Diatomáceas

Diatomáceas
Essas diatomáceas marinhas vivem como "algas de gelo" dentro do gelo marinho do estreito McMurdo da Antártica.

Essas diatomáceas marinhas vivem como " algas do gelo " dentro do gelo marinho do estreito McMurdo da Antártica .

Sistemática
sem classificação: Sar
sem classificação: Stramenopiles (stramenopiles)
sem classificação: Ochrophyta
sem classificação: Diatomáceas
Nome científico
Bacillariophyta
Haeckel
As diatomáceas costumam formar camadas e mantas no fundo da água, que também podem ser vistas macroscopicamente

As diatomáceas ou diatomáceas (Bacillariophyta) formam um táxon de protistas operados por fotossíntese (Protista) e no grupo de Stramenopilen pertence (Stramenopiles).

O grupo é frequentemente referido pelo nome sinônimo de Diatomea Dumortier, alternativamente os nomes sinônimos Fragilariophyceae, Diatomophyceae também são usados. Alguns autores chamam as diatomáceas de Bacillariophyceae, por isso as colocam como uma classe nos representantes fotossintéticos dos estramenópilos (Ochrophyta), que são então entendidos como filo, esta vista é representada nas bases de dados DiatomBase e WoRMS . Esse uso é enganoso, entretanto, uma vez que outros taxonomistas listam uma classe Bacillariophyceae definida de forma mais restrita, como uma das três classes dentro das diatomáceas. Ao utilizar este nome, deve-se verificar a respectiva opinião, caso contrário surgirão mal-entendidos.

Hoje existem cerca de 6.000 espécies . No entanto, acredita-se que existam até 100.000 espécies no total.

características

Diatomácea Pennate e cêntrica;
Das formas de arte da natureza (excerto)

Em alemão, seus nomes triviais devem a diatomácea da bainha das células , (frustula), que consiste predominantemente em dióxido de silício ( fórmula empírica : SiO 2 é, dem) anidrido de sílica (fórmula empírica simplificada: SiO 2 · n H 2 O). No mundo de língua alemã, entretanto, a sílica é muitas vezes incorretamente equiparada ao seu anidrido. O organismo extrai dióxido de silício do ácido monossilícico Si (OH) 4 .

Essas micrografias eletrônicas secundárias mostram as bandas cervicais e da cintura, em B também podem ser vistas as raphas em forma de fenda

O Frustel é em forma de caixa e consiste em duas partes em forma de tigela de tamanhos diferentes, uma das quais ("Epitheka") atinge com a sua abertura sobre a abertura da outra ("Hypotheka"). As taças são estruturadas em padrões característicos. Devido à geometria da concha, dois tipos de diatomáceas são distinguidos: as diatomáceas cêntricas (Centrais) geralmente têm conchas arredondadas, às vezes também triangulares, enquanto as diatomáceas penadas (Pennales) têm forma de haste ou de barco, às vezes também arqueadas ou curvas em forma de S cartuchos. As conchas são criadas usando peptídeos especiais chamados silafins . Os silafins permitem que o dióxido de silício seja precipitado em pequenos agregados globulares de dióxido de silício, as chamadas "nanoesferas". Estes têm um diâmetro de 30 a 50 nm e em sua totalidade formam as cápsulas reais. Muitas diatomáceas penadas podem rastejar em uma superfície firme com a ajuda de uma rafe . A velocidade é de até 20 μm / s.

As diatomáceas são unicelulares e quase sempre não são flageladas . Apenas em algumas espécies os gametas masculinos têm um flagelo, um flagelo ciliado direcionado para a frente . Os plastídios produzidos pela endossimbiose secundária com uma alga vermelha são de cor marrom, pois a xantofila fucoxantina cobre a cor das clorofilas (clorofila a e c). A crisolaminarina atua como uma substância de reserva .

