DINOFLAGELLATES: EGENSKAPER, KLASSIFISERING, LIVSSYKLUS - BIOLOGI - 2026

De dinoflagellater er organer i Norge Protistriket hvis viktigste kjennetegn er at de har et par av flag som hjelper deg å bevege seg i midten. De ble først beskrevet i 1885 av den tyske naturforskeren Johann Adam Otto Buetschli. De er en ganske stor gruppe, inkludert fotosyntetiske, heterotrofiske, frittlevende organismer, parasitter og symbionter.

Fra det økologiske synspunktet er de veldig viktige, siden de sammen med andre mikroalger, som kiselalter, utgjør planteplankton, som igjen er maten til mange marine dyr som fisk, bløtdyr, krepsdyr og pattedyr.

Ceratium. Dinoflagellate arter. Kilde: Keisotyo, fra Wikimedia Commons

På samme måte når de formerer seg overdrevet og ukontrollert, gir de opphav til et fenomen som kalles "Red Tide", der havene er beiset i forskjellige farger. Dette utgjør et alvorlig miljøproblem, siden det i stor grad påvirker balansen mellom økosystemer og organismer som bor i dem.

Taksonomi

Den taksonomiske klassifiseringen av dinoflagellater er som følger:

Domenet: Eukarya.

Rike: Protista.

Superfilo: Alveolata.

Filum : Miozoa.

Subfil: Myzozoa.

Dinozoa

Superklasse: Dinoflagellata

morfologi

Dinoflagellater er encellede organismer, det vil si at de består av en enkelt celle. De varierer i størrelse, noen er så små at de ikke kan sees med det blotte øye (50 mikron), mens andre er litt større (2mm).

Eksternt utseende

I dinoflagellater finnes to former: de såkalte pansrede eller tecados og de nakne. I det første tilfellet er cellen omgitt av en motstandsdyktig struktur, som en rustning, som består av biopolymercellulose.

Dette laget er kjent som "teak". I nakne dinoflagellater er det ingen nærvær av det beskyttende laget. Derfor er de veldig skjøre og mottagelige for tøffe miljøforhold.

Det særpreget ved disse organismer er tilstedeværelsen av flagella. Dette er cellevedlegg eller projeksjoner som primært brukes til å gi mobilitet til cellen.

Når det gjelder dinoflagellater, presenterer de to flagella: tverrgående og langsgående. Det tverrgående flagellum omgir cellen og gir den en roterende bevegelse, mens den langsgående flagellum er ansvarlig for den vertikale bevegelsen til dinoflagellatet.

Noen arter har bioluminescensgener i sitt DNA. Dette innebærer at de er i stand til å gi ut en viss glød (som noen maneter eller ildfluer).

Atomstruktur

På samme måte, som enhver eukaryotisk organisme, blir genetisk materiale (DNA og RNA) pakket inn i en struktur kjent som cellekjernen, som er avgrenset av en membran, kjernemembranen.

Nå har organismer som tilhører denne superklassen veldig spesielle egenskaper som gjør dem unike innen eukaryoter. Først blir DNA funnet flerårig og utgjør kromosomer, som forblir kondenserte til enhver tid (inkludert alle stadier av cellesyklusen).

Videre har den ikke histoner, og kjernemembranen går ikke i oppløsning under prosessen med celledeling, slik som for andre eukaryote organismer.

Cytoplasmatisk innhold

Med tanke på elektronmikroskopet kan tilstedeværelsen av forskjellige cytoplasmatiske organeller, typisk i en hvilken som helst eukaryot, observeres i dinoflagellatcellene.

Disse inkluderer: Golgi-apparat, endoplasmatisk retikulum (glatt og grovt), mitokondrier, lagringsvakuoler, så vel som kloroplast (i tilfelle autotrofiske dinoflagellater).

