Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Эмилиания Хаксли
Emiliania huxleyi coccolithophore (PLoS) .png
Сканирующая электронная микрофотография одной клетки Emiliania huxleyi .
Научная классификация
Домен:
Эукариоты
(без рейтинга):
Гаптофита
Учебный класс:
Prymnesiophyceae
Заказ:
Isochrysidales
Семья:
Noelaerhabdaceae
Род:
Эмилиания
Разновидность:
Э. хаксли
Биномиальное имя
Эмилиания Хаксли
(Лом.) Хэй и Молер
Блум Е. huxleyi в Хардангер , NorwayMay 2020

Emiliania huxleyi - это вид кокколитофорид, встречающийся практически во всех экосистемах океана от экватора до субполярных регионов и от богатых питательными веществами зон апвеллинга до бедных питательными веществами олиготрофных вод. [1] [2] [3] [4] Это один из тысяч различных фотосинтетических планктонов, которые свободно дрейфуют в эвфотической зоне океана, составляя основу практически всех морских пищевых сетей . Он изучается на предмет обширного цветения, которое он формирует в водах, обедненных питательными веществами, после реформирования летнего термоклина . Как и другие кокколитофориды, E. huxleyi - одноклеточный фитопланктон.покрытые уникальными орнаментами кальцитовых дисков, называемых кокколитами . Отдельные кокколиты многочисленны в морских отложениях, хотя полные коккосферы более редки. В случае E. huxleyi в отложениях может быть зафиксирована не только раковина, но и мягкая часть организма. Он производит группу химических соединений, очень устойчивых к разложению. Эти химические соединения, известные как алкеноны , можно найти в морских отложениях спустя много времени после того, как другие мягкие части организмов разложились. Алкеноны чаще всего используются учеными- геологами как средство оценки температуры поверхности моря в прошлом .

Основные факты [ править ]

Эмилиания Хаксли была названа в честь Томаса Хаксли и Чезаре Эмилиани , которые первыми исследовали донные отложения и обнаружили в них кокколиты. Считается, что он произошел приблизительно 270 000 лет назад от более старого рода Gephyrocapsa Kampter [5] [6] и стал доминирующим в планктонных сообществах и, следовательно, в летописи окаменелостей приблизительно 70 000 лет назад. [5] [7] Это самый многочисленный и широко распространенный вид кокколитофорид. Вид разделен на семь морфологических форм, называемых морфотипами, на основе различий в структуре кокколитов [8] [9] [10] (см.Nannotax для более подробной информации об этих формах). Его кокколиты прозрачны и обычно бесцветны, но образованы из кальцита, который очень эффективно преломляет свет в толще воды. Это, а также высокие концентрации, вызванные постоянным сбросом кокколитов, делают цветение E. huxleyi хорошо видимым из космоса. Спутниковые изображения показывают, что цветение может охватывать территорию более 10 000 км , а дополнительные измерения с судов указывают на то, что в этих условиях E. huxleyi является доминирующим видом фитопланктона. [11] Этот вид послужил источником вдохновения для гипотезы Джеймса Лавлока о Гайе. который утверждает, что живые организмы коллективно саморегулируют биогеохимию и климат в неслучайных метастабильных состояниях.

Изобилие и распространение [ править ]

Emiliania huxleyi считается повсеместным видом. Он демонстрирует один из самых высоких температурных диапазонов (1-30 ° C) среди всех видов кокколитофорид. [3] Он наблюдался при различных уровнях питательных веществ от олиготрофных (субтропические круговороты ) до эвтрофных вод (зоны апвеллинга / норвежские фьорды). [12] [13] [14] Его присутствие в сообществах планктона от поверхности до глубины 200 м указывает на высокую устойчивость как к колебаниям, так и к условиям низкой освещенности. [4] [12] [15] Считается, что такая чрезвычайно широкая толерантность к условиям окружающей среды объясняется существованием ряда экологически адаптированныхэкотипы внутри вида. [6] В результате этих допусков его распространение варьируется от субарктического до субантарктического и от прибрежных до океанических местообитаний. [3] [16] В этом диапазоне он присутствует почти во всех пробах воды эвфотической зоны и составляет 20-50% или более от всего сообщества кокколитофоридов. [3] [12] [17] [18]

