Пикоэукариот
Пикоэукариоты — это пикопланктонные эукариотические организмы размером 3,0 мкм или менее. мира Они распространены во всех морских и пресноводных экосистемах и вносят значительный вклад в автотрофные сообщества . Хотя SI префикс пико- мог означать организм размером меньше атома , этот термин, вероятно, использовался, чтобы избежать путаницы с существующими классификациями планктона по размеру .
Характеристики
[ редактировать ]| Часть серии о |
| Планктон |
|---|
 |
Клеточная структура
[ редактировать ]Пикоэукариоты могут быть как автотрофными , так и гетеротрофными и обычно содержат минимальное количество органелл . Например, Ostreococcus tauri , автотрофный пикоэукариот, принадлежащий к классу Prasinophyceae , содержит только ядро , одну митохондрию и один хлоропласт , плотно упакованные внутри клеточной мембраны . Представители гетеротрофного класса Bicosoecida также содержат только две митохондрии, одну пищевую вакуоль и ядро. [1]
Распределения
[ редактировать ]Эти организмы встречаются по всей толще воды. Автотрофные пикоукариоты ограничены верхними 100–200 м (слой, который получает свет) и часто характеризуются резким максимумом клеток вблизи слоя глубокого максимума хлорофилла (DCML). [2] и существенно снижаются ниже. [3] Гетеротрофные группы встречаются на больших глубинах и, например, в Тихом океане они обнаружены в районе гидротермальных источников на глубинах до 2000–2550 м. Некоторые гетеротрофные линии встречаются в нестратифицированном виде на всех глубинах от поверхности до 3000 м. [1] Они демонстрируют высокое филогенетическое разнообразие. [4] [5] и высокая вариабельность глобальных концентраций клеток, варьирующаяся от 10 7 до 10 5 литр −1 . [3]
Разнообразие
[ редактировать ]Автотрофные пикоэукариоты, обычно встречающиеся в природе, являются членами таких групп, как Prasinophyceae. [6] (разновидность зеленых водорослей ) и Haptophyceae . [4] [7] Было обнаружено, что, несмотря на свой небольшой размер, эти организмы обеспечивают >10% общей глобальной чистой первичной продуктивности водных организмов . [8] Хотя они гораздо менее распространены, чем цианобактериальный фотосинтезирующий пикопланктон , было показано, что они столь же важны с точки зрения биомассы и первичной продукции, чем пикоцианобактерии . [9] В более олиготрофных средах, таких как Станция ALOHA , исследователи полагают, что примерно 80% хлорофилла α биомассы приходится на клетки пико - размерного диапазона. [2] и теперь известно, что пикоэукариоты составляют большую часть биомассы и продуктивности этой размерной фракции в условиях открытого океана. [10] и даже в экспортируемом углероде в Северной Атлантике. [11] Анализ последовательностей рДНК показывает, что гетеротрофные океанические пикоэукариоты принадлежат к таким линиям, как Alveolata , Stramenopiles , choanoflagellates и Acantharea . [5] В этих линиях многие группы еще не имеют культурных представителей. Эксперименты по выпасу показали, что новые страменопильные пикоэукариоты бактериоядны. [4]
Экология
[ редактировать ]Поскольку размер этих организмов определяет, как они взаимодействуют с окружающей средой, неудивительно, что они не образуют значительных тонущих органических агрегатов. [12] Их вклад в круговорот углерода трудно оценить, поскольку их трудно разделить с помощью таких методов, как фильтрация. [13] Недавние эксперименты по флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) показали, что пикоэукариоты довольно многочисленны в глубоководных водах . [1] Увеличение разрешения с развитием более совершенных методов FISH указывает на то, что