תאי המין: מאפיינים, תזונה, רבייה - ביולוגיה - 2025

הצורני (האצה) הם קבוצה של microalgae, בעיקר מים חדים-תאיים. הם יכולים להיות חיים חופשיים (כגון פלנטונים) או ליצור מושבות (כמו אלה שהם חלק מהבנטוס). הם מאופיינים בכך שהם בעלי תפוצה קוסמופוליטית; כלומר ניתן למצוא אותם בכל רחבי כדור הארץ.

יחד עם קבוצות אחרות של מיקרו-אצות, הן חלק מההתפרצויות הגדולות של פיטופלנקטון שנמצאות במים טרופיים, סובטרופיים, ארקטיים ואנטארקטיים. מוצאם עוד מימי היורה וכיום הם מייצגים את אחת הקבוצות הגדולות של המיקרו-אצות הידועות לאדם, עם למעלה ממאה אלף מינים שתוארו בין חיים ונכחדים.

גיוון הדיאטום. צולם ונערך מתוך: Wipeter, מתוך Wikimedia Commons.

מבחינה אקולוגית הם מהווים חלק חשוב מקורי המזון של מערכות ביולוגיות רבות. משקעי דיאטום הם מקור חשוב מאוד לחומר אורגני שנצבר על קרקעית הים.

לאחר תהליכים ארוכים של שקיעה, לחץ של חומר אורגני ומיליוני שנים, הפקדות אלה הפכו לשמן שמעביר הרבה מהציוויליזציה הנוכחית שלנו.

בימי קדם, הים כיסה אזורים בכדור הארץ המופיעים כיום; בחלק מהאזורים האלה, הידועים בכינוי האדמה הדיאטומית, נותרו מרבצי דיאומטוס. לאדמה Diatomaceous שימושים רבים בתעשיית המזון, בנייה ואפילו תרופות.

מאפיינים

הם אורגניזמים אוקריוטיים ופוטוסינתטיים, עם שלב תאי דיפלואידי. כל המינים של מיקרו-אצות אלה הם חד-תאיים, עם צורות חיים חופשיות. בחלק מהמקרים הם יוצרים מושבות (קוקודיד), שרשראות ארוכות, מניפות וספירלות.

המאפיין הבסיסי של הדיאטומים הוא שיש להם קרקע. הקמח הוא קיר תא המורכב בעיקר מסיליקה הסוגר את התא במבנה הדומה למנה או צלחת פטרי.

החלק העליון של קפסולה זו נקרא epitheca, והחלק התחתון נקרא המשכנתא. הקירות משתנים בקישוטים, בהתאם למין.

צוּרָה

צורת הדיאטומים משתנה ובעלת חשיבות טקסונומית. חלקם בעלי סימטריה מקרינה (מרכזית) ואחרים יכולים להיות בעלי צורות שונות, אך הם תמיד סימטריים דו-צדדיים (פני).

תאי-דיאדום נפוצים בכל גופי המים של הפלנטה. הם בעיקר ימיים; עם זאת, מינים מסוימים נמצאו בגופי מים מתוקים, בריכות וסביבות לחות.

אורגניזמים אוטוטרופיים אלו מציגים את הכלורופיל a, c1 ו- c2, ויש להם פיגמנטים כמו דיאטוקסנטין, דיאדינוקסנטין, β-קרוטן ופוקוקסנטין. פיגמנטים אלה מספקים להם צבע זהוב המאפשר להם לתפוס טוב יותר את אור השמש.

טקסונומיה ומיון

נכון לעכשיו, הסדר הטקסונומי של דיאטומים שנוי במחלוקת ונתון לתיקון. מרבית המערכות והטקסונומים מציבים קבוצה גדולה זו של מיקרו-אצות בתוך חטיבת הטרוקונטופיטה (לפעמים כמו Bacillariophyta). חוקרים אחרים מסווגים אותם כפילום ואפילו כמוניות גבוהות יותר.

סיווג מסורתי

על פי הסדר הטקסונומי הקלאסי, דיאטומים נמצאים בכיתה Bacillariophyceae (נקרא גם Diatomophyceae). מעמד זה מחולק לשני סדרים: מרכז ופנאלס.

מרכזים

אלה הם דיאטומים שהפרוסטוס שלהם מעניק להם סימטריה רדיאלית. יש מינים שיש קישוטים קוצניים ואינם על השטח שלהם פיסורה שנקראת אונס.

סדר זה מורכב משתי סדרות לפחות (תלוי במחבר) ולפחות חמש משפחות. הם בעיקר ימיים; עם זאת, ישנם נציגים של אלה בגופי מים מתוקים.

דיאטום מרכזי. צולם ונערך מ"דרק קיטס "מיוהנסבורג, דרום אפריקה, באמצעות ויקימדיה.