Во время массового цветения (которое может охватывать более 100 000 квадратных километров) концентрации клеток E. huxleyi могут превышать численность всех других видов в регионе вместе взятых, составляя 75% или более от общего количества фотосинтетического планктона в этом районе. [11] Цветение E. huxleyi в регионах действует как важный источник карбоната кальция и диметилсульфида , массовое производство которых может оказать значительное влияние не только на свойства поверхностного смешанного слоя, но и на глобальный климат. [19]Цветение можно идентифицировать с помощью спутниковых снимков из-за большого количества света, обратно рассеянного от водной толщи, что обеспечивает метод оценки их биогеохимического значения как в бассейновом, так и в глобальном масштабе. Эти цветы распространены в норвежских фьордах , заставляя спутники улавливать "белые воды", что описывает отражательную способность цветов, улавливаемых спутниками. Это происходит из-за массы кокколитов, отражающих падающий солнечный свет обратно из воды, что позволяет с мельчайшими подробностями определить степень цветения E. huxleyi .

Обширное цветение E. huxleyi может оказывать заметное влияние на альбедо моря . В то время как многократное рассеяние может увеличить путь света на единицу глубины, увеличивая поглощение и солнечного нагрева в толще воды, Е. huxleyi вдохновил предложения по geomimesis , [20] , так как микронного размера пузырьков воздуха зеркальные отражатели, и поэтому в отличие от Е. Хаксли, как правило, понижают температуру верхнего слоя воды. Как и в случае самозатенения в отбеливающих воду цветениях кокколитофорического планктона, это может снизить продуктивность фотосинтеза из-за изменения геометрии эвфотической зоны. И эксперименты, и моделирование необходимы для количественной оценки потенциального биологического воздействия таких эффектов, а также вытекающего из этого потенциала отражающего цветения других организмов для увеличения или уменьшения испарения и выделения метана за счет изменения температуры пресной воды.

Биогеохимические воздействия [ править ]

Изменение климата [ править ]

Как и в случае со всем фитопланктоном, первичная продукция E. huxleyi посредством фотосинтеза является стоком углекислого газа . Однако образование кокколитов путем кальцификации является источником CO 2 . Это означает, что кокколитофориды, в том числе E. huxleyi , потенциально могут действовать как чистый источник CO 2 из океана. Являются ли они чистым источником или поглотителем и как они будут реагировать на подкисление океана, еще не совсем понятно.

Сохранение тепла океана [ править ]

Рассеяние, вызванное цветением E. huxleyi, не только заставляет больше тепла и света возвращаться в атмосферу, чем обычно, но и заставляет большее количество оставшегося тепла задерживаться ближе к поверхности океана. Это проблематично, потому что именно поверхностная вода обменивается теплом с атмосферой, а цветение E. huxleyi может иметь тенденцию к значительному снижению общей температуры водяного столба в течение более длительных периодов времени. Однако важность этого эффекта, будь то положительный или отрицательный, в настоящее время исследуется и еще не установлена.

Галерея [ править ]

  • Снимок Landsat цветения E. huxleyi в Ла-Манше в 1999 г.

  • E. huxleyi цветут в Баренцевом море .

См. Также [ править ]

  • Гипотеза когтя
  • Диметилсульфониопропионат
  • Вирус Emiliania huxleyi 86 , морской вирус, поражающий E. huxleyi

Примечания [ править ]

