Bacillariophyceae

Diatomee


Clasificare științifică
Domeniu	Eukaryota
Regatul	Chromista
Phylum	Ochrophyta
Clasă	Bacillariophyceae Haeckel
Comenzi
Achnanthales Bacillariales Cymbellales Dictyoneidales Eunotiales Eupodiscale Lyrellales Mastogloiales Naviculales Rhopalodiales Surirellales Thalassiophysales ^[1]

Diatomeele sunt alge unicelulare non-flagelate, care au apărut în Cretacic , acum aproximativ 145 de milioane de ani. Ele reprezintă una dintre cele mai importante clase de microalge din mediul marin și de apă dulce.

Sunt o sursă importantă de oxigen pentru planeta Pământ , producând aproximativ 25% din oxigenul eliberat în atmosferă ^[2] .

Structura celulei

Diatomeele au un perete caracteristic, numit frustul, alcătuit din silice și componente organice. Frustul este alcătuit din două vitrine, dintre care cea superioară (roșie) este mai mare și o acoperă pe cea inferioară (albastră), precum capacul unei cutii. Fiecare dintre cele două cazuri este alcătuit dintr-o parte aplatizată, mai mult sau mai puțin rotunjită sau deprimată, numită supapă, și o parte laterală, numită amoeba.

Pe fața supapei există perforații (areole, pori) și elevații sau procese (rimoportule, fultoportule) a căror structură și poziție sunt caractere sistematice importante. În unele grupuri de diatomee pinnate există așa-numita rafe, o fisură longitudinală care traversează fața valvei într-o poziție centrală sau excentrică.

Cloroplastele pot fi unice sau foarte numeroase și sunt învelite de patru membrane deoarece sunt derivate dintr-un eveniment secundar de endosimbioză între un eucariot heterotrof și o algă roșie ancestrală. Tilakoidele sunt stivuite în grupuri de câte trei. Pigmenții fotosintetici constau din clorofilă și clorofilă-c (c1 și c2). Există, de asemenea, pigmenți accesorii, inclusiv β-caroten și unele xantofile, dintre care cel mai important este fucoxantina, care îi conferă o culoare maronie.

Diatomeele au adesea un vacuol mare care ocupă 35 până la 60% din volumul celulei cu funcția de rezervă de nutrienți, controlul flotabilității și creșterea volumului.

Substanțele de rezervă sunt crisolaminarina (β-1,3 glucan), care se acumulează în citoplasmă în vacuole speciale și uleiuri.

Diatomeele sunt împărțite în mod tradițional în două ordine: Biddulphiales (diatomee centrice) și Bacillariales (diatomee pinnate), caracterizate prin faptul că au ornamentele supapei dispuse respectiv în funcție de o simetrie axială sau bilaterală. Diatomeele pinnate sunt împărțite în arafidee (fără rafe), birafidee (rafe pe ambele valve) și monorafide (rafe pe o singură valvă).

Vedere la microscop a unor diatomee

Vedere la microscop electronic cu scanare a unei supape Surirella spiralis

Mobilitate

Diatomeele sunt lipsite de flageli; singura etapă flagelată a ciclului lor de viață este reprezentată de gametul masculin al celor centrice. Cu toate acestea, unele dintre ele se pot deplasa pe suprafețe solide, prin secreția (din rafe sau rimoportule) a filamentelor mucopolizaharidice, care se atașează de substrat provocând o alunecare pe el, ca și cum diatomea ar fi prevăzută cu o cale.

Reproducere

Diatomeele se reproduc de obicei vegetativ. După divizarea mitotică, fiecare dintre celulele fiice moștenește una din hemiteca maternă. Apoi, noua hemiteca se formează în interiorul teca maternă (care va acționa întotdeauna ca o epitecă). În consecință, una dintre cele două celule va avea o dimensiune mai mică și în timp va avea loc o scădere a dimensiunii medii a populației. Dimensiunea optimă este restabilită printr-un proces numit auxosporulație care trece de obicei prin reproducere sexuală. Diatomeele au un ciclu de viață diplonte: faza vegetativă este de 2n și meioza apare la gametogeneză. Reproducerea sexuală este indusă în general atunci când celulele au atins o dimensiune minimă și apare în moduri diferite în diatomee centrice (oogamie) și în pinnat (izogamie). După fertilizare, zigotul crește în volum și atinge o dimensiune optimă: astfel se formează auxospora, o celulă mare cu un perete mai mult sau mai puțin silicizat, în interiorul căruia se va forma celula inițială, care va forma noile cazuri.

