Пироцистис фузиформис
| Пироцистис фузиформис | |
|---|---|
| |
| Научная классификация | |
| Домен: | |
| (без рейтинга): | |
| Тип: | |
| Заказ: | |
| Подотряд: | |
| Семья: | |
| Род: | |
| Разновидность: | П. fusiformis
|
| Биномиальное имя | |
| Пироцистис фузиформис Уайвилл-Томсон бывший Мюррей, в Тизарде и др., 1885 г.
| |
Pyrocystis fusiformis — неподвижная ( тропическая эпипелагическая морская динофлагеллята жгутиковые микроорганизмы), достигающая длины до 1 миллиметра (0,039 дюйма). P. fusiformis проявляют биолюминесценцию , когда их беспокоят или волнуют. В прибрежных морских водах эта динофлагеллята вызывает эффект свечения после наступления темноты. P. fusiformis был впервые описан в Трудах Лондонского королевского общества в 1876 году. [ 1 ]
Морфология
[ редактировать ]Название P. fusiformis происходит от его конической или веретенообразной формы. [ 2 ] P. fusiformis неподвижен, что характерно для всех представителей семейства Pyrocystaceae, которые теряют жгутики к тому времени, когда эти организмы становятся взрослыми. [ 2 ] P. fusiformis считается крупной динофлагеллятой. [ 3 ] [ 4 ] каждая ячейка имеет длину примерно 970×163 мкм и сферический диаметр 374 мкм. [ 5 ] клетки Хлоропласты фактически меняют форму клетки, приближаясь к ее стенке днем и стягиваясь к ядру ночью. [ 5 ] P. fusiformis автотрофны , получая энергию от солнца посредством фотосинтеза . [ 6 ] P. fusiformis будет фотосинтезировать только в дневное время и в основном производить биолюминесценцию ночью из-за их циркадного ритма , который контролирует оба процесса. [ 7 ]
Биолюминесценция
[ редактировать ]Биолюминесценция возникает, когда организм излучает свет в результате химической реакции. [ 8 ] при этом большинство биолюминесцентных организмов в мире обитает в океане. [ 9 ] Считается, что производство биолюминесценции P. fusiformis является защитным механизмом, который пугает травоядных, которые в противном случае съели бы их. [ 5 ] или освещать травоядных, чтобы они, в свою очередь, были более заметны своим хищникам, [ 6 ] известная как теория «охранной сигнализации». [ 10 ]
У P. fusiformis яркий синий свет образуется в результате реакции фермента люциферазы и белковоподобного соединения люциферина в плазматической мембране клетки. [ 5 ] Считается, что синий является наиболее распространенным биолюминесцентным цветом, образующимся в океане, поскольку волны синего света распространяются в морской воде дальше всего. [ 9 ] Люциферин динофлагеллетного типа, используемый в этой реакции, является одним из четырех распространенных типов люциферина, обнаруженных в морской среде. [ 11 ] а геном P. fusiformis имеет общее происхождение с другими динофлагеллятами, которые содержат фермент люциферазу. [ 5 ] В лаборатории наблюдались биолюминесцентные вспышки двух разных типов. Один яркий и быстрый, а другой тусклый, но более продолжительный. Интенсивность и продолжительность этих вспышек зависят от времени, в течение которого клетка должна перезарядиться между испусканием света, при этом периоды восстановления варьируются от 15–60 минут до 6 часов для утомленных клеток. [ 12 ]
Жизненный цикл
[ редактировать ]P. fusiformis имеет полный жизненный цикл продолжительностью примерно 5–7 дней и размножается бесполым путем . [ 7 ] На этапе размножения создаются 1 или 2 зооспоры , которые растут внутри клеточной стенки родителя, пока не станут новыми клетками. [ 5 ] Наблюдаемое в лаборатории под культурой бесполое размножение начинается, когда протопласт сжимается от родительской клеточной стенки . У P. fusiformis протоплазма которая при делении образует сокращается около середины клетки, образуя две доли, в отличие от Pyrocystis lunula, форму полумесяца. После деления протоплазмы она дифференцируется в репродуктивные клетки. Эти клетки затем очень быстро набухают, создавая новые родительские клетки. [ 13 ]
Экология
[ редактировать ]Фитопланктон , включая P. fusiformis, играет большую роль в глобальном круговороте углерода, фиксируя углерод. [ 5 ] одновременно производя большое количество кислорода посредством фотосинтеза. [ 2 ] Некоторое количество кислорода, вырабатываемого фитопланктоном, растворяется в морской воде и помогает поддерживать дыхание гетеротрофных организмов. Однако большие количества кислорода диффундируют в атмосферу через поверхностные воды, составляя до 50% мирового атмосферного кислорода. [ 14 ] Фитопланктон также составляет основу морской пищевой цепи , и на него охотятся различные организмы, такие как травяные креветки , рыбы-комары , мизиды , [ 6 ] и копеподы . [ 5 ] Они способствуют первичному производству энергии в океане путем преобразования углерода в полезную энергию. [ 15 ]
