Микопланктон

Микопланктон — сапротрофный член планктонных сообществ морских и пресноводных экосистем . ^[1]^[2] Они состоят из нитчатых свободноживущих грибов и дрожжей, связанных с планктонными частицами или фитопланктоном . ^[3] Подобно бактериопланктону , эти водные грибы играют значительную роль в гетеротрофной минерализации и круговороте питательных веществ . ^[4] Микопланктон может достигать 20 мм в диаметре и более 50 мм в длину. ^[5]

В типичном миллилитре морской воды содержится около 10 ³ до 10 ⁴ грибковые клетки. ^[6] Это число больше в прибрежных экосистемах и эстуариях из-за стока питательных веществ от наземных сообществ. Водные грибы встречаются во множестве экосистем: от мангровых зарослей до водно-болотных угодий и открытого океана. ^[7] Наибольшее разнообразие и количество видов микопланктона обнаружено в поверхностных водах (<1000 м), а вертикальный профиль зависит от обилия фитопланктона . ^[8]^[9] Более того, эта разница в распределении может варьироваться в зависимости от сезона из-за доступности питательных веществ. ^[10] Водные грибы выживают в среде с постоянным дефицитом кислорода и, следовательно, зависят от диффузии кислорода за счет турбулентности и кислорода, вырабатываемого фотосинтезирующими организмами . ^[11]

Классификация

Среди водных грибов существует большое разнообразие. Эти грибы можно разделить на три группы: ^[11]

Низшие грибы – адаптированные к морской среде обитания ( зооспоровые грибы, в том числе мастигомицеты: оомицеты и хитридиомицеты )
Высшие грибы – нитчатые, модифицированные к планктонному образу жизни ( гифомицеты , аскомицеты , базидиомицеты ).
Наземные грибы – содержат придатки морских грибов ( трихомицетов ).

Большинство видов микопланктона являются высшими грибами, относящимися к типам Ascomycota и Basidiomycota . ^[8]

Секвенирование генома — распространенный способ оценки и классификации водных грибов. Грибы являются эукариотами, и поэтому секвенирование часто осуществляется по 18-й рДНК. ^[7]

Согласно летописям окаменелостей, грибы относятся к позднему протерозою , 900-570 миллионов лет назад. Предполагается, что микопланктон произошел от наземных грибов, вероятно, в палеозойскую эру (390 миллионов лет назад). ^[2] Методы и пути адаптации наземных грибов к морской среде продолжают изучаться.

Биогеохимический вклад

В океанах Земли существует множество биогеохимических циклов, в которых определенную роль играет микопланктон. ^[12] Они являются частью микробной петли и других форм круговорота питательных веществ, включая специфичный для микопланктона микофлюс и миколопет. ^[13]

Круговорот органических питательных веществ

Микопланктон, как и все грибы, играет важную роль в разложении детрита и органических веществ растений, а также других более крупных организмов. ^[14]^[15] Работая с другими микробными сообществами, микопланктон эффективно преобразует твердые органические вещества в растворенные органические вещества в рамках биогеохимического круговорота. ^[12] Микопланктон и гетеротрофные бактерии обеспечивают потоки углерода, азота, кислорода и других питательных веществ в морских экосистемах. ^[16] Включение растворенного органического углерода в микробную биомассу — это то, что известно как микробная петля . ^[13]

Микопланктон часто встречается в больших количествах у поверхности, а также на мелководье. Это свидетельствует о связи микопланктона с апвеллингом органического вещества. Сообщества фитопланктона также многочисленны в эвфотической зоне, что еще раз подтверждает роль микопланктона в потреблении органического вещества. ^[3]^[10]

Миколуп и микофлюкс

Микопланктон играет важную роль в контроле популяций фитопланктона и зоопланктона . Миколуп очень похож на микробную петлю, поскольку в основе обеих лежит то, что микробы делают материал доступным для организмов, занимающих более высокие трофические уровни . Посредством миколопа фитопланктон трансформируется так, что его может поедать зоопланктон. Эту функцию выполняют паразитические морские грибы (микопланктон). ^[13]

Микопоток недостаточно изучен, но считается, что он является частью улавливания углерода в водной среде обитания. Функционально в этом процессе участвуют водные грибы, расщепляющие органические вещества. ^[13]