פנאלס

לאבדונים אלו צורה מוארכת, אליפסה ו / או ליניארית, עם סימטריה דו-קוטבית דו-צדדית. יש להם קישוטים מקושטים דמוי סיבוב וחלקם עם אונס לאורך ציר האורך.

תלוי בטקסונום, הוראה זו מורכבת לפחות משתי תת-קבוצות ושבע משפחות. הם בעיקר מים מתוקים, אם כי תוארו גם מינים בסביבות ימיות.

דירוג אחרון

האמור לעיל הוא הסיווג וההזמנה הטקסונומית הקלאסית של צווי הדיאטום; זוהי הדרך הנפוצה ביותר להבדיל ביניהם. עם זאת, הסדרים טקסונומיים רבים התגלו עם הזמן.

בשנות ה -90 תרמו מדעני Round & Crawford סיווג טקסונומי חדש המורכב משלושה כיתות: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae ו- Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

בעבר הם היו חלק ממצב האינסטגרם של הסדר סנטרלס. נכון לעכשיו מעמד זה מיוצג על ידי לפחות 22 פקודות ו 1174 מינים.

Bacillariophyceae

הם דיאטומים של סימטריה דו צדדית עם אונס. חברי מעמד זה שימשו בעבר את צו Pennales.

מאוחר יותר הם חולקו לדיאטומים עם אונס וללא אונס (בצורה כללית מאוד). ידוע כי סוג זה של מיקרוגלגנים מיוצג על ידי 11 פקודות וכ -12 אלף מינים.

Fragilariophyceae

זוהי מעמד של דיאטומים שחבריהם היו בעבר גם חלק מהסדר Pennales. למיקרו-אצות אלה סימטריה דו-צדדית אך אינן מציגות אונס. והם מיוצגים על ידי 12 פקודות וכ -898 מינים.

ישנם טקסונומים שאינם רואים טקסון זה תקף ומעמידים את פרגילריופייאה כמעמד תת-סוג בתוך מעמד Bacillariophyceae.

תְזוּנָה

דיאאטומים הם אורגניזמים פוטוסינתטיים: הם משתמשים באנרגיית אור (סולארית) כדי להפוך אותה לתרכובות אורגניות. תרכובות אורגניות אלה נחוצות כדי לענות על הצרכים הביולוגיים והמטבוליים שלך.

כדי לסנתז תרכובות אורגניות אלה, נדרש דיאטומים לחומרים מזינים; חומרים מזינים אלה הם בעיקר חנקן, זרחן וסיליקון. אלמנט אחרון זה מתפקד כחומר מזין מגביל, מכיוון שהוא נדרש ליצור את הכוס.

לצורך התהליך הפוטוסינתטי, מיקרואורגניזמים אלה משתמשים בפיגמנטים כמו כלורופיל וקרוטניודיות.

כלורופיל

כלורופיל הוא פיגמנט פוטוסינתטי ירוק שנמצא בכלורופלסטים. רק בשני סוגים ידועים בדיאטומים: כלורופיל a (Chl a) וכלורופיל C (Chl c).

ל- Chl a יש השתתפות ראשונית בתהליך הפוטוסינתזה; במקום זאת, Chl c הוא פיגמנט אביזר. ה- Chl c הנפוץ ביותר במצבים של נזירים הם c1 ו- c2.

קרוטנואידים

קרוטנואידים הם קבוצת פיגמנטים השייכים למשפחת האיזופרנואידים. במצבי דיאטום זוהו לפחות שבעה סוגים של קרוטנואידים.

בדומה לכלורופיליות, הם עוזרים לדיאטומים לתפוס אור כדי להפוך אותו לתרכובות אורגניות מזון לתא.

שִׁעתוּק

דיאאטומים מתרבים בצורה מינית ומינית, באמצעות תהליכים של מיטוזה ומיוזה בהתאמה.

לֹא מִינִי

כל תא גזע עובר תהליך של חלוקה מיטוטית. כתוצר של מיטוזה, משוכפלים החומר הגנטי, גרעין התא והציטופלזמה, על מנת להצמיח שני תאי בת זהים לתא האם.

כל תא שנוצר זה עתה מכיל עלון מתאי הגזע ואז בונה או מהווה משכנתא משלו. תהליך רבייה זה יכול להתרחש בין פעם לשמונה פעמים בפרק זמן של 24 שעות, תלוי במין.

מכיוון שכל תא בת תיווצר משכנתא חדשה, זו שירשה את המשכנתא האימהית תהיה קטנה יותר מאחותה. ככל שחוזר תהליך המיטוזה, הירידה בתאי הבת מתקדמת עד להגיע למינימום בר-קיימא.

מִינִי

תהליך ההתרבות המינית של התא מורכב מהחלוקה של תא דיפלואידי (עם שתי קבוצות של כרומוזומים) לתאים haploid. לתאי הפלואיד יש מחצית מהאיפור הגנטי של תא האב.

