Миксотрофная динофлагеллята
| Динофлагелляты Временной диапазон: Триас или ранее – настоящее время.
| |
|---|---|
| |
| Иллюстрации различных динофлагеллат. | |
| Научная классификация | |
| Домен: | |
| (без рейтинга): | |
| (без рейтинга): | |
| Тип: | Динофлагелляты |
| Классы | |
| Синонимы | |
| |
Динофлагелляты — это эукариотический планктон, обитающий в морской и пресноводной среде. Ранее динофлагелляты делили на две категории: фаготрофы и фототрофы. [ 4 ] Миксотрофы , однако, включают комбинацию фаготрофии и фототрофии . [ 5 ] Миксотрофные динофлагелляты представляют собой подтип планктонных динофлагеллят и входят в состав типа Dinoflagellata . [ 5 ] Это жгутиковые эукариоты , которые сочетают фотоавтотрофию при наличии света и гетеротрофию посредством фагоцитоза . Динофлагелляты — один из самых разнообразных и многочисленных видов фитопланктона, уступающий только диатомовым водорослям .
Динофлагелляты имеют длинные хлыстообразные структуры, называемые жгутиками , которые позволяют им свободно перемещаться в толще воды. В основном они морские, но их также можно встретить в пресноводной среде. Сочетание фототрофии и фаготрофии позволяет организмам дополнять поглощение неорганических питательных веществ. [ 6 ] Это означает увеличение трофической передачи на более высокие уровни пищевой сети по сравнению с традиционной пищевой сетью. [ 6 ]
Миксотрофные динофлагелляты обладают способностью процветать в изменяющейся среде океана, что приводит к изменениям в явлениях красного прилива и паралитическому отравлению моллюсков . [ 6 ] Неизвестно, сколько видов динофлагеллят обладают миксотрофными способностями, поскольку это относительно новое открытие механизма питания.
Разновидность
[ редактировать ]Некоторые динофлагелляты, живущие как паразиты, вероятно, миксотрофны . [ 7 ] Karenia , Karlodinium и Lepidodinium — некоторые из родов динофлагеллят, которые, как полагают, содержат перидинин , каротиноидный пигмент, необходимый для фотосинтеза динофлагеллят; [ 8 ] однако хлорофилл b был обнаружен у этих родов в качестве вспомогательного пигмента. [ 8 ] Это открытие заставило ученых предположить, что пигмент хлорофилл b на самом деле произошел от добычи, которую проглотили динофлагелляты. [ 8 ] Некоторые виды миксотрофных динофлагеллят способны питаться токсичной добычей, такой как токсичные водоросли и другие токсичные организмы. Например, Lingulodinium polyedra и Akashiwo sanguinea — два вида миксотрофных динофлагеллят, которые, как известно, питаются токсичной динофлагеллятой Alexandrium tamarense . [ 9 ] На некоторые виды миксотрофных динофлагеллят могут влиять интенсивность света и условия питания. Например, частота попадания в организм Fragilidium subglobosum , Gymnodinium gracilentum и Karlodinium veneficum увеличивается по мере увеличения интенсивности света до 75–100 мкмоль фотонов на м2. 2 в секунду. [ 10 ] Напротив, на другие виды интенсивность света не влияет. [ 10 ] Кроме того, на скорость поглощения миксотрофной динофлагелляты Ceratium Furca влияют внутриклеточные концентрации питательных веществ. [ 11 ]
Виды кормления
[ редактировать ]Морские виды динофлагеллят претерпевают три основных трофических режима: автотрофию , миксотрофию и гетеротрофию . [ 12 ] Ранее считалось, что многие виды динофлагеллят исключительно автотрофны; однако недавние исследования показали, что многие динофлагелляты, которые считались исключительно фототрофными, на самом деле являются миксотрофными. [ 12 ] Миксотрофные динофлагелляты могут подвергаться как фотосинтезу , так и фагоцитозу как методам питания. [ 7 ] Миксотрофные динофлагелляты с отдельными пластидами, которые в основном зависят от фотосинтеза, могут питаться другими клетками как вторичным источником питательных веществ. [ 7 ] С другой стороны, миксотрофные динофлагелляты с отдельными пластидами, зависящими преимущественно от фагоцитоза, также фотосинтезируют за счет хлоропластов, «украденных» у их добычи (клептохлоропластов), или за счет эндосимбионтов водорослей. [ 7 ] Обнаружено, что миксотрофные динофлагелляты Gonyaulax polygramma и Scrippsiella spp. могут поглощать добычу небольшого размера, используя свой апикальный рог, в то время как более крупная добыча поглощается через борозду , что показывает, что динофлагелляты могут иметь более одного рта для питания. [ 9 ] Более того, миксотрофные динофлагелляты, принадлежащие к виду Karlodinium Armiger , могут захватывать мелкую добычу путем прямого поглощения или могут использовать выдвижной стебель для захвата более крупной добычи. [ 13 ]