Бентосный шунт

Другой процесс, в котором принимает участие микопланктон, известен как бентосный шунт. Этот процесс происходит в донной зоне , отложениях на дне воды. Бентосный шунт обычно упоминается в отношении пресноводной водной среды, но эта концепция актуальна и имеет место и в морской среде обитания. Бентический шунт — это, по сути, поток энергии и питательных веществ, направляемый организмами более низкого трофического уровня, такими как микопланктон. ^[13]

Роль в пищевых сетях

Благодаря своему значительному вкладу в круговорот питательных веществ, микопланктон играет большую роль в регуляции пищевых сетей. Водные грибы, такие как микопланктон, разлагают и преобразуют органическое вещество в другие формы. В некотором смысле, вклад микопланктона в водные пищевые сети — это биогеохимические услуги, которые они выполняют. Пищевая цепь травоядных животных и пищевая цепь микробов по своей сути переплетены, поскольку растворенный органический углерод в основании пищевой цепи микробов первоначально поступает из материала, выделяемого травоядными животными из пищевой цепи травоядных животных. ^[8] Новые формы органического вещества не только становятся более приемлемыми для макропланктона, но и в процессе преобразования высвобождаются субстраты, которые поддерживают рост бактерий. ^[7] Это, в свою очередь, позволяет бактериям и макропланктону поддерживать еще более высокие трофические уровни. Это форма контроля водных пищевых сетей снизу вверх.

Сообщества

Хотя микопланктон встречается в различных водных средах, их распределение, численность и разнообразие различаются в зависимости от этих сред. ^[7] Обычно в прибрежных водах наблюдается большее разнообразие и большая численность микопланктона из-за дополнительной доступности питательных веществ. Также существуют различия в составе и разнообразии сообществ на разных глубинах. Считается, что факторы контроля распространения микопланктона варьируются. ^[8]

См. также

Водоросли - разнообразная группа фотосинтезирующих эукариотических организмов.
Биологический насос – Процесс улавливания углерода в океанах
Морские грибы