Generelle egenskaper

Dinoflagellata superklasse er bred og omfatter et stort antall arter, noen veldig forskjellige fra andre. De er imidlertid enige om visse egenskaper:

Ernæring

Gruppen med dinoflagellater er så bred at den ikke har et spesifikt ernæringsmønster. Det er arter som er autotrofiske. Dette betyr at de er i stand til å syntetisere næringsstoffene sine gjennom prosessen med fotosyntese. Dette skjer fordi de mellom kloropylmolekyler inneholder kloroplaster mellom deres cytoplasmatiske organeller.

På den annen side er det noen få som er heterotrofer, det vil si at de lever av andre levende vesener eller på stoffer produsert av dem. I dette tilfellet er det arter som lever av andre protester som tilhører portozoanene, kiselalatene eller til og med dinoflagellatene selv.

På samme måte er det noen arter som er parasitter, for eksempel de som tilhører Ellobiopsea-klassen, som er ektoparasitter av noen krepsdyr.

livsstil

Dette aspektet er ganske mangfoldig. Det er arter som er frittlevende, mens det er andre som danner kolonier.

Tilsvarende er det arter som etablerer endosymbiotiske forhold til medlemmer av Anthozoa-klassen til phylum Cnidarians, for eksempel anemoner og koraller. I disse partnerskapene har begge medlemmene gjensidig nytte og trenger hverandre for å overleve.

Et eksempel på dette er arten Gymnodinium microoadriaticum, som er rikelig i korallrev, og bidrar til deres dannelse.

reproduksjon

I de fleste dinoflagellater er reproduksjon aseksuell, mens i noen få andre kan seksuell reproduksjon oppstå.

Asexual reproduksjon skjer gjennom en prosess kjent som binær fisjon. I denne deler hver celle inn i to celler nøyaktig den samme som overordnede.

Dinoflagellater har en type binær fisjon kjent som longitudinell. I denne typen er delingsaksen langsgående.

Denne inndelingen er variert. For eksempel er det arter som slekten Ceratium, der en prosess som kalles desmochisis forekommer. I dette opprettholder hver dattercelle halvparten av veggen til foreldrecellen.

Det er andre arter der noe som kalles eleutherochisis forekommer. Her skjer inndeling i stamcellen og etter divisjon genererer hver dattercelle en ny vegg eller en ny theca, for thecae-arter.

Nå skjer seksuell reproduksjon ved fusjon av gameter. I denne typen reproduksjon skjer forening og utveksling av genetisk materiale mellom to gameter.

De har pigmenter

Dinoflagellater har forskjellige typer pigmenter i sin cytoplasma. De fleste inneholder klorofyll (type a og c). Det er også tilstedeværelsen av andre pigmenter, der xantofyllene peridinin, diadinoxanthin, diatoxanthin og fucoxanthin skiller seg ut. Det er også tilstedeværelsen av betakaroten.

Produser giftstoffer

Et stort antall arter produserer giftstoffer som kan være av tre typer: cytolytisk, nevrotoksisk eller hepatotoksisk. Disse er svært giftige og skadelige for pattedyr, fugler og fisk.

Giftstoffene kan konsumeres av noen skalldyr som blåskjell og østers, og akkumuleres i dem på høye og farlige nivåer. Når andre organismer, inkludert mennesker, inntar skalldyr forurenset med toksinet, kan de presentere et forgiftningssyndrom som, hvis ikke behandlet i tide og på riktig måte, kan få et dødelig utfall.

habitat

Alle dinoflagellater er vannlevende. De fleste arter finnes i marine naturtyper, mens en liten prosentdel av artene kan finnes i ferskvann. De har en forutseende for områder der sollys når. Imidlertid er eksempler funnet på store dyp.

Temperatur ser ikke ut til å være et begrensende element for plasseringen av disse organismer, siden de har vært lokalisert både i varme farvann og i ekstremt kalde farvann som for eksempel polare økosystemer.

Livssyklus

Dinoflagellates livssyklus er formidlet av miljøforhold, siden avhengig av om de er gunstige eller ikke, vil forskjellige hendelser oppstå.

På samme måte har den en haploid og en diploid fase.

Haploid fase

I haploid fase er det som skjer at en celle gjennomgår meiose, og genererer to haploide celler (med halvparten av den genetiske belastningen til arten). Noen forskere omtaler disse cellene som gameter (+ -).