  1. ↑ Окада, Хисатаке (1973). «Распространение океанических кокколитофорид в Тихом океане». Глубоководные исследования и океанографические аннотации . 20 (4): 355–374. Bibcode : 1973DSRA ... 20..355O . DOI : 10.1016 / 0011-7471 (73) 90059-4 .
  2. ^ Харалампопулу, Анастасия (2011) Кокколитофориды в высоких широтах и ​​полярных регионах: взаимосвязь между составом сообщества, кальцификацией и факторами окружающей среды Саутгемптонский университет, Школа наук о океане и Земле, докторская диссертация , 139 стр.
  3. ^ a b c d Макинтайр, Эндрю (1967). «Современные кокколитофориды Атлантического океана - I. Плаколиты и киртолиты». Глубоководные исследования и океанографические аннотации . 14 (5): 561–597. Bibcode : 1967DSRA ... 14..561M . DOI : 10.1016 / 0011-7471 (67) 90065-4 .
  4. ^ a b Бекель, Бабетта; Бауманн, Карл-Хайнц (01.05.2008). «Вертикальные и латеральные вариации в структуре сообщества кокколитофорид в субтропической фронтальной зоне в южной части Атлантического океана». Морская микропалеонтология . 67 (3–4): 255–273. Bibcode : 2008MarMP..67..255B . DOI : 10.1016 / j.marmicro.2008.01.014 .
  5. ^ а б Тирстайн, HR; Geitzenauer, KR; Молфино, Б .; Шеклтон, штат Нью-Джерси (1977-07-01). «Подтверждение глобальной синхронности уровней позднечетвертичных кокколитов по изотопам кислорода». Геология . 5 (7): 400–404. DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1977) 5 <400: gsolqc> 2.0.co; 2 . ISSN 0091-7613 . 
  6. ^ a b Пааше, Э. (2001). «Обзор кокколитофорид Emiliania huxleyi (Prymnesiophyceae), с особым упором на рост, образование кокколитов и взаимодействия кальцификации и фотосинтеза». Phycologia . 40 (6): 503–529. DOI : 10.2216 / i0031-8884-40-6-503.1 . S2CID 84921998 . 
  7. ^ Bijma, J .; и другие. (2001). «Первичный сигнал: экологические факторы и факторы окружающей среды - отчет Рабочей группы 2» (PDF) . Геохимия, геофизика, геосистемы . 2 (1): н / д. Bibcode : 2001GGG ..... 2.1003B . DOI : 10.1029 / 2000gc000051 .
  8. ^ Финдли, C. S; Giraudeau, J (2000-12-01). «Сохранившийся известковый нанопланктон в австралийском секторе Южного океана (южное лето 1994 и 1995)». Морская микропалеонтология . 40 (4): 417–439. Bibcode : 2000MarMP..40..417F . DOI : 10.1016 / S0377-8398 (00) 00046-3 .
  9. ^ Кук, СС; и другие. (2011). «Фотосинтетический пигмент и генетические различия между двумя морфотипами Южного океана Emiliania Huxleyi (Haptophyta)». Журнал психологии . 47 (3): 615–626. DOI : 10.1111 / j.1529-8817.2011.00992.x . PMID 27021991 . S2CID 25399383 .  
  10. ^ Hagino, K .; и другие. (2011). «Новые доказательства морфологической и генетической изменчивости космополитической кокколитофориды Emiliania huxleyi (Prymnesiophyceae) от генов cox1b-atp4» . Журнал психологии . 47 (5): 1164–1176. DOI : 10.1111 / j.1529-8817.2011.01053.x . PMID 27020197 . S2CID 24499896 .  
