KREFT: KJENNETEGN, ERNÆRING, REPRODUKSJON - BIOLOGI - 2026

De kiselalger (diatom) er en gruppe av mikroalger hovedsakelig vann og encellede. De kan være frittlevende (for eksempel plantoner) eller danne kolonier (for eksempel de som er en del av benthos). De er preget av å være av kosmopolitisk distribusjon; det vil si at de finnes over hele planeten.

Sammen med andre grupper av mikroalger er de en del av de store områdene av planteplankton som finnes i tropiske, subtropiske, arktiske og Antarktiske farvann. Deres opprinnelse går tilbake til jura og representerer i dag en av de største gruppene av mikroalger kjent for mennesker, med mer enn hundre tusen arter som er beskrevet mellom levende og utdødd.

Diatom mangfold. Tatt og redigert fra: Wipeter, fra Wikimedia Commons.

Økologisk er de en viktig del av matvevene til mange biologiske systemer. Diatomavsetninger er en veldig viktig kilde til organisk materiale akkumulert på havbunnen.

Etter lange prosesser med sedimentasjon, trykk av organisk materiale og millioner av år, ble disse forekomstene oljen som beveger mye av vår nåværende sivilisasjon.

I gamle tider dekket havet områder av jorden som for øyeblikket dukket opp; Diatoméeavsetninger forble i noen av disse områdene, som er kjent som kiselgur. Diatoméjord har flere bruksområder i matindustrien, bygg og til og med legemidler.

kjennetegn

De er eukaryote og fotosyntetiske organismer, med en diploid cellefase. Alle artene av disse mikroalgene er encellede, med frittlevende former. I noen tilfeller danner de kolonier (coccoid), lange kjeder, vifter og spiraler.

Det grunnleggende kjennetegn ved kiselalger er at de har en pusse. Frustelen er en cellevegg som hovedsakelig består av silika som omslutter cellen i en struktur som ligner en petriskål eller -rett.

Den øvre delen av denne kapselen kalles epitheca, og den nedre delen kalles pantelånet. Frustuler varierer i ornamentikk, avhengig av art.

Form

Diatomenes form er varierende og har taksonomisk betydning. Noen har utstrålt symmetri (sentralt) og andre kan ha forskjellige former, men er alltid bilateralt symmetriske (pennal).

Kiselalger er utbredt over hele klodens vannmasser. De er hovedsakelig marine; Noen arter er imidlertid funnet i ferskvannsforekomster, dammer og fuktige miljøer.

Disse autotrofiske organismer har klorofyll a, c1 og c2, og har pigmenter som diatoxanthin, diadinoxanthin, ß-karoten og fucoxanthin. Disse pigmentene gir dem en gyllen farge som gjør at de bedre kan fange sollys.

Taksonomi og klassifisering

Foreløpig er den taksonomiske rekkefølgen av diatomer kontroversiell og gjenstand for revisjon. De fleste systematikere og taksonomister plasserer denne store gruppen av mikroalger i divisjonen Heterokontophyta (noen ganger som Bacillariophyta). Andre forskere klassifiserer dem som et filum og til og med som høyere taxa.

Tradisjonell klassifisering

I henhold til den klassiske taksonomiske rekkefølgen er diatomer lokalisert i klassen Bacillariophyceae (også kalt Diatomophyceae). Denne klassen er delt inn i to ordrer: Central og Pennales.

sentraler

Det er kiselaljer hvis skaft gir dem radial symmetri. Noen arter har tornete ornamenter og har ikke en sprekk kalt raphe på overflaten.

Denne bestillingen består av minst to underordninger (avhengig av forfatter) og minst fem familier. De er hovedsakelig marine; det er imidlertid representanter for disse i ferskvannsforekomster.

Sentralt diatom. Tatt og redigert fra Derek Keats fra Johannesburg, Sør-Afrika, via Wikimedia Commons.

pennales

Disse kiselaliene har en langstrakt, oval og / eller lineær form, med bilateral bipolar symmetri. De har prikkete stria-lignende pyntestykke og noen har en raphe langs langsgående akse.

