Гетеротрофный пикопланктон
Гетеротрофный пикопланктон — это фракция планктона, состоящая из клеток размером от 0,2 до 2 мкм, которые не осуществляют фотосинтез . Они являются важным компонентом многих биогеохимических циклов. [1]
Ячейки могут быть:
Археи составляют основную часть пикопланктона Антарктики и широко распространены в других регионах океана. [2] Археи также были обнаружены в пресноводном пикопланктоне , но, по-видимому, не так многочисленны в этой среде. [3]
Клеточная структура
[ редактировать ]Содержание нуклеиновой кислоты в клетках
[ редактировать ]Гетеротрофный пикопланктон можно разделить на две широкие категории: клетки с высоким содержанием нуклеиновых кислот (HNA) и клетки с низким содержанием нуклеиновых кислот (LNA). [4] Нуклеиновые кислоты — это крупные биомолекулы , которые хранят и выражают геномную информацию. Пикопланктон HNA доминирует в водах от эвтрофных до мезотрофных , тогда как пикопланктон с низким содержанием LNA доминирует в стратифицированных олиготрофных средах. [5] Соотношение пикопланктона HNA и пикопланктона LNA является определяющей характеристикой бактериопланктонных сообществ. [6] Добавление глифосата, распространенного гербицида, который вызывает повышение уровня фосфора при внесении в водные системы, вызывает увеличение соотношения бактерий HNA и LNA. Нуклеиновые кислоты являются дорогостоящим соединением для синтеза клетками, а повышенный биодоступный фосфор в системе, вероятно, позволяет HNA-бактериям быстро синтезировать больше нуклеиновых кислот и делиться. [4] Бактериопланктон HNA крупнее и активнее пикопланктона LNA. Клетки HNA также имеют более высокие специфические скорости метаболизма и роста, что, вероятно, позволяет этому типу бактериопланктона лучше использовать и использовать внезапное увеличение количества питательных веществ в толще воды. [6] Относительное содержание клеток HNA и LNA связано с общей продуктивностью системы, в частности с концентрацией хлорофилла, хотя другие факторы, вероятно, также способствуют распределению бактериопланктона. [6]
Биогеохимический циклизм
[ редактировать ]Растворенные органические вещества
[ редактировать ]Гетеротрофный пикопланктон играет решающую роль в переработке питательных веществ и углерода в экологических пищевых сетях. [4] путем преобразования и минерализации органических веществ. [7] Растворенное в воде органическое вещество является одним из крупнейших резервуаров органических веществ на Земле и играет важную роль в углеродном цикле . [8] Большая часть растворенных органических веществ либо устойчива к трансформации, либо полулабильна, что ограничивает доступность этих соединений к биоразложению. [9] Водоемы накапливают растворенное органическое вещество как из аллохтонных источников, в основном разлагающихся наземных растений и почвенного органического вещества, так и из автохтонных источников, главным образом из фитопланктона и макрофитов. [9] Гетеротрофный бактериопланктон, являясь основными разлагателями органического вещества, выступает важным связующим звеном между детритом, растворенным органическим веществом и высшими трофическими уровнями в водных системах. [1] Бактериопланктон разлагает органические частицы в виде частиц на более мелкие соединения и либо ассимилирует и поглощает их, либо выделяет в виде неорганического углерода. [10] Оба эти процесса способствуют трансформации вещества в водной системе, способствуют потоку энергии и являются важными компонентами общего качества водного объекта. [8] Структура и функциональность сообщества гетеротрофных бактерий используются для оценки трофического статуса и качества пресноводных систем. [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Соммаруга, Рубен; Робартс, Ричард Д. (17 января 2006 г.). «Значение автотрофного и гетеротрофного пикопланктона в гипертрофных экосистемах» . ФЭМС Микробиология Экология . 24 (3): 187–200. дои : 10.1111/j.1574-6941.1997.tb00436.x . ISSN 0168-6496 .
- ^ Делонг, EF; Ву, Кентукки; Презелин, Б.Б.; Йовин, РВМ (1994). «Высокая численность архей в морском пикопланктоне Антарктики». Природа . 371 (6499): 695–697. Бибкод : 1994Natur.371..695D . дои : 10.1038/371695a0 . ПМИД 7935813 . S2CID 41491482 .