Ссылки

^ Джонс Э.Г., Хайд К.Д., Панг К.Л., ред. (27 августа 2014 г.). Пресноводные грибы: и грибоподобные организмы . Вальтер де Грюйтер ГмбХ & Ко КГ. ISBN 978-3-11-033348-0 .
^ Jump up to: ^а ^б Джонс Э.Г., Хайд К.Д., Панг К.Л. (31 августа 2012 г.). Морские грибы: и грибоподобные организмы . Вальтер де Грюйтер. ISBN 978-3-11-026406-7 .
^ Jump up to: ^а ^б Ван X, Сингх П., Гао Z, Чжан X, Джонсон ZI, Ван G (03 июля 2014 г.). «Распространение и разнообразие планктонных грибов в теплом бассейне западной части Тихого океана» . ПЛОС ОДИН . 9 (7): e101523. Бибкод : 2014PLoSO...9j1523W . дои : 10.1371/journal.pone.0101523 . ПМК 4081592 . ПМИД 24992154 .
^ Рагукумар С, изд. (2012). «Биология морских грибов» . Прогресс молекулярной и субклеточной биологии . 53 . дои : 10.1007/978-3-642-23342-5 . ISBN 978-3-642-23341-8 . ISSN 0079-6484 . S2CID 39378040 .
^ Дамаре С., Рагукумар С. (июль 2008 г.). «Грибы и макроагрегация в глубоководных отложениях». Микробная экология . 56 (1): 168–177. Бибкод : 2008MicEc..56..168D . дои : 10.1007/s00248-007-9334-y . ПМИД 17994287 . S2CID 21288251 .
^ Кубанек Дж., Дженсен П.Р., Кейфер П.А., Саллардс М.К., Коллинз Д.О., Феникал В. (июнь 2003 г.). «Устойчивость морских водорослей к микробному воздействию: целенаправленная химическая защита от морских грибов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (12): 6916–6921. Бибкод : 2003PNAS..100.6916K . дои : 10.1073/pnas.1131855100 . ПМК 165804 . ПМИД 12756301 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Джобард М., Раскони С., Симе-Нгандо Т. (01.06.2010). «Разнообразие и функции микроскопических грибов: недостающий компонент пелагических пищевых сетей» . Водные науки . 72 (3): 255–268. Бибкод : 2010AqSci..72..255J . дои : 10.1007/s00027-010-0133-z . ISSN 1420-9055 . S2CID 36789070 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Гао З., Джонсон З.И., Ван Дж. (январь 2010 г.). «Молекулярная характеристика пространственного разнообразия и новых линий микопланктона в прибрежных водах Гавайских островов» . Журнал ISME . 4 (1): 111–120. Бибкод : 2010ISMEJ...4..111G . дои : 10.1038/ismej.2009.87 . ПМИД 19641535 . S2CID 2395339 .
^ Панцер К., Йилмаз П., Вайс М., Райх Л., Рихтер М., Визе Дж. и др. (30 июля 2015 г.). «Идентификация биомов водных грибковых сообществ, специфичных для среды обитания, с использованием комплексного почти полноразмерного набора данных 18S рРНК, обогащенного контекстными данными» . ПЛОС ОДИН . 10 (7): e0134377. Бибкод : 2015PLoSO..1034377P . дои : 10.1371/journal.pone.0134377 . ПМЦ 4520555 . ПМИД 26226014 .
^ Jump up to: ^а ^б «Первая запись цветковых грибов в прибрежной экосистеме апвеллинга у центрального Чили» . Гаяна (Консепсьон) . 68 (2). 2004. doi : 10.4067/s0717-65382004000200001 . ISSN 0717-6538 .
^ Jump up to: ^а ^б Шридхар КР (2009). Водные грибы. Являются ли они планктонными? Планктонная динамика вод Индии . Джайпур, Индия: Публикации Пратикши. стр. 133–148.
^ Jump up to: ^а ^б Кьёрбо Т., Джексон Дж. (2001). «Морской снег, шлейфы органических растворов и оптимальное хемосенсорное поведение бактерий» . Лимнология и океанография . 46 (6): 1309–1318. Бибкод : 2001LimOc..46.1309K . дои : 10.4319/lo.2001.46.6.1309 . S2CID 86713938 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Гроссарт Х.П., Ван ден Вингаерт С., Кагами М., Вурцбахер С., Канлифф М., Рохас-Хименес К. (июнь 2019 г.). «Грибы в водных экосистемах» . Обзоры природы. Микробиология . 17 (6): 339–354. дои : 10.1038/s41579-019-0175-8 . hdl : 10026.1/18716 . ПМИД 30872817 . S2CID 77395296 .
^ Карлайл М.Дж., Уоткинсон СК, Гудэй Г.В. (2001). Грибы . Сан-Диего: Академическая пресса.
^ Панг КЛ, Митчелл Джи (декабрь 2005 г.). «Молекулярные подходы к оценке разнообразия грибов в морских субстратах». Ботаника Марина . 48 (5): 332–347. дои : 10.1515/БОТ.2005.046 . ISSN 1437-4323 .
^ Бусинг Н., Гесснер М.О. (январь 2006 г.). «Продуктивность бентосных бактерий и грибов и круговорот углерода в пресноводном болоте» . Прикладная и экологическая микробиология . 72 (1): 596–605. Бибкод : 2006ApEnM..72..596B . дои : 10.1128/АЕМ.72.1.596-605.2006 . ПМЦ 1352256 . ПМИД 16391096 .

[1] Джонс Э.Г., Хайд К.Д., Панг К.Л., ред. (27 августа 2014 г.). Пресноводные грибы: и грибоподобные организмы . Вальтер де Грюйтер ГмбХ & Ко КГ. ISBN 978-3-11-033348-0 .

[Jones-2012-2] Jump up to: ^а ^б Джонс Э.Г., Хайд К.Д., Панг К.Л. (31 августа 2012 г.). Морские грибы: и грибоподобные организмы . Вальтер де Грюйтер. ISBN 978-3-11-026406-7 .

[Wang-2014-3] Jump up to: ^а ^б Ван X, Сингх П., Гао Z, Чжан X, Джонсон ZI, Ван G (03 июля 2014 г.). «Распространение и разнообразие планктонных грибов в теплом бассейне западной части Тихого океана» . ПЛОС ОДИН . 9 (7): e101523. Бибкод : 2014PLoSO...9j1523W . дои : 10.1371/journal.pone.0101523 . ПМК 4081592 . ПМИД 24992154 .

[4] Рагукумар С, изд. (2012). «Биология морских грибов» . Прогресс молекулярной и субклеточной биологии . 53 . дои : 10.1007/978-3-642-23342-5 . ISBN 978-3-642-23341-8 . ISSN 0079-6484 . S2CID 39378040 .