Последствия для микробных пищевых сетей
[ редактировать ]Миксотрофные динофлагелляты, принадлежащие к виду Gymnodinium sanguineum, питаются популяциями наноресниц в Чесапикском заливе . [ 14 ] Хищничество в отношении инфузорий выгодно для G. sanguineum, поскольку инфузории являются источником азота, который ограничивает рост чисто фотосинтезирующих динофлагеллят. [ 14 ] Охотясь на инфузорий, эти динофлагелляты меняют нормальный поток материала от первичного производителя к потребителю и влияют на трофодинамику микробной пищевой сети в Чесапикском заливе. [ 14 ]
Некоторые устоявшиеся экологические модели морских микробных пищевых сетей не включают питание миксотрофными динофлагеллятами. [ 12 ] Эти дополнения будут включать питание миксотрофных динофлагеллят бактериями , фитопланктоном , другими миксотрофными динофлагеллятами и нанофлагеллятами, а также гетеротрофными протистами . [ 12 ] Влияние выпаса миксотрофных динофлагеллят будет влиять на отдельные виды добычи и зависеть от численности хищников-динофлагеллят и скорости их поедания. [ 12 ] Еще одним соображением было бы включить взаимоотношения хищник-жертва миксотрофных динофлагеллят на видовом уровне из-за сосуществования в морских и океанических водах. [ 12 ]
Разнообразие миксотрофных видов динофлагеллят и их взаимодействие с другими морскими организмами способствуют их разнообразной роли в различных нишах. [ 12 ] Например, миксотрофные и гетеротрофные динофлагелляты могут действовать как хищники на широкий спектр типов добычи из-за их разнообразных механизмов питания. [ 12 ] Включение миксотрофных динофлагеллят лучше объяснило бы контроль над популяцией добычи и круговорот ограниченных материалов, а также конкуренцию между другими организмами за более крупную добычу. [ 12 ]
Изменение климата и закисление океана
[ редактировать ]Поскольку концентрации CO 2 в атмосфере увеличиваются по антропогенным причинам, подкисление океана будет увеличиваться в результате увеличения секвестрации CO 2 океаном; Океан является отличным поглотителем углерода, поглощая все больше углерода по мере увеличения его концентрации в атмосфере. [ 15 ] Когда это произойдет, в морских планктонных сообществах произойдут изменения в составе видов и сообществ. Миксотрофные динофлагелляты будут иметь преимущество перед фотосинтетическим динофлагеллятами, поскольку океаны станут более ограниченными в питательных веществах, и миксотрофам не придется полагаться только на неорганические питательные вещества, но они смогут воспользоваться возможностью потреблять твердые органические вещества. [ 6 ]
С повышением температуры происходит увеличение устойчивости водной толщи, [ 15 ] что приводит к созданию благоприятных условий для миксотрофного роста. Миксотрофы могут расти в условиях с низким содержанием питательных веществ (более стабильных) и становиться доминирующими членами планктонных сообществ. [ 6 ] Вредное цветение водорослей (ВЦВ) также может быть вызвано повышением стабильности или увеличением количества питательных веществ из-за подкисления и изменения климата. Это может иметь серьезные последствия для пищевой цепи и оказывать вредное воздействие на людей и их источники питания. [ 6 ] из-за вредного цветения динофлагеллят и других таксонов и привести, например, к паралитическому отравлению моллюсками. [ 16 ]
Влияние на красный прилив и ВЦВ
[ редактировать ]
Известно, что многие миксотрофные и некоторые гетеротрофные динофлагелляты вызывают красные приливы или вредное цветение , что приводит к массовой смертности рыб и моллюсков. [ 12 ] Были проведены исследования красных приливов, чтобы определить механизм вспышки и устойчивости красных приливов, вызванных миксотрофными динофлагеллятами, такими как Karenia brevis , Prorocentrum donghaiense и Prorocentrum минимум, в водах с низкой концентрацией питательных веществ. В случае серийных красных приливов один миксотрофный вид динофлагеллят доминирует над другим миксотрофным видом в быстрой последовательности в течение короткого периода дней. [ 12 ] Возможным объяснением появления различных доминирующих миксотрофных динофлагеллят во время серийных красных приливов является