Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Фотосинтетический пикопланктон у Маркизских островов, наблюдаемый с помощью эпифлуоресцентной микроскопии (синий возбуждающий свет). Оранжевые флуоресцентные точки соответствуют цианобактериям Synechocococus , красные флуоресцентные точки - пикоэукариотам.

Пикоэукариоты - это пикопланктонные эукариотические организмы размером 3,0 мкм или менее. Они распространены в морских и пресноводных экосистемах мира и вносят значительный вклад в автотрофные сообщества . Несмотря на то, СИ префикс пико- может подразумевать организм меньше атомных размеров , этот термин был использован , скорее всего , чтобы избежать путаницы с существующими классификациями размера от планктона .

Характеристики [ править ]

Часть серии по
Планктон
Планктон collage.jpg
Трофические группы
Размерные группы
Таксономические группы
  • Водоросли
    • диатомовая водоросль
    • кокколитофора
    • динофлагеллята
  • Простейшие
    • радиолярий
    • фораминифер
    • амеба
    • инфузории
  • Бактерии
    • цианобактерии
  • Архей
  • Вирусы
Другие группы
  • Аэропланктон
  • Студенистый зоопланктон
  • Голопланктон
  • Ихтиопланктон
  • Меропланктон
  • Псевдопланктон
  • Тихопланктон
Цветет
  • Цветение водорослей
  • Вредное цветение водорослей
  • Красная волна
  • Весеннее цветение
  • Эвтрофикация
Другой
  • Альгакультура
  • Гипотеза когтя
  • СЛР
  • Вертикальная миграция Diel
  • f-соотношение
  • Удобрение железом
  • Морские микроорганизмы
  • Морское первичное производство
  • Эффект молочного моря
  • Парадокс планктона
  • Планкоядное животное
  • Планктология
  • Тонкие слои
  • НААМС
  • v
  • т
  • е

Структура клетки [ править ]

Пикоэукариоты могут быть как автотрофными, так и гетеротрофными и обычно содержат минимальное количество органелл . Например, Ostreococcus tauri , автотрофный пикоэукариот, принадлежащий к классу Prasinophyceae , содержит только ядро , одну митохондрию и один хлоропласт , плотно упакованные в клеточную мембрану . Члены гетеротрофного класса Bicosoecida аналогичным образом содержат только две митохондрии, одну пищевую вакуоль и ядро. [1]

Распределения [ править ]

Эти организмы встречаются по всему водному столбу. Автотрофные пикоэукариоты ограничены верхними слоями 100–200 м (слой, который принимает свет) и часто характеризуются резким клеточным максимумом около слоя максимума глубокого хлорофилла (DCML) [2] и значительным его уменьшением ниже. [3] Гетеротрофные группы встречаются на больших глубинах и, например, в Тихом океане они были обнаружены вблизи гидротермальных источников на глубинах до 2000–2550 м. Некоторые гетеротрофные линии встречаются, не стратифицированные, на всех глубинах от поверхности до 3000 м. [1] Они демонстрируют высокое филогенетическое разнообразие [4] [5]и высокая изменчивость глобальных концентраций клеток, от 10 7 до 10 5 л -1 . [3]

Разнообразие [ править ]

Автотрофные пикоэукариоты, обычно встречающиеся в природе, являются членами таких групп, как Prasinophyceae [6] (разновидность зеленых водорослей ) и Haptophyceae . [4] [7] Несмотря на свой небольшой размер, было обнаружено, что эти организмы обеспечивают> 10% общей глобальной чистой первичной продуктивности водных организмов . [8] Хотя они гораздо менее многочисленны, чем цианобактериальный фотосинтетический пикопланктон, они оказались столь же важными с точки зрения биомассы и первичной продукции, как пикоцианобактерии. [9] В более олиготрофных средах, таких как Станция ALOHA., Исследователи полагают , что примерно 80% от хлорофилла альфа биомассы связано с клетками в пико диапазоне -size. [2] и пикоэукариоты, как теперь известно, составляют значительную часть биомассы и продуктивности этой фракции в условиях открытого океана [10] и даже в экспортируемом углероде в Северной Атлантике. [11] Анализ последовательностей рДНК показывает, что гетеротрофные океанические пикоэукариоты принадлежат к таким линиям, как Alveolata , stramenopiles , choanoflagellates и Acantharea . [5]В этих линиях многие группы еще не имеют культурных представителей. Эксперименты по выпасу показали, что новые пикоэукариоты Stramenopile являются бактериоядными. [4]