Подсчитано, что P. fusiformis чаще всего встречается на глубине 60 и 100 метров в морских водах, тропических и субтропических заливах, а также в олиготрофных водах. [ 5 ] и был найден на глубине 200 метров. [ 3 ] Этот вид был обнаружен на Тайване , в Адриатическом и Черном морях , на Канарских островах , в Нижней Калифорнии , Бразилии , Индии , Китае и Австралии . [ 16 ]
В олиготрофной воде азот (N) является лимитирующим питательным веществом для роста фитопланктона. [ 17 ] Нитрат (NO − 3 ) и аммоний (NH + 4 ), как неорганическая форма азота, чаще всего поглощаются фитопланктоном и необходимы для роста и обменных процессов. [ 3 ] Известно, что P. fusiformis метаболизирует нитраты и аммоний с относительно одинаковой скоростью как днем, так и ночью, и способен поглощать нитраты на глубине 120 м и более, что глубже, чем у многих других фитопланктонов. [ 3 ] P. fusiformis также способен использовать избыток углерода (С) в поверхностных водах, немедленно используя то, что ему необходимо для метаболических процессов, а затем катаболизируя и сохраняя избыток углерода для использования на больших глубинах, что позволяет ему иметь относительно постоянную скорость клеточного роста. деление по всей эвфотической зоне . [ 18 ]
Человеческий интерес
[ редактировать ]P. fusiformis интересен людям как природное явление, которое можно наблюдать в океане, а также его легко культивировать в контролируемой среде дома и в классах для изучения. P. fusiformis обычно выращивают в научных целях. [ 19 ] и искусство [ 20 ] проекты.
Потому что P. fusiformis важен для научных исследований, поскольку он вспыхивает только при волнении, и его можно использовать для визуализации потока , чтобы помочь обнаружить различия в потоке воды или нарушение воды хищниками. [ 5 ] P. fusiformis также можно использовать в качестве инструмента биологического анализа для обнаружения загрязнителей в морских водах. [ 6 ] Ученые измеряют количество света, которое излучает P. fusiformis (и другие динофлагелляты), чтобы измерить последствия загрязнения, поскольку количество производимого света связано с тем, насколько здоровы эти организмы. [ 7 ]
P. fusiformis также является основным предметом серии работ художницы Эрики Блюменфельд, которая выставляла свои работы в музеях и галереях по всему миру. [ 21 ] Ее крупномасштабные фотографии демонстрируют синий цвет, который P. fusiformis излучает при возбуждении. Работая с учеными Океанографического института Скриппса , Блюменфельд фотографирует P. fusiformis , чтобы «активировать диалог о нашей природной среде и нашем отношении к ней». [ 22 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мюррей, Дж (1876). «Предварительные отчеты профессору Томпсону, ФРС и директору гражданского научного штаба о проделанной работе на борту «Челленджера» » . Труды Лондонского королевского общества . 24 : 533. doi : 10.1098/rspl.1875.0067 .
- ^ Jump up to: а б с «Классификация — Pyrocystis fusiformis» . Рыцарь в сияющих доспехах . Университет Висконсина, Ла-Кросс . Проверено 24 января 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с д Бховичитра, Ман; Свифт, Элайджа (1977). «Световое и темновое поглощение нитрата и аммония крупными океаническими динофлагеллятами: Pyrocystis noctiluca, Pyrocystis fusiformis и Dissodinium lunula1» . Лимнология и океанография . 22 (1): 73–83. Бибкод : 1977LimOc..22...73B . дои : 10.4319/lo.1977.22.1.0073 . ISSN 1939-5590 .
- ^ Суини, Беатрис М. (1982). «Взаимодействие циркадного цикла с клеточным циклом Pyrocystis fusiformis» . Физиология растений . 70 (1): 272–276. дои : 10.1104/стр.70.1.272 . ISSN 0032-0889 . ПМЦ 1067124 . ПМИД 16662459 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Фофлонкер, Фатима; Коуэн, Джон. «Пироцистис фузиформис» . МикробВики . Кеньонский колледж . Проверено 24 января 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с д Неизвестно, Райан (2011). «Влияние ДЭТА на биолюминесцентные динофлагелляты Pyrocystis fusiformis» . Американский музей естественной истории . Проверено 27 января 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с Хэддок, SHD ; Макдугалл, CM; Кейс, Дж. Ф. (2011). «Выращивание динофлагеллят в домашних условиях» . Веб-страница биолюминесценции . Калифорнийский университет в Санта . Проверено 27 января 2015 г.