Como regra, as diatomáceas são microscópicas em tamanho. Por exemplo, o Achnanthes atinge um comprimento de 40 micrômetros. No entanto, algumas espécies podem crescer até 2 milímetros de comprimento.

Multiplicação

Auxósporos de Varian da Melosira

As diatomáceas são diplóides e se reproduzem principalmente assexuadamente por divisão celular. As células-filhas recebem cada uma uma parte da casca e formam a outra parte novamente; o termo “diatomácea” ( grego antigo διατέμνειν (diatemnein) = dividir) é derivado disso. A nova parte da casca é sempre a hipoteca menor, de modo que o tamanho da célula de quase todos os descendentes diminui continuamente ao longo das gerações, apenas a linha celular filha do epitheka original mantém o tamanho máximo original. Se o tamanho ficar abaixo do mínimo, o indivíduo morre. Antes que um tamanho mínimo seja alcançado, no entanto, podem ocorrer processos sexuais. Os gametas haplóides são formados a partir das células por meio da meiose . Oogamy foi demonstrado em diatomáceas cêntricas : os gametas se tornam livres, depois que um gameta feminino e um masculino se fundem, o zigoto cresce em uma forma permanente, um chamado auxosporo. A conjugação foi observada em diatomáceas penadas : dois parceiros ficam próximos um do outro e formam uma ponte citoplasmática comum (“canal de conjugação”) para a qual um núcleo haplóide e um cloroplasto dos dois parceiros imigram. O zigoto assim formado forma um auxosporo no qual ocorre a fusão nuclear ( cariogamia ). Uma nova diatomácea maior com uma nova concha de duas partes é formada a partir dos auxosporos das diatomáceas cêntrica e penada.

Ocorrência

As diatomáceas são encontradas principalmente no mar e em água doce na forma planctônica ou bentônica , ou em pedras ou plantas aquáticas ( epífitas ). Algumas espécies precisam de água pura e pouco poluída e por isso também são organismos indicadores de águas não poluídas. Outros tipos, por sua vez, Também chamadas de guilda agrícola , são típicas de corpos d'água particularmente poluídos por insumos agrícolas, por exemplo, por fertilização excessiva. Esses incluem Navicula radiosa , Melosira varians , Nitzschia palea , Diatoma vulgare ou Amphora perpusilla foram contados. Até espécies terrestres são encontradas entre as diatomáceas; estes colonizam solos e, em áreas tropicais, também folhas de árvores.

Sistemática

Ilustração: pennales de água doce de diatomáceas
Ilustração: Diatomáceas de água doce Centric

As diatomáceas eram tradicionalmente divididas em Centrales radialmente simétricas e Pennales bilateralmente simétricas. Os Centrales, entretanto, são parafiléticos , um sistema estável baseado na genética molecular ainda não foi estabelecido. De acordo com a base de dados taxonômica da Diatombase, não há atualmente nenhuma subdivisão geralmente aceita das diatomáceas em subtaxas.

Uma estrutura generalizada, mas não reconhecida por todos os taxonomistas, poderia ter esta aparência; a estrutura superior foi adotada de uma forma comparável na classificação amplamente usada de eucariotos por Sina Adl e colegas.

Odontella aurita

significado

Investigação de uma terra diatomácea comercial em filtros de água para piscinas
Preparação de várias diatomáceas sob o microscópio eletrônico de varredura

As diatomáceas são o principal componente do fitoplâncton marinho e são os principais produtores primários de matéria orgânica, por isso constituem uma parte essencial da base da pirâmide alimentar . Como fototróficos produtores de oxigênio (oxigênio) , eles também geram uma grande parte do oxigênio da atmosfera terrestre .

A partir da composição de espécies relativas da população de diatomáceas de um corpo d'água, seu grau de trofismo pode ser derivado com muita precisão ( índice de diatomáceas ), bem como outros parâmetros da água, como valor de pH , salinidade , saprobia , etc. Esses métodos também podem ser aplicados para sedimentos ou depósitos de petróleo e, em seguida, fornecer informações sobre as condições de vida anteriormente existentes.