Экология [ править ]

Поскольку размер этих организмов определяет их взаимодействие с окружающей средой, неудивительно, что они не образуют значительных тонущих органических агрегатов. [12] Их вклад в круговорот углерода трудно оценить, потому что их трудно разделить с помощью таких методов, как фильтрация. [13] Недавние эксперименты по флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) показали, что пикоэукариоты довольно многочисленны в морских глубинах . [1] Повышенное разрешение с развитием более совершенных методов FISH указывает на то, что изучение и обнаружение должны стать проще. [14]Кроме того, количественная ПЦР является ценным подходом для разграничения и количественной оценки различных видов, например океанических и прибрежных видов Bathycoccus [15] и Ostreococcus . [16] Исследования также показали, что пикоэукариоты имеют сильную корреляцию с концентрацией хлорофилла как в мезо-автотрофных резервуарах, так и в гиперэвтрофных резервуарах. [17] Более того, эксперименты по обогащению азота показывают, что пикоэукариоты имеют преимущество перед более крупными клетками, когда дело доходит до получения питательных веществ, из-за их большой площади поверхности на единицу объема. Они продемонстрировали большую эффективность в поглощении фотонов и питательных веществ из окружающей среды с ограниченными ресурсами. [8]

Биологические характеристики [ править ]

Фотосинтезирующие пикоэукариоты, как и другие планктонные виды в фотической зоне океана, подвержены изменениям света в течение цикла diel и из-за вертикального смещения в смешанном слое водной толщи. У них есть особые биологические реакции, которые помогают им справляться с чрезмерной плотностью света, например цикл ксантофилла . [18] Однако есть также много типов нефотосинтезирующих пикоэукариот, которые простираются в глубину океана и не имеют этих биохимических путей. [19]

См. Также [ править ]

  • Бактериопланктон
  • Список эукариотических видов пикопланктона
  • Фитопланктон

Заметки [ править ]