Når miljøforholdene ikke lenger er ideelle, forenes to dinoflagellater og danner en zygote kjent som en planozygote, som er diploid (full genetisk belastning av arten).

Livssyklus til en Dinoflagellate. (1) Binær fisjon. (2) Forening av to dinoflagellater. (3) Planozygote. (4) Hypnozygote. (5) Planomeiocyte. Kilde: Franciscosp2, fra Wikimedia Commons

Diploid fase

Senere mister planozygoten flagellen og utvikler seg til en annen fase som kalles hypnozygoten. Dette er dekket av en mye hardere og mer motstandsdyktig teak, og er også full av reservestoffer.

Dette vil tillate hypnozygoten å holde seg sikker fra ethvert rovdyr og beskyttet mot tøffe miljøforhold i lang tid.

Hypnozygoten blir avsatt på havbunnen og venter på at miljøforhold skal bli ideelle igjen. Når dette skjer, brytes teaket som omgir den, og dette blir et mellomstadium kjent som planomeiocito.

Dette er en kortvarig fase da cellen raskt går tilbake til sin karakteristiske dinoflagellatform.

Klassifisering

Dinoflagellates inkluderer fem klasser:

• Ellobiopsea: dette er organismer som finnes i ferskvann eller marine habitater. De fleste er parasitter (ektoparasitter) av noen krepsdyr.
• Oxyrrhea: den består av en enkelt slekt Oxirrhis. Organismer i denne klassen er rovdyr som ligger i rent marine habitater. Dens atypiske kromosomer er lange og tynne.
• Dinophyceae: Denne klassen inkluderer typiske dinoflagellatorganismer. De har to flagellaer, de fleste av dem er fotosyntetiske autotrofer, de har en livssyklus der den haploide fasen dominerer, og mange av dem har den beskyttende cellulære beskyttelsen som kalles theca.
• Syndinea: organismene i denne gruppen er preget av at de ikke presenterer teak og har en parasittisk eller endosymbiont livsstil.
• Noctilucea: består av bestemte organismer i hvis livssyklus den diploide fasen dominerer. På samme måte er de heterotrofiske, store (2 mm) og bioluminescerende.

"Red Tide"

Det såkalte "Red Tide" er et fenomen som forekommer i vannmasser der visse mikroalger som er en del av planteplankton spredes, spesielt de i gruppen dinoflagellater.

Når antall organismer øker betraktelig og de spredes ukontrollert, blir vannet vanligvis farget i en rekke farger, blant dem kan være: rød, brun, gul eller oker.

Rød tidevannet blir negativt eller skadelig når den spredende arten av mikroalger syntetiserer giftstoffer som er skadelige for andre levende vesener. Når noen dyr som bløtdyr eller krepsdyr lever av disse algene, innlemmer de giftstoffene i kroppen. Når noen andre dyr lever av dem, vil de lide konsekvensene av å innta giftstoffet.

Det er ikke noe forebyggende eller avhjelpende tiltak som vil eliminere rødvannet fullstendig. Blant tiltakene som er prøvd er:

• Fysisk kontroll: eliminering av alger gjennom fysiske prosedyrer som filtrering og andre.
• Kjemisk kontroll: bruk av produkter som algecider, hvis mål er å eliminere akkumulerte alger på havoverflaten. De anbefales imidlertid ikke, da de påvirker andre komponenter i økosystemet.
• Biologisk kontroll: disse tiltakene bruker organismer som lever av disse algene, samt noen virus, parasitter og bakterier, som gjennom naturlige biologiske mekanismer er i stand til å gjenopprette balansen i økosystemet.

Pathogeny

Organismer som tilhører gruppen dinoflagellater er ikke patogene i seg selv, men produserer som nevnt ovenfor giftstoffer som i stor grad påvirker mennesker og andre dyr.

Når det er en økning i mengden dinoflagellater i en eller annen region i havet, gjør også produksjonen av giftstoffer, som saksitoksiner og goniautoksin.

