פיטופלנקטון: מאפיינים, תזונה, רבייה - ביולוגיה - 2025

הפיטופלנקטון היא קבוצה של אורגניזמים אוטוטרופי pelagic שחיים בסביבות מימיות ואיננו מסוגלים להתנגד לפעולה של הזרמים. מיקרואורגניזמים אלה מאכלסים כמעט את כל גופי המים על פני כדור הארץ.

רובם חד-תאיים ואינם יכולים להתגבר על זרמים, ולכן הם נסחפים על ידם. הם נקראים גם יצרנים ראשוניים, מכיוון שהם הבסיס לרשתות הטרופיות של סביבות מימיות. הם נמצאים בכל עמוד המים.

גיוון פיטופלנקטון. צולם ונערך מתוך: פרופ 'גורדון ט. טיילור, אוניברסיטת סטוני ברוק, באמצעות ויקימדיה.

צפיפות האוכלוסייה שלהם משתנה לאורך זמן ויכולה ליצור אגרגטים זמניים מאוד צפופים המכונים פורחים, עכורים או פורחים. פריחות אלה מסוגלות לשנות את התנאים הפיזיים והכימיים של גוף המים במקום בו הם מתרחשים.

טקסונומיה

למונח פיטופלנקטון אין תוקף טקסונומי. הוא משמש לקבוצת קבוצות אורגניזמים שונים המהווים חלק מפלנקטון, בעיקר מיקרו-אצות.

בין הקבוצות הטקסונומיות החשובות ביותר של פיטופלנקטון הם דיאטומים (ממלכת קרומיסטה, מעמד Bacillariophyceae), המכילים יותר מ -200 ז'אנרים ויותר מ 20,000 מינים חיים.

Dinoflagellates (ממלכת Cromista, infraphyllum Dinoflagellata), עם יותר מ- 2400 מינים שתוארו, נחשבים גם הם לקבוצות החשובות ביותר. נציגים נוספים של פיטופלנקטון הם קוקוליתופורים וכמה ציאנובקטריה (מלכות בקטריה, חלוקה ציאנובקטריה).

מאפיינים כלליים

הם, בעיקר, אורגניזמים של ממלכת הכרומה, כלומר הם אוקריוטים, הם מציגים כלורופלסטים עם כלורופיליות a ו- c, ברוב המקרים. הם חד-תאיים. בהיותם אורגניזמים מיקרוסקופיים, השחייה שלהם מוגבלת והם לא יכולים להתגבר על הזרמים.

הם דורשים אנרגיה סולארית לצורך פוטוסינתזה. התלות שלהם באור השמש מגבילה אותם לחיות באזור הצילום (אזור בו אור השמש מגיע לסביבה המימית).

הנציגים העיקריים של פיטופלנקטון הם דיאטומים, דינופלגלטים וקוקוליתופורים, מתחת למאפיינים הכלליים שלהם:

תריסריון

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

אורגניזמים חד-תאיים, לפעמים קולוניאליים. הם מציגים קרום, שהוא קיר תאים קשה ומקושט למדי, המורכב בעיקר מסיליקה.

הכפור הזה מורכב משני שסתומים נפרדים (אפיתקה ומשכנתא) בגדלים שונים שנראים יחד כמו קופסה עם מכסה, או צלחת פטרי. בדרך כלל אין להם סמלונים. הם מאכלסים כמעט את כל גופי המים ואפילו סביבות לחות.

דינופלגלטות

מדובר באורגניזמים חד-תאיים שעשויים להיווצר מושבות או לא. רובם פוטוסינתטיים ומצויים בכלורופיליות a ו- c, חלקם מיקסוטרופים (שיכולים להשיג אוכל באמצעות פוטוסינתזה או מאורגניזם אחר) ואחרים הטרוטרופים.

רובם ימיים, אך חלקם חיים במים מתוקים. רובם חיים בחופש, עם זאת, מינים מסוימים הם אנדוסימביונטים של בעלי חיים כמו אלמוגים. הם מציגים שתי סמלונים לא שווים, שבזכות הסידור שלהם מעניקים לגוף תנועות נדנדות.

קוקוליתופורים

מדובר במיקרו-אצות חד-תאיות המכוסות על ידי מבני סידן פחמתי בצורת קשקשים או צלחות. הם אורגניזמים ימיים גרידא ואינם מציגים סמלונים.

רכיבים אחרים של פיטופלנקטון

ציאנו-בקטריה

הם אורגניזמים פרוקריוטים, המסוגלים לפוטוסינתזה, שעבורם הם מציגים רק את כלורופיל א. הם גרם שלילי ומסוגלים לתקן חנקן ולהמיר אותו לאמוניה.

הם מאכלסים בעיקר אגמים ולגונות, הם נפוצים גם באוקיינוסים ובסביבות לחות.