- ^ Кио, BP; Шмидт, ТМ; Хикс, RE (2003). «Архейные нуклеиновые кислоты в пикопланктоне Великих озер трех континентов». Микробная экология . 46 (2): 238–248. дои : 10.1007/s00248-003-1003-1 . ПМИД 14708748 . S2CID 2456459 .
- ^ Jump up to: а б с Уайз и Гарсия, Кармен Александра; Скьяффино, Мэри Ромина; Лозано, Вероника Лаура; Вера, Мэри Соланж; Ферраро, Марсела; Исагирре, Ирина; Писарро, Гайди (01 мая 2020 г.). «Новые данные о влиянии глифосата на автотрофную и гетеротрофную структуру пикопланктона: подход микрокосма» . Водная токсикология . / j.aquatox.2020.105463 doi : 10.1016 . hdl : 11336/168589 . ISSN 0166-445X . ПМИД 32172181 . S2CID 212730507 .
- ^ Аль-Отаиби, Наджва; Хуэте-Штауффер, Тамара М.; Каллеха, Мария Лл.; Иригоен, Ксавье; Моран, Хосе Анкселу Г. (24 февраля 2020 г.). «Сезонная изменчивость и вертикальное распределение автотрофного и гетеротрофного пикопланктона в центральной части Красного моря» . Пер Дж . 8 : е8612. дои : 10.7717/peerj.8612 . ISSN 2167-8359 . ПМК 7045887 . ПМИД 32140305 .
- ^ Jump up to: а б с Бувье, Тьерри; дель Джорджио, Пол А.; Газоль, Хосеп М. (17 августа 2007 г.). «Сравнительное исследование цитометрических характеристик клеток бактериопланктона с высоким и низким содержанием нуклеиновых кислот из разных водных экосистем» . Экологическая микробиология . 9 (8): 2050–2066. дои : 10.1111/j.1462-2920.2007.01321.x . ISSN 1462-2912 . ПМИД 17635549 .
- ^ Парвати, А.; Чжун, X.; Прадип Рам, AS; Жаке, С. (19 марта 2014 г.). «Динамика ауто- и гетеротрофного пикопланктона и связанных с ним вирусов в Женевском озере» . Гидрология и науки о системе Земли . 18 (3): 1073–1087. Бибкод : 2014HESS...18.1073P . doi : 10.5194/hess-18-1073-2014 . ISSN 1027-5606 .
- ^ Jump up to: а б с Чжан, Вэй; Чжоу, Юнцян; Джеппесен, Эрик; Ван, Лицинг; Тан, Хунсинь; Чжан, Цзюньи (20 августа 2019 г.). «Связь состава сообщества гетеротрофного бактериопланктона с оптической динамикой растворенного органического вещества в большом эвтрофном китайском озере» . Наука об общей окружающей среде . 679 : 136–147. Бибкод : 2019ScTEn.679..136Z . doi : 10.1016/j.scitotenv.2019.05.055 . ISSN 0048-9697 . ПМИД 31082588 . S2CID 153311600 .
- ^ Jump up to: а б Лю, Шаша; Хоу, Цзюньвэнь; Суо, Чэнъюй; Чен, Цзюньи; Лю, Сяохуэй; Фу, Руи; У, Фэнчан (15 июня 2022 г.). «Состав растворенного органического вещества на молекулярном уровне в различных трофических состояниях китайских озер: последствия для управления эвтрофными озерами и глобального углеродного цикла» . Исследования воды . 217 : 118438. Бибкод : 2022WatRe.21718438L . дои : 10.1016/j.watres.2022.118438 . ISSN 0043-1354 . ПМИД 35452972 . S2CID 248074978 .
- ^ Лёнборг, Кристиан; Балтар, Федерико; Каллеха, Мария Лл.; Моран, Хосе Анкселу Г. (17 ноября 2022 г.). «Гетеротрофные бактерии по-разному реагируют на повышение температуры и растворенные источники органического углерода в двух тропических прибрежных системах» . Журнал геофизических исследований: Биогеонауки . 127 (12). Бибкод : 2022JGRG..12706890L . дои : 10.1029/2022JG006890 . hdl : 10754/686055 . ISSN 2169-8953 . S2CID 253665658 .