  11. ^ a b Холлиган, PM; и другие. (1993). «Биогеохимическое исследование кокколитофориды Emiliania huxleyi в Северной Атлантике». Global Biogeochem. Циклы . 7 (4): 879–900. Bibcode : 1993GBioC ... 7..879H . DOI : 10.1029 / 93GB01731 .
  12. ^ a b c Винтер А., Джордан Р. В. и Рот PH, 1994. Биогеография живых кокколитофорид в океанских водах. В кокколитофорисах . Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета, стр. 161–177.
  13. ^ Hagino, Киоко; Окада, Хисатаке (30 января 2006 г.). «Внутри- и инфра-видовые морфологические изменения у отдельных видов кокколитофорид в экваториальном и субэкваториальном Тихом океане» (PDF) . Морская микропалеонтология . 58 (3): 184–206. Bibcode : 2006MarMP..58..184H . DOI : 10.1016 / j.marmicro.2005.11.001 . ЛВП : 2115/5820 .
  14. ^ Хендерикс, J; Зима, А; Эльбрахтер, М; Feistel, R; Plas, Av der; Nausch, G; Барлоу, Р. (23 февраля 2012 г.). «Экологический контроль морфотипов Emiliania huxleyi в системе прибрежного апвеллинга Бенгелы (юго-восточная Атлантика)» . Серия «Прогресс морской экологии» . 448 : 51–66. Bibcode : 2012MEPS..448 ... 51H . DOI : 10,3354 / meps09535 . ISSN 0171-8630 . 
  15. ^ Мохан, Рахул; Mergulhao, Lina P .; Гупта, MVS; Rajakumar, A .; Thamban, M .; AnilKumar, N .; Sudhakar, M .; Равиндра, Расик (1 апреля 2008 г.). «Экология кокколитофорид Индийского сектора Южного океана». Морская микропалеонтология . 67 (1–2): 30–45. Bibcode : 2008MarMP..67 ... 30M . DOI : 10.1016 / j.marmicro.2007.08.005 .
  16. ^ Hasle, GR, 1969. Анализ фитопланктона Тихого океана Южного океана: численность, состав и распределение во время экспедиции Братегг, 1947-1948 , Universitetsforlaget.
  17. ^ Beaufort, L .; Couapel, M .; Buchet, N .; Claustre, H .; Гойет, К. (4 августа 2008 г.). «Производство кальцита кокколитофоридами в юго-восточной части Тихого океана» . Биогеонауки . 5 (4): 1101–1117. DOI : 10.5194 / BG-5-1101-2008 . ISSN 1726-4189 . 
  18. ^ Поултон, AJ; и другие. (2010). «Динамика кокколитофорид в условиях отсутствия цветения в конце лета в центральной части Исландского бассейна (июль – август 2007 г.)» (PDF) . Лимнология и океанография . 55 (4): 1601–1613. Bibcode : 2010LimOc..55.1601P . DOI : 10,4319 / lo.2010.55.4.1601 .
  19. ^ Westbroek, Питер (1993). «Модельный системный подход к биологическому воздействию на климат. Пример Emiliania huxleyi». Глобальные и планетарные изменения . 8 (1–2): 27–46. Bibcode : 1993GPC ..... 8 ... 27W . DOI : 10.1016 / 0921-8181 (93) 90061-R .
  20. Перейти ↑ Seitz, R (2011). «Яркая вода: гидрозоли, водосбережение и изменение климата». Изменение климата . 105 (3–4): 365–381. arXiv : 1010,5823 . DOI : 10.1007 / s10584-010-9965-8 . S2CID 16243560 . 

