Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сканирующие электронные микрофотографии панцирей некоторых видов водорослей - масштабная шкала = 10 микрометров в a, c и d и 20 микрометров в b

Frustule является твердой и пористой стенки клеток или внешний слой диатомовых . Панцирь состоит почти исключительно из кремнезема , сделанного из кремниевой кислоты , и покрыт слоем органического вещества, которое в ранней литературе о диатомовых водорослях упоминалось как пектин , волокно, наиболее часто встречающееся в клеточных стенках растений . [1] [2] Этот слой фактически состоит из нескольких типов полисахаридов . [3]

Структура панциря обычно состоит из двух перекрывающихся частей, известных как теки (или, менее формально, как клапаны). Соединение между двумя теками поддерживается полосами кремнезема (поясными полосами), которые удерживают их вместе. Это перекрытие дает некоторое пространство для внутреннего расширения и имеет важное значение в процессе воспроизведения. Створка также содержит множество пор и щелей, которые обеспечивают доступ диатомовых водорослей к внешней среде для таких процессов, как удаление отходов и выделение слизи .

Анализ микроструктуры панцирей показывает, что поры бывают разного размера, формы и объема. Большинство пор открыты и не содержат примесей. Размеры нанопор находятся в диапазоне 250–600 нм. [4] [5] [6]

Thecae [ править ]

Панцирь обычно состоит из двух теек одинаковой формы, но немного разного размера. Тека, которая немного меньше, имеет край, который немного входит в соответствующий край большей теки. Эта область перекрытия усилена поясом из диоксида кремния и представляет собой естественный «деформационный шов». Более крупная тека обычно считается «верхней» и поэтому называется эпитекой. Меньшая тека обычно считается «нижней» и поэтому называется гипотекой. [1]По мере деления диатомовой водоросли каждая дочь сохраняет одну теку первоначальной створки и производит одну новую теку. Это означает, что одна дочерняя клетка имеет тот же размер, что и родительская (эпитека и новая гипотека), в то время как у другой дочерней клетки старая гипотека становится эпитекой, которая вместе с новой и немного меньшей гипотекой включает меньшую клетку.

Диатомовые водоросли [ править ]

У диатомовых водорослей разные жизненные стратегии, включая плавание в толще воды ( фитопланктон ), колонизацию подводных поверхностей и жизнь на поверхности отложенных отложений. Некоторые ячейки имеют по существу цилиндрическую (центрическую) форму, тогда как другие имеют продолговатую «лодкообразную» форму. Поскольку это водоросли, принадлежащие к подразделению Bacillariophyta, им требуется свет для фотосинтеза. Пожалуй, наиболее изученная группа диатомовых водорослей относится к фитопланктону. Фитопланктонные диатомовые водоросли полагаются на океанские течения и ветер, чтобы удерживать их на верхних уровнях океана, поскольку их клеточная стенка более плотная, чем окружающая их вода. Иначе они, естественно, утонут.

Скелеты диатомовых водорослей и их использование [ править ]

Когда диатомовые водоросли умирают и их органический материал разлагается, панцири опускаются на дно водной среды. Этот остаточный материал представляет собой диатомит или « диатомовую землю » и используется в коммерческих целях в качестве фильтров, минеральных наполнителей, механических инсектицидов, в изоляционных материалах, средствах против слеживания, в качестве мелкодисперсного абразива и для других целей. [7] Также ведутся исследования относительно использования панцирей диатомовых водорослей и их свойств для области оптики, наряду с другими клетками, например, чешуей бабочек. [2]

Формирование створок [ править ]

По мере того, как диатомовые водоросли готовятся к отделению, они подвергаются нескольким процессам, чтобы начать производство либо новой гипотезы, либо новой эпитеки. Как только каждая ячейка полностью отделена, у них появляется аналогичная защита и способность продолжать производство панцирей. [8]

Краткую и предельно упрощенную версию можно объяснить так: [8]

  1. Вновь сформированное ядро ​​и ранее существовавшее ядро ​​перемещаются в сторону диатомовой водоросли, где будет сформирована новая гипотека.
  2. Везикула, известная как везикула отложения кремнезема, образуется около плазматической мембраны.
  3. Это формирует центр рисунка, и осаждение кремнезема может продолжаться наружу от этой точки, пока не образуется панцирь.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b "Диатомовые водоросли: Подробнее о морфологии" .
  2. ^ a b Паркер, Эндрю Р .; Таунли, Хелен Э. (3 июня 2007 г.). «Биомиметика фотонных наноструктур». Природа Нанотехнологии . 2 (6): 347–353. Bibcode : 2007NatNa ... 2..347P . DOI : 10.1038 / nnano.2007.152 . PMID 18654305 . 
  3. ^ Progress in Phycological Research: v. 7 (1991) FE Round (редактор тома), Дэвид Дж. Чепмен (редактор тома)
  4. ^ Река, Арианит; Ановски, Тодор; Богоевский, Слободан; Павловский, Благой; Бошковски, Бошко (29 декабря 2014 г.). «Физико-химические и минералого-петрографические исследования диатомита из месторождения близ села Рожден, Республика Македония» . Geologica Macedonica . 28 (2): 121–126.
  5. ^ Reka, Arianit A .; Павловский, Благой; Макрески, Петре (октябрь 2017 г.). «Новый оптимизированный метод низкотемпературного гидротермального производства пористой керамики с использованием диатомитовой земли». Керамика Интернэшнл . 43 (15): 12572–12578. DOI : 10.1016 / j.ceramint.2017.06.132 .
  6. ^ Reka, Arianit A .; Павловский, Благой; Адеми, Эгзон; Джашари, Ахмед; Боев, Блазо; Боев, Иван; Макрески, Петре (31 декабря 2019 г.). «Эффект термической обработки трепеля в диапазоне температур 800-1200˚С» . Открытая химия . 17 (1): 1235–1243. DOI : 10,1515 / Хим-2019-0132 .
  7. ^ Diatom Frustule 2
  8. ^ a b Зурзоло, Кьяра; Боулер, Крис (1 декабря 2001 г.). «Изучение формирования биоинорганического паттерна у диатомовых водорослей. История поляризованного трафика» . Физиология растений . 127 (4): 1339–1345. DOI : 10.1104 / pp.010709 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Фрустуле на Британнике
  • панцирь диатомовой водоросли на astrographics.com
  • Геометрия и узор в природе 1: Изучение форм панцирей диатомовых водорослей с помощью Суперформулы Йохана Гилиса Кристины Броди, Великобритания

Относительно формулы Супер [ править ]

  • Изучение мира миниатюр на microscopy-uk.org.uk
  • Суперэллипс и суперэллипсоид , геометрический примитив для автоматизированного проектирования, Пол Бурк, январь 1990 г.
  • Supershapes (Суперформула) Пол Бурк, март 2002 г.