ברגע שהדיאטומים המועתקים באופן בלתי-מיני מגיעים לגודל המינימלי, מתחיל סוג של רבייה מינית שקדם ליוזה. מיוזה זו מולידה גמטונים מפושטים ועירומים או מכוסים; גמטות נתיכות ליצירת נבגים הנקראות auxospores.

Auxospores מאפשרים לדיאטומים להחזיר את הדיפלואידיות ואת הגודל המרבי של המין. הם גם מאפשרים לדיאטומים לשרוד זמנים בתנאים סביבתיים קשים.

נבגים אלה עמידים מאוד, והם רק יצמחו ויווצרו את הכוסות שלהם בהתאמה.

אֵקוֹלוֹגִיָה

לתאי-דיאדום יש קיר תא עשיר בתחמוצת סיליקון, המכונה בדרך כלל סיליקה. בשל כך, גידולם מוגבל בזמינותם של תרכובת זו בסביבות בהן הם מתפתחים.

כאמור, מיקרו-אצות אלה הינן קוסמופוליטיות בתפוצה. הם קיימים בגופי מים טריים וימיים ואפילו בסביבות עם זמינות נמוכה של מים או עם רמת לחות מסוימת.

בעמודת המים הם בעיקר מאכלסים את האזור הפלאגי (מים פתוחים), וכמה מינים יוצרים מושבות ומאכלסים מצעים קדמיים.

אוכלוסיות הדיאטום בדרך כלל אינן בגודל קבוע: מספרן משתנה מאוד עם תקופתיות מסוימת. מחזוריות זו קשורה לזמינות של חומרים מזינים, ותלויה גם בגורמים פיזיקלים-כימיים אחרים, כגון pH, מליחות, רוח ואור, בין היתר.

פְּרִיחָה

כאשר התנאים הם מיטביים להתפתחות וגידול של דיאאטומים, מתרחשת תופעה הנקראת פריחה או פריחה.

במהלך דיור מוגן, אוכלוסיות דיאטום יכולות לשלוט במבנה הקהילתי של פיטופלנקטון, וכמה מינים משתתפים בפריחת אצות מזיקה או בגאות גאות אדומה.

דיאאטומים מסוגלים לייצר חומרים מזיקים, כולל חומצה דמוטית. רעלים אלו יכולים להצטבר בשרשראות המזון ויכולים בסופו של דבר להשפיע על בני אדם. הרעלה אנושית עלולה לגרום לבעיות עילפון ותקלות זיכרון לתרדמת או אפילו למוות.

נהוג לחשוב שיש יותר ממאה אלף מינים של דיאטומים (ישנם מחברים הסבורים כי ישנם יותר מ -200,000) בין חיים (יותר מ 20,000) ונכחדו.

אוכלוסיותיהם תורמות כ 45% מהייצור הראשוני של האוקיינוסים. כמו כן, מיקרואורגניזמים אלה חיוניים במחזור הסיליקון האוקיאני בגלל תכולת הסיליקה שלהם בקצב.

יישומים

פליאנקיאוגרפיה

מרכיב הסיליקה בקערה של diatoms גורם להם לעניין רב בפליאונטולוגיה. מיקרו-אצות אלה תופסים סביבות מאוד ספציפיות ומגוונות מאז תקופת הקרטיקון בערך.

מאובני האצות הללו מסייעים למדענים לשחזר את התפוצה הגיאוגרפית של הימים והיבשות לאורך התקופות הגיאולוגיות.

ביוסטראטיגרפיה

מאובני הדיאטום הנמצאים במשקעים ימיים מאפשרים לחוקרים להבין את השינויים הסביבתיים השונים שחלו מהתקופה הפרהיסטורית ועד ימינו.

מאובנים אלו מאפשרים לקבוע גילאים יחסית של השכבות בהן הם נמצאים ומשמשים גם לקשר בין השכבות של מיקומים שונים.

אדמת דיאומטוס

אדמת דיאטומיה ידועה כמצבצים גדולים של מיקרו-אצות מאובנות שנמצאות בעיקר ביבשה. המרבצים החשובים ביותר של אדמות אלה הם בלוב, אירלנד ודנמרק.

זה נקרא גם דיאטומיט, והוא חומר עשיר בסיליקה, מינרלים ויסודות קורט, שלגביהם יש שימושים רבים. בין השימושים הבולטים הם הבאים:

חַקלָאוּת

הוא משמש כחומר הדברה בגידולים; הוא מפוזר על צמחים כסוג של קרם הגנה. הוא משמש גם כדישון דשן.

חקלאות חקלאית

בחקלאות שרימפס נעשה שימוש באדמת diatomaceous בייצור מזון. תוסף זה הוכח כמגביר את הצמיחה וההטמעה של הזנה מסחרית.