Ссылки [ править ]

  • Amouroux, D .; PS Liss; Э. Тесье; М. Хамрен-Ларссон; OFX Донард (2001). «Роль океанов как биогенных источников селена». Письма о Земле и планетологии . 189 (3–4): 277–283. Bibcode : 2001E и PSL.189..277A . DOI : 10.1016 / S0012-821X (01) 00370-3 .
  • Андреэ, Миссури; П. Дж. Крутцен (16 мая 1997 г.). «Атмосферные аэрозоли: биогеохимические источники и роль в химии атмосферы». Наука . 276 (5315): 1052–1058. DOI : 10.1126 / science.276.5315.1052 . S2CID  40669114 .
  • Araie, H .; Т. Обата; Ю. Шираива (2003). «Метаболизм селена в кокколитофориде Emiliania huxleyi ». J Plant Res . 116 : 119.
  • Boisson, F .; К. С. Карез; М. Генри; М. Ромео; М. Гнасия-Барелли (1996). «Ультраструктурные наблюдения морских кокколитофорид Cricosphaera elongata, культивируемых в присутствии селена или кадмия». Bulletin de l'Institut Océanographique (Монако) : 239–247.
  • Дейси, JWH; С. Уэйкхэм (1986-09-19). «Океанический диметилсульфид: продукция во время выпаса зоопланктона на фитопланктоне». Наука . 233 (4770): 1314–1316. Bibcode : 1986Sci ... 233.1314D . DOI : 10.1126 / science.233.4770.1314 . PMID  17843360 . S2CID  10872038 .
  • Дамбара, А .; Ю. Шираива (1999). «Потребность в селене для роста и выбора подходящей питательной среды для морских кокколитофорид Emiliania huxleyi ». Бюллетень Общества изучения морской воды, Япония . 53 (6): 476–484.
  • Данбара, А .; Ю. Сираива (2007). «Потребность в селене для роста морских кокколитофорид, Emiliania huxleyi , Gephyrocapsa oceanica и Helladosphaera sp. (Prymnesiophyceae)» . Физиология растений и клеток . 40 (7): 762–766. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.pcp.a029603 .
  • DeBose, JL; SC Lema; Г.А. Невитт (07.03.2008). «Диметилсульфониопропионат в качестве пищевого ориентира для рифовых рыб» . Наука . 319 (5868): 1356. Bibcode : 2008Sci ... 319.1356D . DOI : 10.1126 / science.1151109 . PMID  18323445 . S2CID  20782786 .
  • Доблин, Массачусетс; С. И. Блэкберн; GM Hallegraeff (1999). «Стимуляция роста и биомассы токсичной динофлагелляты Gymnodinium catenatum (Graham) растворенными органическими веществами». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии . 236 (1): 33–47. DOI : 10.1016 / S0022-0981 (98) 00193-2 .
  • Фабри, VJ (2003). Производство карбоната кальция кокколитофоридными водорослями при длительной секвестрации углекислого газа . Калифорнийский государственный университет, Сан-Маркос (США).
  • Ховард, ЕС; и другие. (2006-10-27). «Бактериальные таксоны, ограничивающие приток серы из океана». Наука . 314 (5799): 649–652. Bibcode : 2006Sci ... 314..649H . DOI : 10.1126 / science.1130657 . PMID  17068264 . S2CID  41199461 .
  • Norici, A .; Р. Ад; М. Джордано (2005). «Сера и первичное производство в водной среде: экологическая перспектива». Фотосинтез Исследования . 86 (3): 409–417. DOI : 10.1007 / s11120-005-3250-0 . PMID  16307310 . S2CID  13019942 .
  • Обата, Т .; Ю. Сираива (2005). «Новый эукариотический селенопротеин в гаптофите водоросли Emiliania huxleyi » . Журнал биологической химии . 280 (18): 18462–8. DOI : 10.1074 / jbc.M501517200 . PMID  15743763 .
  • Обата, Т .; Х. Арайе; Ю. Шираива (2003). "Кинетические исследования механизма биоконцентрации селена кокколитофоридой Emiliania huxleyi ". Физиология растительной клетки . 44 : S43.
  • Обата, Т .; Х. Арайе; Ю. Сираива (2004). «Механизм биоконцентрации селена кокколитофоридой Emiliania huxleyi » . Физиология растительной клетки . 45 (10): 1434–1441. DOI : 10.1093 / PCP / pch164 . PMID  15564527 . Проверено 21 марта 2008 .
  • Прочтите, B .; Дж. Кегель; MJ. Клют (2013). «Пан геном фитопланктона Emiliania лежит в основе его глобального распространения» . Природа . 499 (7457): 209–213. Bibcode : 2013Natur.499..209. . DOI : 10,1038 / природа12221 . PMID  23760476 .
  • Шираива, Ю. (2003). «Физиологическая регуляция фиксации углерода при фотосинтезе и кальцификации кокколитофорид». Сравнительная биохимия и физиология Б . 136 (4): 775–783. DOI : 10.1016 / S1096-4959 (03) 00221-5 . PMID  14662302 .
  • Сорроса, Дж. М.; М. Сато; Ю. Сираива (2005). «Низкая температура стимулирует увеличение клеток и внутриклеточную кальцификацию кокколитофорид». Морская биотехнология . 7 (2): 128–133. DOI : 10.1007 / s10126-004-0478-1 . PMID  15782289 . S2CID  7531881 .
  • Тодд, JD; и другие. (02.02.2007). «Структурные и регуляторные гены, необходимые для производства газового диметилсульфида в бактериях». Наука . 315 (5812): 666–669. Bibcode : 2007Sci ... 315..666T . DOI : 10.1126 / science.1135370 . PMID  17272727 . S2CID  22472634 .
  • Валлина С.М.; Р. Симо (26 января 2007 г.). «Сильная связь между DMS и дозой солнечной радиации над глобальной поверхностью океана». Наука . 315 (5811): 506–508. Bibcode : 2007Sci ... 315..506V . DOI : 10.1126 / science.1133680 . PMID  17255509 . S2CID  37488668 .
  • Вила-Коста, М .; и другие. (2006-10-27). «Поглощение диметилсульфониопропионата морским фитопланктоном». Наука . 314 (5799): 652–654. Bibcode : 2006Sci ... 314..652V . DOI : 10.1126 / science.1131043 . PMID  17068265 . S2CID  27541024 .
  • Volkman, JK; С. М. Баррерр; С. И. Блэкберн; Э.Л. Сайкс (1995). «Алкеноны в Gephyrocapsa oceanica : значение для изучения палеоклимата». Geochimica et Cosmochimica Acta . 59 (3): 513–520. Bibcode : 1995GeCoA..59..513V . DOI : 10.1016 / 0016-7037 (95) 00325-Т .

Внешние ссылки [ править ]

  • Cocco Express - метки экспрессируемой последовательности кокколитофоридов (EST) и база данных микрочипов
  • Nannotax руководство по биоразнообразию и таксономии кокколитофорид: Emiliania huxleyi