  1. ^ a b c Морейра, Д .; П. Лопес-Гарсия (2002). «Молекулярная экология микробных эукариот открывает скрытый мир». Тенденции в микробиологии . 10 (1): 31–38. DOI : 10.1016 / S0966-842X (01) 02257-0 . PMID  11755083 .
  2. ^ а б Кэмпбелл, Лиза и Даниэль Вауло. Структура фотосинтетического сообщества пикопланктона в субтропическом северном районе Тихого океана недалеко от Гавайев (станция ALOHA). Архивировано 20 мая 2011 г. в Wayback Machine Deep-Sea Research Часть I, Vol. 40, No. 10, pp. 2043-2060 (1993). Доступ 30 апреля 2008 г.
  3. ^ а б Холл, Дж. А. и В. Ф. Винсент. Вертикальная и горизонтальная структура сообществ пикопланктона прибрежной системы апвеллинга. Морская биология 106, 465-471 (1990). Доступ 30 апреля 2008 г.
  4. ^ a b c Массана Р. и др. Раскрытие организмов, лежащих в основе новых последовательностей ДНК эукариотических рибосом из океана. Прикладная и экологическая микробиология, 4554-4558 (2002). Доступ 30 апреля 2008 г.
  5. ^ a b Moon-van der Staay, S. et al. Последовательности океанической 18S рДНК из пикопланктона обнаруживают неожиданное эукариотическое разнообразие. Nature 409, 607-610 (2001). Доступ 30 апреля 2008 г.
  6. ^ Уорден AZ (2006). «Разнообразие пикоэукариот в прибрежных водах Тихого океана» . Экология водных микробов . 43 (2): 165–175. DOI : 10,3354 / ame043165 .
  7. ^ Cuvelier ML, et al. (2010). «Направленная метагеномика и экология глобально значимого некультивируемого эукариотического фитопланктона» . Proc Natl Acad Sci USA . 107 (33): 14679–84. Bibcode : 2010PNAS..10714679C . DOI : 10.1073 / pnas.1001665107 . PMC 2930470 . PMID 20668244 .  
  8. ^ a b Fouilland, E. et al. Продуктивность и рост естественной популяции мельчайших свободноживущих эукариот в условиях дефицита и достаточности азота. Экология микробов 48, 103–110 (2004). Доступ 30 апреля 2008 г.
  9. ^ Уорден AZ, Нолан JK, Páleník B (2004). «Оценка динамики и экологии морского пикофитопланктона: важность эукариотического компонента». Лимнология и океанография . 49 (1): 168–179. Bibcode : 2004LimOc..49..168W . CiteSeerX 10.1.1.527.5206 . DOI : 10,4319 / lo.2004.49.1.0168 . 
  10. ^ Cuvelier ML, et al. (2010). «Направленная метагеномика и экология глобально значимого некультивируемого эукариотического фитопланктона» . Proc Natl Acad Sci USA . 107 (33): 14679–84. Bibcode : 2010PNAS..10714679C . DOI : 10.1073 / pnas.1001665107 . PMC 2930470 . PMID 20668244 .  
  11. ^ Оманд, ММ; d'Asaro, EA; Ли, КМ; Перри, MJ; Briggs, N .; Cetini, I .; Махадеван, А. (2015). «Субдукция, вызванная вихрями, экспортирует твердый органический углерод из весеннего цветения» . Наука . 348 (6231): 222–225. Bibcode : 2015Sci ... 348..222O . DOI : 10.1126 / science.1260062 . PMID 25814062 . 
  12. ^ Уэйт, AM и др. Массовое осаждение пикопланктона в органических агрегатах. Лимнология и океанография. Том 45, № 1, 87-97 (2000). Доступ 30 апреля 2008 г.
  13. ^ Worden, AZ et al. (2004). Оценка динамики и экологии морского пикофитопланктона: важность эукариотического компонента. Лимнология и океанография 49 : 168-79.
  14. ^ Biegala, IC et al. Количественная оценка пикоэукариот в естественной среде с использованием таксон-специфических олигонуклеотидных зондов в сочетании с усилением тирамидного сигнала-флуоресценцией in situ гибридизацией и проточной цитометрией. Прикладная и экологическая микробиология, 5519-5529 (2003). Доступ 30 апреля 2008 г.
  15. ^ Лимардо, Александр J .; Судек, Себастьян; Чой, Чанг Джэ; Пуарье, Камилла; Rii, Yoshimi M .; Блюм, Маргарита; Рот, Робин; Гуденаф, Урсула; Церковь, Мэтью Дж .; Уорден, Александра З. (2017). «Количественная биогеография пикопразинофитов устанавливает распределение экотипов и значительный вклад в морской фитопланктон» . Экологическая микробиология . 19 (8): 3219–3234. DOI : 10.1111 / 1462-2920.13812 . PMID 28585420 . 
  16. ^ DOI: 10.1038 / ismej.2010.209
  17. ^ Ван, Баоли и др. Распределение осеннего пикопланктона по отношению к факторам окружающей среды в водохранилищах вдоль реки Уцзян в провинции Гуйчжоу на юго-западе Китая. Hydrobiologia 598: 35–45 (2008). Доступ 30 апреля 2008 г.
  18. ^ Димье, Селин. и другие. Фотофизиологические свойства морского пикоэукариота Picochlorum RCC 237 (Trebouxiophyceae, Chlorophyta). J. Phycol. 43, 275–283 (2007). Доступ 30 апреля 2008 г.
  19. ^ Нет, Фабрис; Гауслинг, Рудольф; Азам, Фарук; Гейдельберг, Джон Ф .; Уорден, Александра З. (2007). «Вертикальное распределение пикоэукариотического разнообразия в Саргассовом море». Экологическая микробиология . 9 (5): 1233–1252. DOI : 10.1111 / j.1462-2920.2007.01247.x . PMID 17472637 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • MicrobeWiki Сайт вики по биологии, управляемый Kenyon College.