изучение и обнаружение должны стать проще. [14] Кроме того, количественная ПЦР оказалась ценным подходом для разграничения и количественной оценки различных видов, например океанических и прибрежных батикокков. [15] и Ostreococcus . виды [16] Исследования также показали, что пикоэукариоты имеют сильную корреляцию с концентрацией хлорофилла как в мезоавтотрофных, так и в гиперэвтрофных резервуарах. [17] Более того, эксперименты по обогащению азотом показывают, что пикоэукариоты имеют преимущество перед более крупными клетками, когда дело доходит до приобретения питательных веществ, из-за их большой площади поверхности на единицу объема. Они продемонстрировали большую эффективность в поглощении фотонов и питательных веществ из среды с ограниченными ресурсами. [8]
Биологические характеристики
[ редактировать ]Фотосинтезирующие пикоэукариоты, как и другие планктонные виды в фотической зоне океана, подвергаются воздействию световых изменений в течение суточного цикла и из-за вертикального смещения в перемешанном слое водной толщи. У них есть специальные биологические реакции, которые помогают им справляться с чрезмерной плотностью света, такие как цикл ксантофилла . [18] Однако существует также много типов нефотосинтезирующих пикоэукариот, которые распространяются в глубины океана и не имеют этих биохимических путей. [19]
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Морейра, Д.; П. Лопес-Гарсия (2002). «Молекулярная экология микробных эукариот открывает скрытый мир». Тенденции в микробиологии . 10 (1): 31–38. дои : 10.1016/S0966-842X(01)02257-0 . ПМИД 11755083 .
- ^ Jump up to: а б Кэмпбелл, Лиза и Дэниел Вало. Структура сообщества фотосинтетического пикопланктона в субтропической северной части Тихого океана вблизи Гавайских островов (станция ALOHA). Архивировано 20 мая 2011 г. в Wayback Machine Deep-Sea Research, часть I, Vol. 40, № 10, стр. 2043-2060 (1993). По состоянию на 30 апреля 2008 г.
- ^ Jump up to: а б Холл, Дж. А. и В. Ф. Винсент. Вертикальная и горизонтальная структура пикопланктонных сообществ прибрежной апвеллинговой системы. Морская биология 106, 465–471 (1990). По состоянию на 30 апреля 2008 г.
- ^ Jump up to: а б с Массана Р. и др. Раскрытие организмов, стоящих за новыми последовательностями рибосомальной ДНК эукариот из океана. Прикладная и экологическая микробиология, 4554-4558 (2002). По состоянию на 30 апреля 2008 г.
- ^ Jump up to: а б Мун-ван дер Стаай, С. и др. Последовательности океанической 18S рДНК пикопланктона обнаруживают неожиданное эукариотическое разнообразие. Природа 409, 607–610 (2001). По состоянию на 30 апреля 2008 г.
- ^ Уорден АЗ (2006). «Разнообразие пикоэукариот в прибрежных водах Тихого океана» . Водная микробная экология . 43 (2): 165–175. дои : 10.3354/ame043165 .
- ^ Кувелье М.Л. и др. (2010). «Целевая метагеномика и экология некультивируемого эукариотического фитопланктона мирового значения» . Proc Natl Acad Sci США . 107 (33): 14679–84. Бибкод : 2010PNAS..10714679C . дои : 10.1073/pnas.1001665107 . ПМК 2930470 . ПМИД 20668244 .
- ^ Jump up to: а б Фуйланд, Э. и др. Продуктивность и рост естественной популяции мельчайших свободноживущих эукариот в условиях дефицита и достаточности азота. Микробная экология 48, 103–110 (2004). По состоянию на 30 апреля 2008 г.
- ^ Уорден А.З., Нолан Дж.К., Паленик Б. (2004). «Оценка динамики и экологии морского пикофитопланктона: важность эукариотического компонента». Лимнология и океанография . 49 (1): 168–179. Бибкод : 2004LimOc..49..168W . CiteSeerX 10.1.1.527.5206 . дои : 10.4319/lo.2004.49.1.0168 . S2CID 86571162 .