Avhengig av taksonomen, er denne bestillingen sammensatt av minst to underordninger og syv familier. De er stort sett ferskvann, selv om arter også er blitt beskrevet i marine miljøer.

Nylig rangering

Ovennevnte er den klassiske taksonomiske klassifiseringen og bestillingen av diatom-ordrene; det er den mest brukte måten å skille dem på. Imidlertid har mange taksonomiske ordninger dukket opp over tid.

På 90-tallet bidro forskere fra Round & Crawford med en ny taksonomisk klassifisering sammensatt av 3 klasser: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae og Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Tidligere var de en del av kiselene til ordenen Centrales. For tiden er denne klassen representert med minst 22 ordener og 1174 arter.

Bacillariophyceae

De er diatomer av bilateral symmetri med raphe. Medlemmer av denne klassen utgjorde tidligere Pennales-ordren.

Senere ble de delt inn i kiselalmer med rap og uten raphe (på en veldig generalisert måte). Det er kjent at denne klassen av mikroalger er representert med 11 ordener og omtrent 12 tusen arter.

Fragilariophyceae

Det er en klasse diatomer hvis medlemmer tidligere også var en del av ordenen Pennales. Disse mikroalgene har bilateral symmetri, men presenterer ikke raphe. og de er representert av 12 ordre og rundt 898 arter.

Noen taksonomister anser ikke denne taksen som gyldig og plasserer Fragilariophyceae som en underklasse i Bacillariophyceae-klassen.

Ernæring

Kiselalger er fotosyntetiske organismer: de bruker lysenergi (solenergi) for å transformere den til organiske forbindelser. Disse organiske forbindelsene er nødvendige for å dekke dine biologiske og metabolske behov.

For å syntetisere disse organiske forbindelsene, krever diatomer næringsstoffer; disse næringsstoffene er hovedsakelig nitrogen, fosfor og silisium. Dette siste elementet fungerer som et begrensende næringsstoff, siden det kreves for å danne frosten.

For den fotosyntetiske prosessen bruker disse mikroorganismene pigmenter som klorofyll og karotenioder.

klorofyll

Klorofyll er et grønt fotosyntetisk pigment som ligger i kloroplaster. Bare to typer er kjent i kiselalter: klorofyll a (Chl a) og klorofyll c (Chl c).

Chl a har en primær deltakelse i fotosynteseprosessen; i stedet er Chl c et tilbehørspigment. Den vanligste Chl c i kiselalder er c1 og c2.

karotenoider

Karotenoider er en gruppe pigmenter som tilhører isoprenoidfamilien. I kiselalger er minst syv typer karotenoider identifisert.

I likhet med klorofyll hjelper de diatomer med å fange lys for å omdanne det til organiske matforbindelser for cellen.

reproduksjon

Diatomer reproduserer aseksuelt og seksuelt, gjennom henholdsvis mitose og meiose-prosesser.

Aseksuelle

Hver stamcelle gjennomgår en prosess med mitotisk inndeling. Som et produkt av mitose dupliseres det genetiske materialet, cellekjernen og cytoplasma for å gi opphav til to datterceller som er identiske med morcellen.

Hver nyopprettede celle tar sin egen epitel med en brosjyre fra stamcellen og bygger eller danner sitt eget pantelån. Denne reproduksjonsprosessen kan skje mellom en og åtte ganger i løpet av en 24-timers periode, avhengig av art.

Ettersom hver dattercelle vil danne et nytt pantelån, vil den som arvet morslånet være mindre enn søsteren. Når mitoseprosessen gjentar seg, er nedgangen i datterceller progressiv til et bærekraftig minimum er nådd.

seksuell

Cellens seksuelle reproduksjonsprosess består av inndelingen av en diploid celle (med to sett med kromosomer) i haploide celler. Haploidceller har halvparten av den genetiske sammensetningen av avkommecellen.