Para identificar a espécie, uma amostra de crescimento com diatomáceas é tratada com ácido sulfúrico , peróxido de hidrogênio , dicromato de potássio ou outro agente oxidante e todos os componentes orgânicos da amostra são dissolvidos desta forma. Apenas as conchas de dióxido de silício puro permanecem. Estes são incorporados em um meio de inclusão com um alto índice de refração óptico (por exemplo, Naphrax ™) e identificados sob um microscópio de luz usando o método de contraste de fase em uma ampliação de aproximadamente 1000x .

Se as células morrem, elas afundam na água, os componentes orgânicos são quebrados e as conchas de dióxido de silício formam um depósito, o chamado kieselguhr (terra diatomácea). Este processo, especialmente no ambiente marinho, só é eficiente o suficiente abaixo do CCD ( Calcite Compensation Depth ) para formar grandes depósitos. A terra de diatomáceas resultante é usada em tecnologia e medicina. As cascas de diatomáceas são utilizadas, entre outras coisas, como filtro, para a produção de dinamite , na pasta de dentes como um corpo de limpeza, como um agente de controle de insetos atóxico na forma de pó de vermes e como um material reflexivo na cor que é usado para marcações rodoviárias na construção de estradas. As diatomáceas também são usadas na medicina legal ( detecção de diatomáceas ). No entanto, seu valor informativo para a prova de uma morte por afogamento é controverso.

No século 19, em particular, as diatomáceas eram usadas para fazer espécimes microscópicos estéticos, cuja visualização em salões era um passatempo popular nos círculos sociais mais elevados. Johann Diedrich Möller de Wedel, perto de Hamburgo, alcançou o mais alto nível de perfeição na extrema dificuldade de fabricação de tais preparações .

As diatomáceas marinhas podem causar envenenamento em humanos e animais, pois algumas espécies, especialmente Pseudo-nitzschia , Nitzschia ou ânfora, produzem ácido domóico . Na filtragem de organismos da água do mar, tais. B. mexilhões , ou nestes animais espécies alimentícias como. B. pesca , essas diatomáceas podem se acumular. Se tais organismos enriquecidos com ácido domóico forem consumidos por humanos, ocorrem sintomas de envenenamento que são conhecidos como Envenenamento Amnésico de Marisco (ASP). Os sintomas incluem perda de memória , náuseas , cólicas , diarreia , dor de cabeça e dificuldade em respirar .

literatura

Do Kunstformen der Natur de Ernst Haeckel (1904), placa 84
Diatom círculo slide preparado em 1903 por Watson & Sons, Londres
  • Friedrich Hustedt: Bacillariophyta (Diatomeae). 2ª Edição. Fischer, Jena 1930.
  • Friedrich Hustedt: Diatomáceas (diatomáceas). 3. Edição. Franckh, Stuttgart 1965.
  • Kurt Krammer: diatomáceas. Franck, Stuttgart 1986.
  • Kurt Krammer, Horst Lange-Bertalot: Bacillariophyceae na flora de água doce da Europa Central 1986-2000. Fischer, Stuttgart e Spectrum, Academic Publishing House, Heidelberg.
    • Volume 1: Naviculaceae. 1986.
    • Volume 2: Bacillariaceae, Epithemiaceae, Surirellaceae. 1988.
    • Volume 3: Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae. 1991.
    • Volume 4: Achnanthaceae. 1991.
    • Volume 5: traduções e acréscimos em inglês e francês. 2000.
  • Diatomáceas da Europa: diatomáceas das águas interiores europeias e habitats comparáveis. Gantner, Rugell.
    • Volume 1: Kurt Krammer: O gênero Pinnularia. 2000.
    • Volume 2: Horst Lange-Bertalot: Navicula sensu stricto. 2001.
    • Volume 3: Kurt Krammer: O gênero Cymbella. 2002
    • Volume 4: Kurt Krammer: Os gêneros Cymbopleura, Delicata, Navicymbula, Gomphocymbellopsis e Afrocymbella. 2003
  • FE Ross, RM Crawford, DG Mann: The Diatom. Biologia e morfologia dos gêneros. Cambridge Univ. Press, 1990.

