія діатомових водоростей, які прикріпилися до поверхні зразка червоних водоростей, використовуваних для виготовлення слайда. Коли була зроблена гірка, вона пройшла через фарбувальну ванну. Це перетворило багато золотих хлоропластів у діатомових водоростях синім. Ви можете побачити хлоропласти всередині діатомових водоростей, тому що кремнеземові фруктози прозорі, як скло. Фото Марії Морроу, CC-BY-NC.

розмноження

Діатомові водорості переважно розмножуються безстатевим шляхом двійкового поділу, подібного до прокаріотів. Під час двійкового ділення два клапани ярочки відокремлюються, і кожна нова клітина утворює новий клапан всередині старої. Однак новий клапан завжди менше. Якщо діатомові водорості розмножуються лише таким чином, це призводить до постійного зменшення середнього розміру. Коли досягається якийсь мінімальний розмір, це може спровокувати статеве розмноження. Коли діатомові водорості статевим шляхом розмножуються, вони мають дилонтичний життєвий цикл і виробляють дуже велику ауксоспору.

Колонія епіфітних діатомових водоростей, що виробляють велику кінцеву ауксоспору — Малюнок\(\PageIndex{8}\): Коли діатомові водорості статевим шляхом розмножуються, вони утворюють велику структуру, яка називається ауксоспорою. На цій картині ауксоспора являє собою легкулампочкообразную клітку, розташовану в кінці колонії епіфітних діатомових водоростей. На кожному діатомі видно багато золотих хлоропластів. Фото Марії Морроу, CC-BY-NC.

Різноманітність

Відео\(\PageIndex{1}\): Це відео показує деяку неймовірну різноманітність діатомових форм і дивовижне мистецтво Клаус Кемп робить з ними. Джерело з YouTube.