способность миксотрофных динофлагеллят питаться как гетеротрофными бактериями, так и цианобактериями (такими как Synecchococcus ) spp., которые одновременно обеспечивают лимитирующие питательные вещества, такие как фосфор и азот. [ 12 ] Предполагается, что во время серийных красных приливов питание более крупными миксотрофными динофлагеллятами более мелких видов может быть движущей силой сукцессии доминирующих видов. [ 12 ] Азот и фосфор поглощаются путем прямого переноса материалов и энергии между миксотрофными динофлагеллятами; следовательно, снабжение питательными веществами не зависит от выделения азота и фосфора другими организмами. Следовательно, миксотрофия может вызывать разъединение между концентрациями питательных веществ и численностью миксотрофных динофлагеллят в естественной среде. [ 12 ]
Красные приливы — это разновидность вредоносного цветения водорослей (ВЦВ); оба являются результатом массового размножения водорослей, что приводит к образованию очень высоких концентраций клеток, заметно окрашивающих воду. [ 17 ] Очень высокие уровни биомассы в Красных приливах или ВЦВ могут оказывать прямое токсическое воздействие через выброс токсичных соединений или косвенное воздействие через истощение кислорода на млекопитающих , рыб , моллюсков и людей. [ 17 ] PSP (паралитическое отравление моллюсками) является одним из примеров токсина, вырабатываемого динофлагеллятами, который может иметь смертельные последствия при проглатывании зараженных моллюсков; токсин представляет собой нейроингибитор, который концентрируется в плоти двустворчатых моллюсков и моллюсков , питавшихся токсичными водорослями. [ 18 ] Концентрации токсинов могут оказывать вредное и даже смертельное воздействие на людей и популяции морских млекопитающих, которые питаются зараженными моллюсками. [ 18 ]
Отношения с другими организмами
[ редактировать ]Миксотрофные динофлагелляты могут питаться различными организмами, включая бактерии , пикоэукариоты , нанофлагелляты, диатомовые водоросли , простейшие , многоклеточные животные и другие динофлагелляты. [ 8 ] Скорость питания и пищеварения у миксотрофных динофлагеллят ниже, чем у строго гетеротрофных динофлагеллят. [ 8 ] Миксотрофные динофлагелляты не питаются кровью, яйцами, взрослыми многоклеточными животными и плотью, как это происходит у некоторых гетеротрофных динофлагеллят.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гомес Ф (2012). «Контрольный список и классификация живых динофлагеллят (Dinoflagellata, Alveolata)» . СИКИМАР Океаниды . 27 (1): 65–140. doi : 10.37543/oceanides.v27i1.111 .
- ^ Руджеро; и др. (2015), «Классификация всех живых организмов более высокого уровня», PLOS ONE , 10 (4): e0119248, doi : 10.1371/journal.pone.0119248 , PMC 4418965 , PMID 25923521
- ^ Силар, Филипп (2016), «Эукариотические протисты: происхождение, эволюция и биология эукариотических микробов» , HAL Archives-ouvertes : 1–462
- ^ Ю, Ён Ду; Чон, Хэ Джин; Кан, Нам Сон; Сон, Джэ Юн; Ким, Кван Ён; Ли, Гитак; Ким, Джухён (01 марта 2010 г.). «Питание недавно описанной миксотрофной динофлагеллятой Paragymnodinium shiwhaense : механизм питания, виды добычи и влияние концентрации добычи». Журнал эукариотической микробиологии . 57 (2): 145–158. дои : 10.1111/j.1550-7408.2009.00448.x . ISSN 1550-7408 . ПМИД 20487129 . S2CID 6312832 .
- ^ Перейти обратно: а б Стокер, Дайан К. (1 июля 1999 г.). «Миксотрофия среди динофлагеллят1». Журнал эукариотической микробиологии . 46 (4): 397–401. дои : 10.1111/j.1550-7408.1999.tb04619.x . ISSN 1550-7408 . S2CID 83885629 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Митра, А.; и др. (2014). «Роль миксотрофных простейших в биологическом углеродном насосе» . Биогеонауки . 11 (4): 995–1005. дои : 10.5194/bg-11-995-2014 . hdl : 10453/117781 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Стокер, Дайан К. (июль 1999 г.). «Миксотрофия среди динофлагеллят». Журнал эукариотической микробиологии . 46 (4): 397–401. дои : 10.1111/j.1550-7408.1999.tb04619.x . S2CID 83885629 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Чон, Хэ Джин; Ю, Ён Ду; Ким, Джэ Сон; Сон, Кён А; Кан, Нам Сон; Ким, Тэ Хун (6 июля 2010 г.). «Рост, питание и экологическая роль миксотрофных и гетеротрофных динофлагеллят в морских планктонных пищевых сетях» . Журнал науки об океане . 45 (2): 65–91. дои : 10.1007/s12601-010-0007-2 .