Evidência individual

  1. ↑ a b Classe Bacillariophyceae. em Kociolek, JP; Balasubramanian, K.; Blanco, S.; Coste, M.; Ector, L.; Liu, Y.; Kulikovskiy, M.; Lundholm, N.; Ludwig, T.; Potapova, M.; Rimet, F.; Sabbe, K.; Sala, S.; Sar, E.; Taylor, J.; Van de Vijver, B.; Wetzel, CE; Williams, DM; Witkowski, A.; Witkowski, J. (2017). DiatomBase. Recuperado em 4 de dezembro de 2017
  2. ^ TA Norton, M. Melkonian, RA Andersen: biodiversidade de algas. In: Phycologia. 35, pp. 308-326.
  3. ↑ N. Kroger: A doçura da engenharia molecular das diatomáceas. In: Journal of Phycology. Volume 37, 2001, pp. 93-112.
  4. ↑ N. Kroger, M. Sumper: The molecular basis of diatom biosilicaformation. In: E. Baeuerlein (Ed.): Biomineralization: Progress in Biology, Molecular Biology and Application. 2004, pp. 137-158, Wiley-VCH, Weinheim
  5. ^ Endossimbiose secundária exposta. In: The Scientist. Junho de 2005, acessado em 1 de junho de 2016 .
  6. ↑ JL Richardson, NS Mody, ME Stacey: Diatomáceas e qualidade da água nos córregos do Condado de Lancaster (PA): uma perspectiva de 45 anos. In: Jornal - Pennsylvania Academy of Sciences. Volume 70, 1996, pp. 30-39.
  7. ↑ Linda K. Metlin (2016): Evolução das diatomáceas: etapas principais em sua evolução e uma revisão das evidências moleculares e morfológicas de suporte. Phycologia 55 (1): 79-103. doi: 10.2216 / 15-105.1
  8. ↑ Adl, SM, Simpson, AGB, Lane, CE, Lukeš, J., Bass, D., Bowser, SS, Brown, MW, Burki, F., Dunthorn, M., Hampl, V., Heiss, A. , Hoppenrath, M., Lara, E., le Gall, L., Lynn, DH, McManus, H., Mitchell, EAD, Mozley-Stanridge, SE, Parfrey, LW, Pawlowski, J., Rueckert, S., Shadwick, L., Schoch, CL, Smirnov, A. e Spiegel, FW (2012): The Revised Classification of Eukaryotes. Journal of Eukaryotic Microbiology 59: 429-514. doi: 10.1111 / j.1550-7408.2012.00644.x
  9. ↑ B. Madea: Prática de medicina legal: avaliação, reconstrução, avaliação. 2ª edição atualizada. Springer, Berlin / Heidelberg / New York 2007.
  10. ↑ P. Lunetta, JH Modell: Macropathological, Microscopical, and Laboratory Findings in Drowning Victims. In: M. Tsokos (Ed.): Revisões de Patologia Forense. Vol. 3, Humana Press, Totowa, NJ 2005, pp. 4-77.
  11. ↑ SS Bates: Diatomáceas produtoras de ácido domóico: outro gênero adicionado. In: Journal of Phycology. Volume 36, 2000, pp. 978-985.
  12. ↑ consequências para a saúde de proliferação de algas tóxicas ( Memento do originais de 9 de Fevereiro de 2007, na Internet Archive ) Info: O arquivo de ligação foi inserido automaticamente e ainda não foi marcada. Verifique o link original e o arquivo de acordo com as instruções e, em seguida, remova este aviso. @ 1@ 2Modelo: Webachiv / IABot / www.gesundes-reisen.de

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