[5] Дамаре С., Рагукумар С. (июль 2008 г.). «Грибы и макроагрегация в глубоководных отложениях». Микробная экология . 56 (1): 168–177. Бибкод : 2008MicEc..56..168D . дои : 10.1007/s00248-007-9334-y . ПМИД 17994287 . S2CID 21288251 .

[6] Кубанек Дж., Дженсен П.Р., Кейфер П.А., Саллардс М.К., Коллинз Д.О., Феникал В. (июнь 2003 г.). «Устойчивость морских водорослей к микробному воздействию: целенаправленная химическая защита от морских грибов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (12): 6916–6921. Бибкод : 2003PNAS..100.6916K . дои : 10.1073/pnas.1131855100 . ПМК 165804 . ПМИД 12756301 .

[Jobard-2010-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Джобард М., Раскони С., Симе-Нгандо Т. (01.06.2010). «Разнообразие и функции микроскопических грибов: недостающий компонент пелагических пищевых сетей» . Водные науки . 72 (3): 255–268. Бибкод : 2010AqSci..72..255J . дои : 10.1007/s00027-010-0133-z . ISSN 1420-9055 . S2CID 36789070 .

[Gao-2010-8] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Гао З., Джонсон З.И., Ван Дж. (январь 2010 г.). «Молекулярная характеристика пространственного разнообразия и новых линий микопланктона в прибрежных водах Гавайских островов» . Журнал ISME . 4 (1): 111–120. Бибкод : 2010ISMEJ...4..111G . дои : 10.1038/ismej.2009.87 . ПМИД 19641535 . S2CID 2395339 .

[9] Панцер К., Йилмаз П., Вайс М., Райх Л., Рихтер М., Визе Дж. и др. (30 июля 2015 г.). «Идентификация биомов водных грибковых сообществ, специфичных для среды обитания, с использованием комплексного почти полноразмерного набора данных 18S рРНК, обогащенного контекстными данными» . ПЛОС ОДИН . 10 (7): e0134377. Бибкод : 2015PLoSO..1034377P . дои : 10.1371/journal.pone.0134377 . ПМЦ 4520555 . ПМИД 26226014 .

[Gayana_(Concepción)-2004-10] Jump up to: ^а ^б «Первая запись цветковых грибов в прибрежной экосистеме апвеллинга у центрального Чили» . Гаяна (Консепсьон) . 68 (2). 2004. doi : 10.4067/s0717-65382004000200001 . ISSN 0717-6538 .

[Sridhar-2009-11] Jump up to: ^а ^б Шридхар КР (2009). Водные грибы. Являются ли они планктонными? Планктонная динамика вод Индии . Джайпур, Индия: Публикации Пратикши. стр. 133–148.

[Kiørboe-2001-12] Jump up to: ^а ^б Кьёрбо Т., Джексон Дж. (2001). «Морской снег, шлейфы органических растворов и оптимальное хемосенсорное поведение бактерий» . Лимнология и океанография . 46 (6): 1309–1318. Бибкод : 2001LimOc..46.1309K . дои : 10.4319/lo.2001.46.6.1309 . S2CID 86713938 .

[Grossart-2019-13] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Гроссарт Х.П., Ван ден Вингаерт С., Кагами М., Вурцбахер С., Канлифф М., Рохас-Хименес К. (июнь 2019 г.). «Грибы в водных экосистемах» . Обзоры природы. Микробиология . 17 (6): 339–354. дои : 10.1038/s41579-019-0175-8 . hdl : 10026.1/18716 . ПМИД 30872817 . S2CID 77395296 .

[14] Карлайл М.Дж., Уоткинсон СК, Гудэй Г.В. (2001). Грибы . Сан-Диего: Академическая пресса.

[15] Панг КЛ, Митчелл Джи (декабрь 2005 г.). «Молекулярные подходы к оценке разнообразия грибов в морских субстратах». Ботаника Марина . 48 (5): 332–347. дои : 10.1515/БОТ.2005.046 . ISSN 1437-4323 .

[16] Бусинг Н., Гесснер М.О. (январь 2006 г.). «Продуктивность бентосных бактерий и грибов и круговорот углерода в пресноводном болоте» . Прикладная и экологическая микробиология . 72 (1): 596–605. Бибкод : 2006ApEnM..72..596B . дои : 10.1128/АЕМ.72.1.596-605.2006 . ПМЦ 1352256 . ПМИД 16391096 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]