- ^ Перейти обратно: а б Чон, HJ; Йоу, ЮД; Пак, JY; Сонг, JY; Ким, СТ; Ли, Ш.; Ким, Кентукки; Йих, WH (6 сентября 2005 г.). «Питание фототрофных динофлагеллят красного прилива: пять недавно выявленных видов и шесть видов, ранее известных как миксотрофные» . Водная микробная экология . 40 (2): 133–150. дои : 10.3354/ame040133 . ISSN 0948-3055 .
- ^ Перейти обратно: а б Сковгаард, Альф (14 декабря 2000 г.). «Фаготрофически получаемый фактор роста пластидной динофлагелляты Gyrodinium Resplendens (Dinophyceae)». Журнал психологии . 36 (6): 1069–1078. дои : 10.1046/j.1529-8817.2000.00009.x . S2CID 83903548 .
- ^ Смолли, GW; Коутс, ДВ; Стокер, ДК (2003). «На питание миксотрофных динофлагеллят Ceratium Furca влияет внутриклеточная концентрация питательных веществ» . Серия «Прогресс в области морской экологии» . 262 : 137–151. дои : 10.3354/meps262137 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Чон, Хэ Джин; Ю, Ён Ду; Ким, Джэ Сон; Сон, Кён А; Кан, Нам Сон; Ким, Тэ Хун (6 июля 2010 г.). «Рост, питание и экологическая роль миксотрофных и гетеротрофных динофлагеллят в морских планктонных пищевых сетях» . Журнал науки об океане . 45 (2): 65–91. дои : 10.1007/s12601-010-0007-2 . ISSN 1738-5261 .
- ^ Берге, Т; Хансен, П.Дж.; Моэструп, Ø (26 марта 2008 г.). «Механизм питания, специфичность добычи и рост пластидной динофлагелляты Karlodinium Armiger на свету и в темноте» . Водная микробная экология . 50 : 279–288. дои : 10.3354/ame01165 .
- ^ Перейти обратно: а б с Бокшталер, КР; Коутс, Д.В. (1993). «Выпас миксотрофной динофлагелляты Gymnodinium sanguineum на популяциях инфузорий Чесапикского залива». Морская биология . 116 (3): 477–487. дои : 10.1007/BF00350065 . ISSN 0025-3162 . S2CID 84468485 .
- ^ Перейти обратно: а б Макнил, Бен И.; Матир, Ричард Дж. (27 июня 2006 г.). «Прогнозируемое влияние изменения климата на закисление океана» . Углеродный баланс и управление . 1 (1): 2. дои : 10.1186/1750-0680-1-2 . ISSN 1750-0680 . ПМЦ 1513135 . ПМИД 16930458 .
- ^ Хансен, Пер Жюэль; Чембелла, Аллан Д.; Моэструп, Эйвинд (1 октября 1992 г.). «Морская динофлагеллята Alexandrium Ostenfeldii: концентрация, состав и токсичность паралитического токсина моллюсков для тинтиннид инфузории1». Журнал психологии . 28 (5): 597–603. дои : 10.1111/j.0022-3646.1992.00597.x . ISSN 1529-8817 . S2CID 84540277 .
- ^ Перейти обратно: а б Администрация Министерства торговли США, Национальная служба океанических и атмосферных исследований. «Вредное цветение водорослей» . Oceanservice.noaa.gov . Проверено 23 марта 2017 г.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Херли, Уильям; Вольтерсторфф, Кэмерон; Макдональд, Райан; Шульц, Дебора (23 марта 2017 г.). «Паралитическое отравление моллюсками: серия случаев» . Западный журнал неотложной медицины . 15 (4): 378–381. дои : 10.5811/westjem.2014.4.16279 . ISSN 1936-900Х . ПМЦ 4100837 . ПМИД 25035737 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с динофлагеллатами, на Викискладе?
