Пикопланктон - это фракция планктона, состоящая из клеток размером от 0,2 до 2 мкм, которые могут быть прокариотическими и эукариотическими фототрофами и гетеротрофами:
Они распространены среди микробных планктонных сообществ как пресноводных, так и морских экосистем. Они играют важную роль в создании значительной части общей биомассы сообществ фитопланктона.
Классификация [ править ]
| Часть серии по |
| Планктон |
|---|
 |
В целом планктон можно разделить на категории на основе физиологических, таксономических или размерных характеристик. Впоследствии общая классификация планктона включает:
- Бактериопланктон
- Фитопланктон
- Зоопланктон
Однако существует более простая схема, которая классифицирует планктон на основе логарифмической шкалы размеров:
- Макропланктон (200–2000 мкм)
- Микропланктон (20–200 мкм)
- Нанопланктон (2–20 мкм)
Это было еще более расширено, чтобы включить пикопланктон (0,2–2 мкм) и фемтопланктон (0,02–0,2 мкм), а также чистый планктон, ультрапланктон. Теперь, когда пикопланктон охарактеризован, у них есть свои собственные дополнительные подразделения, такие как прокариотические и эукариотические фототрофы и гетеротрофы, которые распространены по всему миру в различных типах озер и тропических государствах. Чтобы различать автотрофный пикопланктон и гетеротрофный пикопланктон, автотрофы могли иметь фотосинтетические пигменты и способность проявлять автофлуоресценцию, что позволило бы их подсчет с помощью эпифлуоресцентной микроскопии. Так впервые стали известны крошечные эукариоты. [1]
В целом, пикопланктон играет важную роль в олиготрофных димицитных озерах, потому что они способны производить, а затем, соответственно, перерабатывать растворенное органическое вещество (РОВ) очень эффективным образом в условиях, когда конкуренция других фитопланктонов нарушается такими факторами, как ограничение питательных веществ и хищников. Пикопланктон отвечает за основную продуктивность олиготрофных круговоротов и отличается от нанопланктона и микропланктона . [2] Поскольку они маленькие, у них большее соотношение поверхности к объему, что позволяет им получать дефицитные питательные вещества в этих экосистемах. Кроме того, некоторые виды также могут быть миксотрофными . Наименьшие из ячеек (200 нм) имеют размер порядка нанометров, а не пикометров. ВПриставка SI пико- здесь используется довольно свободно, так как нанопланктон и микропланктон только в 10 и 100 раз больше, соответственно, хотя это несколько более точно, если рассматривать объем, а не длину.
Роль в экосистемах [ править ]
Пикопланктон вносит большой вклад в биомассу и первичную продукцию как в морских экосистемах, так и в экосистемах пресноводных озер . В океане концентрация пикопланктона составляет 10 5 –10 7 клеток на миллилитр океанской воды. [3] Пикопланктон водорослей отвечает за до 90 процентов от общего количества углерода, производимого ежедневно и ежегодно в олиготрофных морских экосистемах. [4] Количество общего производства углерода пикопланктоном в олиготрофных пресноводных системах также велико, составляя 70 процентов от общего годового производства углерода. [4]Морской пикопланктон составляет более высокий процент биомассы и продукции углерода в олиготрофных зонах, таких как открытый океан, по сравнению с прибрежными регионами, которые более богаты питательными веществами. [4] [5] Их биомасса и процент продукции углерода также увеличиваются по мере увеличения глубины эвфотической зоны . Это связано с использованием фотопигментов и эффективностью использования сине-зеленого света на этих глубинах. [4] Плотность популяции пикопланктона не колеблется в течение года, за исключением нескольких случаев в небольших озерах, где их биомасса увеличивается по мере повышения температуры воды в озере. [5]
Пикопланктон также играет важную роль в микробной петле этих систем, помогая обеспечивать энергией более высокие трофические уровни . [4] Их пасут различные организмы, такие как жгутиконосцы , инфузории , коловратки и веслоногие раки . Жгутиконосцы - их главный хищник из-за их способности плыть к пикопланктону, чтобы поедать их. [5]
Пикопланктон океана [ править ]
Пикопланктон играет важную роль в круговороте питательных веществ во всех основных океанах, где он присутствует в наибольших количествах . У них есть много особенностей, которые позволяют им выжить в этих олиготрофных (с низким содержанием питательных веществ) и слабом освещении, например, использование нескольких источников азота, включая нитрат, аммоний и мочевину. [6] Их небольшой размер и большая площадь поверхности обеспечивают эффективное усвоение питательных веществ, поглощение падающего света и рост организмов. [7] Небольшой размер также позволяет минимизировать метаболизм. [8]