Dinoflagellater, som er en viktig og overveiende del av planteplankton, er en del av kostholdet til krepsdyr, bløtdyr og fisk, der giftstoffer samler seg farlig. Disse overføres til mennesker når de lever av et smittet dyr.

Når dette skjer, genereres det som er kjent som skalldyrforgiftningssyndrom.

Skalldyrforgiftningssyndrom

Det oppstår når bløtdyr som er smittet med de forskjellige giftstoffene som er syntetisert av dinoflagellater, konsumeres. Nå er det flere typer giftstoffer, og egenskapene til syndromet som skal genereres avhenger av disse.

Paralyserende giftstoff

Forårsaker lammende sjømatforgiftning. Den er hovedsakelig produsert av Gymnodinium catenatum-arten og flere av slekten Alexandrium.

symptomer

• Nummenhet i noen regioner som ansikt, nakke og hender.
• Kriblende følelse
• Sykdom
• Oppkast
• Lammelse av muskler

Død kommer vanligvis som en konsekvens av luftveisarrest.

Nevrotoksisk toksin

Forårsaker nevrotoksisk forgiftning. Det syntetiseres av arter som tilhører slekten Karenia.

symptomer

• Alvorlig hodepine
• Muskelsvakhet
• Rister frysninger
• Sykdom
• Oppkast
• Muskelinvolvering (lammelse)

Diaretoksin

Det er årsaken til diaréforgiftning fra forbruk av skalldyr. Den er produsert av arter av slekten Dinophysis.

symptomer

• Diaré
• Sykdom
• Oppkast
• Sannsynlig dannelse av svulster i fordøyelseskanalen

Ciguaterisk toksin

Forårsaker ciguatera-forgiftning ved å spise fisk. Den er syntetisert av artene Gambierdiscus toxicus, Ostreopsis spp og Coolia spp.

symptomer

• Nummenhet og skjelving i hender og føtter
• Sykdom
• Lammelse av muskler (i ekstreme tilfeller)

Utvikling

Symptomer begynner å vises mellom 30 minutter og 3 timer etter at den forurensede maten er inntatt. Dette er fordi giftstoffet raskt blir absorbert gjennom munnslimhinnen.

Avhengig av mengden toksin som er inntatt, kan symptomene være mer eller mindre alvorlige.

Eliminasjonshalveringstiden for toksinet er omtrent 90 minutter. Reduksjon av toksinnivåer i blodet til trygge nivåer kan ta opptil 9 timer.

Behandling

Dessverre er det ingen motgift mot noen av giftstoffene. Behandling er indikert for å lindre symptomer, spesielt luftveissymptomer, samt for å eliminere toksinet.

Et av de vanlige tiltakene er å fremkalle oppkast for å eliminere kilden til forgiftningen. Aktivert trekull administreres også vanligvis, siden det er i stand til å absorbere giftstoffer, som er resistente mot virkningen av gastrisk pH.

Likeledes tilføres rikelig væske, som søker å korrigere mulig acidose, samt akselerere utskillelsen av toksinet gjennom nyrene.

Forgiftning av noen av disse giftstoffene anses som en nødsituasjon på sykehus, og som sådan må behandles, og gi den berørte personen spesialisert lege øyeblikkelig.

referanser

1. Adl, SM et al. (2012). "Den reviderte klassifiseringen av eukaryoter." Journal of Eukaryotic Microbiology, 59 (5), 429-514
2. Faust, MA og Gulledge, RA (2002). Identifisere skadelige marine dinoflagellater. Bidrag fra United States National Herbarium 42: 1-144.
3. Gómez F. (2005). En liste over frittlevende dinoflagellatarter i verdens hav. Acta Botanica Croatica 64: 129-212.
4. Hernández, M. og Gárate, I. (2006). Forkrøplende forgiftningssyndrom på grunn av inntak av bløtdyr. Rev Biomed. 17. 45-60
5. Van Dolah FM. Marine algintoksiner: opprinnelse, helseeffekter og økt forekomst av dem. Miljøhelseperspekt. 2000; 108 Suppl 1: 133-41.