ציור של ציאנובקטריום. צולם ונערך ממרכז בסיס הנתונים למדעי החיים (DBCLS).

תְזוּנָה

תזונה לפיטופלנקטון מגוונת למדי. עם זאת, פוטוסינתזה היא הגורם השכיח בקרב כל הקבוצות המרכיבות פיטופלנקטון. להלן מספר סוגים תזונתיים של מיקרואורגניזמים אלה.

אוטוטרופיה

סוג הדיאטה שמציגים כמה אורגניזמים המסוגלים לייצר מזון משלהם. במקרה של פיטופלנקטון הוא משתמש באור שמש בכדי להפוך תרכובות אורגניות לחומר אורגני שמיש. תהליך זה משמש כמעט לכל האורגניזמים בפיטופלנקטון.

תהליך אוטוטרופי נוסף הוא של ציאנובקטריה, שיכולה לתקן חנקן ולהמיר אותו לאמוניה.

מטרטרופיה

סגנון אכילה בו אורגניזמים תלויים בחומר אורגני שכבר נוצר בכדי להשיג את מזונם. דוגמאות להטרוטרופיה באופן כללי הן טורפים, טפיליות והזנה עשבוני.

בפיטופלנקטון, ישנם אורגניזמים בעלי תזונה מסוג זה. לדינופלגלטים, למשל, יש נציגים הטורפים דינופלגלטים אחרים, דיאטומים ומיקרואורגניזמים אחרים.

מיקסיטרופי

מצב אופציונלי של כמה אורגניזמים המסוגלים להשיג את מזונם בדרך אוטוטרופית או הטרוטרופית. בפיטופלנקטון, כמה מינים של דינופלגלטים משלבים פוטוטוטרופיה (פוטוסינתזה) עם הטרוטרופיה.

ישנם חוקרים המגבילים את ההטרוטרופיה לפגוציטוזיס של אורגניזמים אחרים. אחרים כוללים גם טפילות על ידי מינים מסוימים של דינופלגלטים, שלדעתם גם פוטוסינתזה.

שִׁעתוּק

אורגניזמים פיטופלנקטוניים מציגים מגוון גדול של צורות רבייה, המשתנות בהתאם למגוון הגדול של המינים והקבוצות בקבוצה זו. עם זאת, באופן כללי, הקבוצה מציגה את שני סוגי ההתרבות; הא-מינית והמינית:

-לֹא מִינִי

סוג של רבייה בה הצאצאים יורשים רק את הגנים מהורה יחיד. בסוג זה של רבייה, גמטות אינם מעורבים. אין וריאציה כרומוזומלית והיא נפוצה באורגניזמים חד-תאיים כמו פיטופלנקטון. סוגים מסוימים של רבייה א-מינית בפיטופלנקטון הם:

ביקוע בינארי או מרובה

מאפיין של ארכאאה וחיידקים, סוג זה של רבייה מורכב מכפלת ה- DNA על ידי תא האב-אב, ולאחריו תהליך הנקרא ציטוקינזיס, שאינו אלא חלוקת הציטופלזמה.

חלוקה זו מולידה שני תאי בת (ביקוע בינארי) או יותר (ביקוע מרובה). אצות כחולות-ירוקות (ציאנובקטריה), דינופלגלטים ודיאטומים מתרבה על ידי סוג זה של מנגנון.

Gemmation

בקרב אורגניזמים פיטופלנקטוניים ציאנובקטריה יכולה להתרבות על ידי ניצנים. בתהליך זה מיוצר אדם קטן הדומה מאוד למבוגר.

זה מתרחש באמצעות ייצור ניצן או פנינה שנובטת מהמבוגר וגדל עליו, אפילו ניזון מחומרי המזון של ההורה. כאשר הפרט (פנינה) הגיע לגודל מסוים, הוא מתנתק מההורה ונהיה עצמאי.

-מִינִי

רבייה מינית מורכבת מהשגת צאצאים מהחומר הגנטי המשולב של שני תאי מין או גמטות. גמטות אלו יכולות להגיע מאותו הורה, או מהורים שונים.

התהליך כולל חלוקת תאים מיוטיים, בה תא תא דיפלואידי עובר חלוקה רדוקטיבית, ומוליד תאים עם מחצית מהעומס הגנטי של תא האב-אב (בדרך כלל ארבעה תאים).

כמה מינים של פיטופלנקטון עוברים רבייה מינית במקרים די מסוימים. לדוגמא, דינופלגלטים בלחץ סביבתי מסוים (כאשר התנאים אינם בהכרח שלושים) מראים סוג של רבייה מינית.

ברבייה זו נוצרת זיגוטה בזכות המיזוג של שני פרטים שמתפקדים כגמטים. בהמשך, הזיגוטה תעבור חלוקה מיוטית ותוליד תאים הפועלים.