Пикопланктон, в частности фототрофный пикопланктон, играет важную роль в производстве углерода в открытых океанических средах, что в значительной степени способствует глобальному производству углерода . [6] Их углеродное производство составляет не менее 10% глобальной чистой первичной продуктивности водных ресурсов. [7] Высокая первичная продуктивность вносится как в олиготрофные, так и в глубоководные зоны океанов. [6] Пикопланктон преобладает в биомассе в регионах открытого океана. [9]
Пикопланктон также составляет основу пищевых сетей водных микробов и является источником энергии в микробной петле . На все трофические уровни в морской пищевой сети влияет производство углерода пикопланктоном, а также прирост или потеря пикопланктона в окружающей среде, особенно в олиготрофных условиях. [8] Морские хищники пикопланктона включают гетеротрофных жгутиконосцев и инфузорий . [6] Простейшие - доминирующие хищники пикопланктона. [8] Пикопланктон часто теряется в результате таких процессов, как выпас скота, паразитизм и вирусный лизис . [8]
Измерение [ править ]
За последние 10 или 15 лет морские ученые постепенно начали понимать важность даже самых мелких подразделений планктона и их роль в водных пищевых цепочках и в рециркуляции органических и неорганических питательных веществ. Таким образом, возможность точного измерения биомассы и распределения по размерам сообществ пикопланктона в настоящее время стала весьма важной. Два распространенных метода, используемых для идентификации и подсчета пикопланктона, - это флуоресцентная микроскопия и визуальный подсчет . Однако оба метода устарели из-за их трудоемкости и неточности. В результате в последнее время появились более новые, быстрые и более точные методы, включая проточную цитометрию и флуоресцентную микроскопию с анализом изображений.. Оба метода эффективны для измерения нанопланктона и автофлуоресцентного фототрофного пикопланктона. Однако измерение очень мелких диапазонов размеров пикопланктона часто оказывается трудным для измерения, поэтому в настоящее время для измерения небольшого пикопланктона используются устройства с зарядовой связью (CCD) и видеокамеры, хотя камера на основе CCD с медленным сканированием является более эффективен при обнаружении и измерении крошечных частиц, например бактерий, окрашенных флуорохромом. [10]
См. Также [ править ]
- Планктон § Размерные группы
Ссылки [ править ]
- ^ Каллиери, Кристиана; Стокнер, Джон Г. (1 февраля 2002 г.). «Пресноводный автотрофный пикопланктон: обзор» . Журнал лимнологии . 61 (1): 1–14. DOI : 10.4081 / jlimnol.2002.1 .
- ↑ Вершинин, Александр. «Фитопланктон Черного моря» . Российский федеральный детский центр Орленок.
- ^ Шмидт, TM; ДеЛонг, EF; Пейс, Н.Р. (1 июля 1991 г.). «Анализ морского сообщества пикопланктона путем клонирования и секвенирования гена 16S рРНК» . Журнал бактериологии . 173 (14): 4371–4378. DOI : 10.1128 / jb.173.14.4371-4378.1991 . ISSN 0021-9193 . PMC 208098 . PMID 2066334 .
- ^ a b c d e Стокнер, Джон Дж .; Antia, Naval J. (14 апреля 1986 г.). «Пикопланктон водорослей из морских и пресноводных экосистем: мультидисциплинарная перспектива». Канадский журнал рыболовства и водных наук . 43 (12): 2472–2503. DOI : 10.1139 / f86-307 .
- ↑ a b c Fogg, GE (28 апреля 1995 г.). «Некоторые комментарии о пикопланктоне и его значении в пелагической экосистеме» (PDF) . Aquat Microb Ecol . 9 : 33–39. DOI : 10,3354 / ame009033 .
- ^ a b c d Стокнер, Джон Г. (1988). «Фототрофный пикопланктон: обзор морских и пресноводных экосистем». Лимнология и океанография . 4 (33): 765–775. Bibcode : 1988LimOc..33..765S . DOI : 10,4319 / lo.1988.33.4part2.0765 .
- ^ а б Агавин, Нона С; Дуарте, Карлос М; Августи, Сусана (2000). «Питательные вещества и температурный контроль вклада пикопланктона в биомассу и продукцию фитопланктона» . Лимнология и океанография . 3 (45): 591–600. Bibcode : 2000LimOc..45..591A . DOI : 10,4319 / lo.2000.45.3.0591 .
- ^ a b c d Каллиери, Кристиана; Стокнер, Джон Г. (2002). «Пресноводный автотрофный пикопланктон: обзор». Журнал лимнологии . 1 (61): 1–14. CiteSeerX 10.1.1.472.3454 . DOI : 10.4081 / jlimnol.2002.1 .
- ↑ Мун-ван дер Стай, Сын Ёо; Де Вахтер, Руперт; Воулот, Даниэль (февраль 2001 г.). «Океанические последовательности 18S рДНК из пикопланктона обнаруживают неожиданное эукариотическое разнообразие» . Природа . 409 (6820): 607–610. Bibcode : 2001Natur.409..607M . DOI : 10.1038 / 35054541 . PMID 11214317 . S2CID 4362835 .
- ^ Viles, CL; Sieracki, ME (февраль 1992 г.). «Измерение размера клеток морского пикопланктона с помощью охлаждаемой камеры с зарядовой связью и флуоресцентной микроскопии с анализом изображений» . Прикладная и экологическая микробиология . 58 (2): 584–592. DOI : 10,1128 / AEM.58.2.584-592.1992 . PMC 195288 . PMID 1610183 .