Colonii

Multe diatomee, atât planctonice, cât și bentice, pot forma colonii, în care celulele se unesc prin diferite structuri: dinți marginali, dinți terminali, spini și mătase, filamente chitinoase, tuburi silicioase, tampoane mucoase. Coloniile reprezintă o strategie de apărare împotriva pășunatului, influențează flotabilitatea în formele planctonice și în diatomeele pinnate facilitează reproducerea sexuală datorită proximității dintre celule.

Distribuție și ecologie

Acestea sunt distribuite în principal în mediul acvatic: în mare, în medii sălbatice și de apă dulce (lacuri, râuri, fântâni), dar pot fi găsite și pe soluri umede și în medii extreme (lagune hipersaline, gheață). Diatomeele sunt o componentă importantă atât a fitoplanctonului, cât și a microfitobentosului. Din cele 100.000 de specii de diatomee recunoscute în prezent, doar 10.000 sunt planctonice și cea mai mare diversitate este exprimată în microfitobentos.

Diatomeele planctonice au dezvoltat diverse adaptări pentru a putea trăi într- o coloană de apă , având în vedere că, datorită prezenței peretelui silicios (similar cu sticla), acestea tind să se scufunde mai mult decât alte organisme planctonice: multe au formă alungită, prezența setei, extensii etc. care măresc raportul suprafață / volum favorizând flotabilitatea; în plus, formele marine posedă un vacuol mare în care se acumulează ioni ușori la concentrații mai mari decât în apa din jur și formele proaspete formează colonii în interiorul plicurilor gelatinoase.

Diatomeele joacă un rol ecologic important datorită contribuției lor la producția primară și rolului lor în lanțul alimentar (de fapt, ele reprezintă o sursă importantă de hrană pentru animalele marine la fel de mult ca și plantele pentru mediile terestre).

Medicină legală

Căutarea diatomeelor în căile respiratorii și țesuturile corpului este un test obișnuit pentru a susține ipoteza morții prin înec în apă. Având în vedere un corp găsit în apă, prezența diatomeelor, nu numai la nivel bronșic și alveolar, ci și la nivel parenchimatic extrapulmonar (ficat, creier, rinichi, măduvă osoasă etc.) înseamnă că subiectul este înecat. În caz contrar, corpul s-a găsit în apă până la moarte, a avut loc deja. Diatomeele sunt, de asemenea, utile pentru stabilirea PMI ( Post-Mortem Interval ), adică timpul scurs de la moarte, datorită timpului diferit de colonizare caracteristic diferitelor specii de alge . Din acest motiv, este foarte important să tastați populația de alge din corpul de apă unde a fost găsit corpul și ca, ca în cazul unui râu, unde corpul se presupune că a trecut înainte de a fi găsit.

Diatomita

Zăcămintele mari de diatomee fosile formează sedimente groase cunoscute sub denumirea de diatomit (sau "pământ diatomeu"), care este utilizat pentru proprietățile sale abrazive (de exemplu, în pastele de dinți) sau filtrul (în piscine). Împreună cu nitroglicerina este principalul ingredient al dinamitei, unde acționează ca un stabilizator. De asemenea, este utilizat pentru prelucrarea sticlei și, în trecut, pentru ascuțirea cuțitelor și pentru fabricarea vazelor.

Notă

^ Bacillariophyceae , pe algaebase.org . Adus pe 14 ianuarie 2014 .
^ Cercetările demonstrează capacitatea diatomeelor de a transforma siliciu , pe cordis.europa.eu , CORDIS , 20 octombrie 2009. Accesat la 23 ianuarie 2020 .

Bibliografie

Graham JE, Wilcox LW, Graham LE, 2009. Algae ediția a II-a. Editura Benjamin Cummings (Pearson), San Francisco CA., 720 pp.
Hasle, GR, Syvertsen, EE 1997. Diatomee marine. În: Tomas, CR (ed.), Identificarea fitoplanctonului marin . Academic Press, San Diego, pp. 5–385.
Lee RE 1999. Ficologie . Ediția a 3-a. Cambridge University Press, 614 pp.
Ricard M., 1987. Atlas du fitoplankton marin. Vol.2. Diatomoficele . A. Sournia (ed.), Editions du CNRS: 297 pp.
Round FE, Crawford RM, Mann DG, 1990. Diatomeele. Biologia și morfologia genurilor . Cambridge University Press: 747 pp.