דוגמא נוספת להתרבות מינית בפיטופלנקטון היא זו של דיאאטומים. באלה, לאחר תהליך המיטוזה (רבייה א-מינית) בסופו של דבר אחד משני תאי הבת קטן יותר מתאי האב.

עם חזרה על תהליך המיטוזה, הירידה בגודל תאי הבת מתקדמת, עד שמגיעה למינימום בר-קיימא טבעי. ברגע שמגיעים למינימום הזה מתחיל תהליך של רבייה מינית, על מנת להחזיר את הגודל התקין של התאים באוכלוסייה.

Gephyrocapsa oceanica, Cocolithophore. צולם ונערך מתוך: צילום NEON ja, צבעוני על ידי ריצ'רד בארץ, מתוך ויקימדיה.

חֲשִׁיבוּת

החשיבות העיקרית של פיטופלנקטון היא אקולוגית. תפקידה במערכות אקולוגיות חיוני לקיום חיים וקשרים טרופיים.

הפיכת אנרגיית האור, הפחמן הדו-חמצני וחומרים תזונתיים אנאורגניים, לתרכובות אורגניות וחמצן, מקיימת מאוד חיים, לא רק בסביבה המימית, אלא על פני כדור הארץ.

אורגניזמים אלה, ביחד, מייצגים כ 80% מהחומר האורגני על פני כדור הארץ. חומר אורגני זה הוא מזון של מגוון עצום של דגים וחסרי חוליות.

יתר על כן, פיטופלנקטון מייצר יותר ממחצית החמצן של כדור הארץ. בנוסף, אורגניזמים אלה הם חלק חשוב ממעגל הפחמן.

חשיבות תעשייתית

מינים רבים של מיקרו-אצות משמשים בחקלאות עופות להאכלת שלבים מוקדמים (זחלים) של מיני דגים ושרימפס בתנאים מעובדים.

יש שימוש פוטנציאלי במיקרו-אצות כדלק ביולוגי. הם משמשים גם ברפואה טבעית, בקוסמטולוגיה, כדשנים ביולוגיים ושימושים רבים אחרים.

משמעות קלינית

יש תופעה המאפיינת פיטופלנקטון והיא זו של פריחת פיטופלנקטון. אלה מתרחשים כאשר הזמינות של חומרים מזינים במקום מסוים גבוהה מאוד ומשמשת את המיקרואורגניזמים הללו באמצעות כפל תאים מואץ.

אירועים אלה יכולים להתרחש על ידי התנחלויות בחוף (תופעה אוקיאנוגרפית בה מימי הקרקע על ידי פעולת הרוח והזרמים מגיעים לפני השטח), או על ידי אירועים ספציפיים של עלייה ברכיבי התזונה.

אירועי שידור טובים לטובת הדייג של דגים ואורגניזמים אחרים, אך לא כל פרחי הפיטפלנט הם פרודוקטיביים לסביבה ולתושביה.

מינים מסוימים של פיטופלנקטון, ובמיוחד דינופלגלטים, מייצרים רעלים ופריחתם, המכונה גם גאות ושפל אדומה, גורמים לתמותה מאסיבית לדגים, רכיכות וסרטנים, אפילו לבני אדם אם הם צורכים אורגניזמים מזוהמים.

קבוצה נוספת של אורגניזמים פיטופלנקטוניים הגורמים לתמותה מאסיבית הם חיידקים שמתפרקים פלנקטון מת כאשר אוכלוסיותיהם גבוהות מאוד. אלה צורכים את החמצן מהסביבה ויוצרים אזורים אנוקסיים או אזורים מתים, כפי שהם נקראים גם.

הפניות

1. 1. מהם פיטופלנקטון? סיר. התאושש מ- earthobservatory.nasa.gov.
   2. וו. גרג (2003). ייצור ראשוני באקלים ואקלים: שינויים בעשירון הגלובלי. מכתבי מחקר גיאופיזיים.
   3. מהם פיטופלנקטון? שירות האוקיאנוס הלאומי (NOAA). התאושש מ- oceanservice.noaa.gov.
   4. פיטופלנקטון. אנציקלופדיה בריטניקה. התאושש מ- britannica.com.
   5. תאי פיטופלנקטון, דינופלגלטים, אצות ירוקות כחולות. התאושש מ- edc.uri.edu.
   6. פיטופלנקטון. מוסד אוקיאנוגרפי של וודס חור. התאושש מ- whoi.edu.
   7. פיטופלנקטון. ויקיפדיה. התאושש מ- es.wikipedia.org.
   8. מועצת מערכת WoRMS (2019). המרשם העולמי של מינים ימיים. התאושש מ- marinespecies.org.
   9. דיאטום ויקיפדיה. התאושש מ- es.wikipedia.org.
   10. ציאנו-בקטריה אקולוגי. התאושש מ- ecured.cu.
   11. דינופלגאטה. ויקיפדיה. התאושש מ- es.wikipedia.org.