Når de aseksuelt reproduserte diatomene har oppnådd minimumsstørrelse, begynner en type seksuell reproduksjon forut for meiose. Denne meiosen gir anledning til haploide og nakne eller tilskyndede gameter; gameter smelter sammen for å danne sporer som kalles auxospores.

Auxospores lar diatomer gjenvinne diploidi og den maksimale størrelsen på arten. De lar også diatomer overleve tider med tøffe miljøforhold.

Disse sporer er veldig motstandsdyktige, og vil bare vokse og danne deres respektive stikker når forholdene er gunstige.

Økologi

Kiselalger har en cellevegg rik på silisiumoksyd, ofte kalt silika. På grunn av dette er deres vekst begrenset av tilgjengeligheten av denne forbindelsen i miljøene der de utvikler seg.

Som nevnt over er disse mikroalgene kosmopolitiske i distribusjon. De er til stede i ferske og marine vannforekomster og til og med i miljøer med lav vanntilgjengelighet eller med en viss fuktighetsgrad.

I vannsøylen bebor de hovedsakelig den pelagiske sonen (åpent vann), og noen arter danner kolonier og bebor bunniske underlag.

Diatompopulasjoner er vanligvis ikke av konstant størrelse: Antallet varierer enormt med en viss periodisitet. Denne periodisiteten er relatert til tilgjengeligheten av næringsstoffer, og avhenger også av andre fysisk-kjemiske faktorer, som pH, saltholdighet, vind og lys, blant andre.

blomstring

Når forholdene er optimale for utvikling og vekst av kiselalder, oppstår et fenomen som kalles blomstring eller blomstring.

Under oppvelling kan kiselbestander dominere samfunnsstrukturen i planteplankton, og noen arter deltar i skadelige algeoppblomstringer eller rød tidevann.

Diatomer er i stand til å produsere skadelige stoffer, inkludert domoic acid. Disse giftstoffene kan samle seg i næringskjeder og kan til slutt påvirke mennesker. Forgiftning hos mennesker kan forårsake besvimelse og hukommelsesproblemer til koma eller til og med død.

Det antas at det er mer enn 100 000 diatomarter (noen forfattere mener at det er mer enn 200 000) mellom levende (mer enn 20 000) og utdødd.

Befolkningen deres bidrar med omtrent 45% av den primære produksjonen av havene. På samme måte er disse mikroorganismene essensielle i den oseaniske silisiumsyklusen på grunn av deres silisiumdioksydinnhold i frosten.

applikasjoner

paleo

Silikakomponenten i frosten av diatomer gjør dem til stor interesse for paleontologi. Disse mikroalgene okkuperer veldig spesifikke og mangfoldige miljøer siden omtrent kridstid.

Fossilene av disse algene hjelper forskere med å rekonstruere den geografiske fordelingen av hav og kontinenter gjennom geologiske tider.

biostratigrafi

Diatomefossilene som finnes i marine sedimenter gjør det mulig for forskere å forstå de forskjellige miljøendringene som har skjedd fra forhistorisk tid til i dag.

Disse fossilene tillater etablering av relative aldre på de lagene de befinner seg i, og tjener også til å relatere lagene på forskjellige steder.

Kiselgur

Kiselgur er kjent som store forekomster av fossiliserte mikroalger som hovedsakelig finnes på land. De viktigste forekomstene av disse landene er i Libya, Irland og Danmark.

Det kalles også diatomitt, og det er et materiale rik på silika, mineraler og sporstoffer, som det har flere bruksområder for. Blant de mest fremtredende bruksområdene er følgende:

jordbruk

Det brukes som et insektmiddel i avlinger; den er spredt på planter som en slags solkrem. Det er også mye brukt som gjødsel.

akvakultur

I rekeoppdrett har kiselgur blitt brukt i matproduksjon. Dette tilsetningsstoffet har vist seg å øke veksten og assimilasjonen av kommersielt fôr.