- ^ Кувелье М.Л. и др. (2010). «Целевая метагеномика и экология некультивируемого эукариотического фитопланктона мирового значения» . Proc Natl Acad Sci США . 107 (33): 14679–84. Бибкод : 2010PNAS..10714679C . дои : 10.1073/pnas.1001665107 . ПМК 2930470 . ПМИД 20668244 .
- ^ Оманд, ММ; д'Асаро, Э.А.; Ли, СМ; Перри, MJ; Бриггс, Н.; Цетини, И.; Махадеван, А. (2015). «Субдукция, вызванная вихрями, экспортирует частицы органического углерода из весеннего цветения» . Наука . 348 (6231): 222–225. Бибкод : 2015Sci...348..222O . дои : 10.1126/science.1260062 . ПМИД 25814062 .
- ^ Уэйт, Аня М.; Сафи, Карл А.; Холл, Джули А.; Ноддер, Скотт Д. (2000). «Массовое осаждение пикопланктона, встроенного в органические агрегаты» . Лимнология и океанография . 45 (1): 87–97. Бибкод : 2000LimOc..45...87W . дои : 10.4319/lo.2000.45.1.0087 . JSTOR 2670791 .
- ^ Уорден, AZ и др. (2004). Оценка динамики и экологии морского пикофитопланктона: важность эукариотического компонента. Лимнология и океанография 49 : 168-79.
- ^ Биегала, IC и др. Количественная оценка пикоукариот в природной среде с использованием таксон-специфичных олигонуклеотидных зондов в сочетании с усилением сигнала тирамида-флуоресценцией, гибридизацией in situ и проточной цитометрией. Прикладная и экологическая микробиология, 5519-5529 (2003). По состоянию на 30 апреля 2008 г.
- ^ Лимардо, Александр Дж.; Судек, Себастьян; Чхве, Чан Джэ; Пуарье, Камилла; Рии, Ёшими М.; Блюм, Маргарита; Рот, Робин; Гуденаф, Урсула; Черч, Мэтью Дж.; Уорден, Александра З. (2017). «Количественная биогеография пикопразинофитов устанавливает распределение экотипов и значительный вклад в морской фитопланктон» . Экологическая микробиология . 19 (8): 3219–3234. Бибкод : 2017EnvMi..19.3219L . дои : 10.1111/1462-2920.13812 . ПМИД 28585420 .
- ^ Демир-Хилтон, Элиф; Судек, Себастьян; Кувелье, Мари Л.; Гентеманн, Шелле Л.; Зер, Джонатан П.; Уорден, Александра З. (2011). «Глобальные закономерности распределения отдельных клад фотосинтетического пикоукариота Ostreococcus» . Журнал ISME . 5 (7): 1095–1107. Бибкод : 2011ISMEJ...5.1095D . дои : 10.1038/ismej.2010.209 . ПМК 3146286 . ПМИД 21289652 .
- ^ Ван, Баоли и др. Распределение осеннего пикопланктона в зависимости от факторов окружающей среды в водоемах реки Уцзян в провинции Гуйчжоу на юго-западе Китая. Гидробиология 598:35–45 (2008). По состоянию на 30 апреля 2008 г.
- ^ Димье, Селин. и др. Фотофизиологические свойства морского пикоэукариота Picochromum RCC 237 (Trebouxiophyceae, Chlorophyta). Дж. Фикол. 43, 275–283 (2007). По состоянию на 30 апреля 2008 г.
- ^ Нет, Фабрис; Гауслинг, Рудольф; Азам, Фарук; Гейдельберг, Джон Ф.; Уорден, Александра З. (2007). «Вертикальное распределение пикоэукариотического разнообразия в Саргассовом море». Экологическая микробиология . 9 (5): 1233–1252. Бибкод : 2007EnvMi...9.1233N . дои : 10.1111/j.1462-2920.2007.01247.x . ПМИД 17472637 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- MicrobeWiki Сайт вики-сайта по биологии, управляемый Кеньон-колледжем.