בתרבויות מיקרו-אצות הוא משמש כמסנן במערכת האוורור ובמסנני חול.

ביולוגיה מולקולרית

אדמת דיאומטוס שימשה למיצוי וטיהור של DNA; לשם כך הוא משמש בשילוב עם חומרים המסוגלים לארגן את המבנה המולקולרי של מים. דוגמאות לחומרים אלה הם גואנידין הידרוכלוריד ותיאוציאנט.

אוכל ומשקאות

הוא משמש לסינון בייצור משקאות מסוגים שונים כמו יינות, בירות ומיצים טבעיים. לאחר שמוצרים מסוימים כמו דגנים נקצרים, הם נשטפים באדמת diatomaceous כדי להימנע מהתקפות של שאריות ומזיקים אחרים.

חיות מחמד

זהו חלק ממרכיבי המלטה התברואית (חלוקי נחל סניטריים) המשמשים לרוב בקופסאות לחתולים וחיות מחמד אחרות.

וֵטֵרִינָרִי

במקומות מסוימים הוא משמש כריפוי יעיל לפצעי בעלי חיים. הוא משמש גם לשליטה על פרוקי רגליים חוץ רחמיים בבעלי בית ובחווה.

צבעים

הוא משמש כאיטום או צבע אמייל.

הסביבה

אדמת דיאומטוס משמשת לשיקום אזורים מזוהמים על ידי מתכות כבדות. יישומיו בהקשר זה כוללים את העובדה שהוא משחזר קרקעות מושפלות ומפחית את רעילות האלומיניום בקרקעות חומציות.

אדמת דיאומטוס. צפו בניגודי פאזה במיקרוסקופ אור. צולם ונערך מתוך: צפיריס, מתוך ויקימדיה.

מדע משפטי

במקרים של מוות בטבילה (טביעה), אחד הניתוחים שבוצעו הוא הימצאות של דיאטומים בגופם של הקורבנות. בשל הרכב שלד הסיליקה של דיאדומים הם נשארים בגוף גם אם הם נמצאים בדרגה מסוימת של פירוק.

מדענים משתמשים במין כדי לגלות אם האירוע התרחש, למשל, בביצה, בים או באגם; זה אפשרי מכיוון שלדיאטומים יש מידה מסוימת של ספציפיות לסביבה. מקרי רצח רבים נפתרו בזכות נוכחותם של דיאטומים בגופות הקורבנות.

ננו-טכנולוגיה

השימוש בדיאטומים בננו-טכנולוגיה נמצא עדיין בשלבים המוקדמים. עם זאת, מחקרים ושימושים בתחום זה נעשים תכופים יותר. נכון לעכשיו משתמשים בבדיקות להמרת כפור סיליקה לסיליקון ולייצור עם רכיבים חשמליים אלה.

יש ציפיות ושימושים פוטנציאליים רבים עבור דיאטומים בננו-טכנולוגיה. מחקרים מראים כי ניתן להשתמש בהם למניפולציה גנטית, לבניית מיקרו-רכיבים אלקטרוניים מורכבים, וכתאים ביו פוטו-וולטאים.

הפניות

1. קניזל סילאהואה (2009). קטלוג מאויר של נזירי מים מתוקים מקסיקניים. I. Naviculaceae משפחתי. מחקרים מדווחים כי כדי להשיג את התואר: ביולוג. האוניברסיטה האוטונומית הלאומית במקסיקו. 64 עמ '.
2. V. קאסי (1959). משטחי ים פלנקטון ימיים. טואטרה.
3. אצות דיאטום. אנציקלופדיה בריטניקה. התאושש מ- britannica.com.
4. MD Guiry ו- GM Guiry (2019). AlgaeBase. פרסום אלקטרוני ברחבי העולם, האוניברסיטה הלאומית של אירלנד, גאלווי. התאושש מ- algaebase.org.
5. זיהוי פיטופלנקטון. דיאאטומים ודינופלגלטים. התאושש מ- ucsc.edu.
6. דיאטום. אנציקלופדיה עולמית חדשה. התאושש מ- newworldencyclopedia.org.
7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska & K. Strzalka (2015). פיגמנטים פוטוסינתטיים במצבים של דיאאטומים. סמים ימיים.
8. דיאטום. נֵס. התאושש מ- ucl.ac.uk.
9. אדמת דיאומטוס. התאושש מ- diatomea.cl.
10. סיליקה, אדמת diatomaceous ושרימפס. התאושש מ- balnova.com.
11. ל. בגליונה. שימושים באדמת diatomaceous. התאושש מ- tecnicana.org
12. דיאטום. התאושש מ- en.wikipedia.org.
13. א. גיא (2012). Nanotech Diatoms. התאושש מ- nextnature.net.