I mikroalge-kulturer brukes det som et filter i luftingssystemet og i sandfilter.

Molekylbiologi

Diatoméjord er blitt brukt til ekstraksjon og rensing av DNA; for dette brukes det i forbindelse med stoffer som er i stand til å desorganisere molekylstrukturen i vann. Eksempler på disse stoffene er guanidinhydroklorid og tiocyanat.

Mat og Drikke

Det brukes til filtrering i produksjonen av forskjellige typer drikke som viner, øl og naturlig juice. Når visse produkter, for eksempel korn, er høstet, blir de badet i kiselgur for å unngå angrep av vev og andre skadedyr.

Dyr

Det er en del av komponentene i sanitær søppel (sanitærstein) som ofte brukes i kasser for katter og andre kjæledyr.

Veterinær

Noen steder brukes det som en effektiv helbredelse for dyre sår. Det brukes også til kontroll av ektoparasittiske leddyr hos husdyr og husdyr.

maling

Den brukes som fugemasse eller emaljemaling.

Omgivende

Kiselgur brukes til restaurering av områder som er forurenset av tungmetaller. Bruksområdene i denne sammenhengen inkluderer det faktum at den gjenoppretter nedbrutt jord og reduserer giftigheten av aluminium i forsuret jord.

Kiselgur. Vis under fasekontrast i et lysmikroskop. Tatt og redigert fra: Zephyris, fra Wikimedia Commons.

Rettsmedisin

I tilfeller av død ved nedsenking (drukning) er en av analysene som er utført tilstedeværelsen av kiselalger i kroppen til ofrene. På grunn av sammensetningen av kiselkjelettet til kiselalder, forblir de i kroppen selv om de finnes med en viss grad av nedbrytning.

Forskere bruker arten for å finne ut om hendelsen for eksempel skjedde i en sump, i havet eller i en innsjø; Dette er mulig fordi diatomer har en viss grad av miljøspesifisitet. Mange drapssaker er løst takket være tilstedeværelsen av kiselalger i likene til ofrene.

nanoteknologi

Bruken av diatomer i nanoteknologi er fremdeles i de tidlige stadiene. Imidlertid blir studier og bruk på dette området hyppigere. For øyeblikket blir tester brukt til å konvertere silica-kyllinger til silisium og produsere med disse elektriske komponentene.

Det er mange forventninger og potensielle bruksområder for diatomer i nanoteknologi. Studier antyder at de kan brukes til genetisk manipulering, til konstruksjon av komplekse elektroniske mikrokomponenter og som fotovoltaiske bioceller.

referanser

1. A. Canizal Silahua (2009). Illustrert katalog over meksikanske diatomer i ferskvann. I. Familienavikulaceae. Forskningsrapport at for å få tittelen: Biolog. National Autonomous University of Mexico. 64 pp.
2. V. Cassie (1959). Marine Plankton Diatoms. Tuatara.
3. Kiselalger. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra britannica.com.
4. MD Guiry & GM Guiry (2019). AlgaeBase. Verdensomspennende elektronisk publikasjon, National University of Ireland, Galway. Gjenopprettet fra algaebase.org.
5. Planteplanktonidentifikasjon. Kiselalger og dinoflagellater. Gjenopprettet fra ucsc.edu.
6. Diatomeen. New World Encyclopedia. Gjenopprettet fra newworldencyclopedia.org.
7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska & K. Strzalka (2015). Fotosyntetiske pigmenter i kiselalder. Marine medisiner.
8. Diatomeen. MIRAKEL. Gjenopprettet fra ucl.ac.uk.
9. Kiselgur. Gjenopprettet fra diatomea.cl.
10. Silica, diatoméjord og reker. Gjenopprettet fra balnova.com.
11. L. Baglione. Bruk av kiselgur. Gjenopprettet fra tecnicana.org
12. Diatomeen. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.
13. A. Guy (2012). Nanotech Diatoms. Gjenopprettet fra nextnature.net.