- ^ Министерство торговли США, Национальное управление океанических и атмосферных исследований. «Что такое биолюминесценция?» . Oceanservice.noaa.gov . Проверено 27 апреля 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Виддер, Э.А. (6 мая 2010 г.). «Биолюминесценция в океане: происхождение биологического, химического и экологического разнообразия». Наука . 328 (5979): 704–708. Бибкод : 2010Sci...328..704W . дои : 10.1126/science.1174269 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 20448176 . S2CID 2375135 .
- ^ Мезингер, А.Ф.; Кейс, Дж. Ф. (1992). «Светимость динофлагеллят увеличивает восприимчивость зоопланктона к хищничеству костистых рыб». Морская биология . 112 (2): 207–210. Бибкод : 1992МарБи.112..207М . дои : 10.1007/bf00702463 . ISSN 0025-3162 . S2CID 84956226 .
- ^ Виддер, Э.А. (2010). «Биолюминесценция в океане: происхождение биологического, химического и экологического разнообразия». Наука . 328 (5979): 704–708. Бибкод : 2010Sci...328..704W . дои : 10.1126/science.1174269 . ISSN 0036-8075 . JSTOR 40655873 . ПМИД 20448176 . S2CID 2375135 .
- ^ Виддер, Эдит А.; Кейс, Джеймс Ф. (1 марта 1981 г.). «Две вспышки у биолюминесцентной динофлагелляты Pyrocystis fusiformis». Журнал сравнительной физиологии . 143 (1): 43–52. дои : 10.1007/BF00606067 . ISSN 1432-1351 . S2CID 41380750 .
- ^ Свифт, Элайджа; Дурбин, Эдвард, Г. (1971). «Сходства в бесполом размножении океанических динофлагеллят Pyrocystis fusiformis, Pyrocystis lunula и Pyrocystis noctiluca» . Журнал психологии . 7 (2): 89–96. Бибкод : 1971JPcgy...7...89S . дои : 10.1111/j.1529-8817.1971.tb01486.x . S2CID 84742546 – через ResearchGate.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Филд, Кристофер Б.; Беренфельд, Майкл Дж.; Р. Джеймс Т.; Фальковски, Пол (1998). «Г.: Первичная продукция биосферы: Интеграция наземных и океанических компонентов». Наука . 281 (5374): 237–40. Бибкод : 1998Sci...281..237F . CiteSeerX 10.1.1.1018.4584 . дои : 10.1126/science.281.5374.237 . ПМИД 9657713 .
- ^ Морель, А. (14 июня 2002 г.). «ОКЕАНОГРАФИЯ: Маленькие существа - большие последствия». Наука . 296 (5575): 1980–1982. дои : 10.1126/science.1072561 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 12065823 . S2CID 83220906 .
- ^ Гири, доктор медицины; Гири, генеральный менеджер (29 мая 2003 г.). «Пироцистис фузиформис» . Водорослевая база . Национальный университет Ирландии . Проверено 24 января 2015 г.
- ^ «Индекс трофического состояния» . Arc.Ask3.Ru . 21 апреля 2020 г. . Проверено 25 апреля 2020 г.
- ^ Ривкин, Ричард Б.; Свифт, Элайджа; Биггли, Уильям Х.; Войтек, Мэри А. (1 апреля 1984 г.). «Рост и поглощение углерода природными популяциями океанических динофлагеллят Pyrocystis noctiluca и Pyrocystis fusiformis». Глубоководные исследования. Часть A. Статьи океанографических исследований . 31 (4): 353–367. Бибкод : 1984DSRA...31..353R . дои : 10.1016/0198-0149(84)90089-X . ISSN 0198-0149 .
- ^ Уайт, Дэвид (9 февраля 2014 г.). «Биолюминесценция: исследование светящихся в темноте динофлагеллят» . Друзья по науке . Проверено 24 января 2015 г.
- ^ Робер, Марк (30 июля 2013 г.). «Фонтан из светящихся водорослей» (Видео) . Ютуб . Архивировано из оригинала 12 декабря 2021 г. Проверено 24 января 2015 г.
- ^ Гудфеллоу, Мелани (9 мая 2012 г.). «CultureLab: Художники присоединяются к исследователям в шоу об изменении климата» . Новый учёный . Проверено 27 января 2015 г.
- ^ Блюменфельд, Эрика (2015). «Биолюминесценция – Рабочее положение» . Эрика Блюменфельд . Проверено 27 января 2015 г.
Дальнейшее примечание
[ редактировать ]Иллюстрация на внешней обложке и примечание на внутренней обложке. [ 1 ]
- ^ , август 2022 г. Европейский журнал психологии 57 (3)