Kiselalger

Kiselalger
Disse marine kiselalger lever som "isalger" inde i havisen ved Antarktis McMurdo Sound.

Disse marine kiselalger lever som " isalger " inde i havisen ved Antarktis McMurdo Sound .

Systematik
uden rang: Sar
uden rang: Stramenopiler (stramenopiler)
uden rang: Ochrophyta
uden rang: Kiselalger
Videnskabeligt navn
Bacillariophyta
Haeckel
Diatomer danner ofte belægninger og måtter på bunden af ​​vandet, hvilket også kan ses makroskopisk

De diatoméer eller kiselalger (Bacillariophyta) danner en systematisk enhed af fotosyntese drives protister (Protista) og i gruppen af Stramenopilen tilhører (Stramenopiles).

Gruppen omtales ofte med det samme navn Diatomea Dumortier, alternativt bruges også de synonyme navne Fragilariophyceae, Diatomophyceae. Nogle forfattere kalder diatomer Bacillariophyceae, så de klassificerer dem som en klasse i de fotosyntetiske repræsentanter for stramenopilerne (Ochrophyta), som derefter forstås som phylum, denne opfattelse er repræsenteret i databaserne DiatomBase og WoRMS . Denne anvendelse er imidlertid misvisende, da andre taksonomer angiver en mere snævert defineret klasse Bacillariophyceae som en af ​​tre klasser inden for diatomer. Ved brug af dette navn skal den respektive mening kontrolleres, ellers opstår der misforståelser.

I dag er der omkring 6.000 arter . Det menes dog, at der er op til 100.000 arter i alt.

egenskaber

Pennate og centric diatom;
Fra kunstformer i naturen (uddrag)

Tysk deres trivialnavne skylder diatoméen af cellerne kappe, (frustule), der består overvejende af siliciumdioxid ( empiriske formel : SiO 2 er, dem) anhydrid af silica (forenklet empiriske formel: SiO 2 · nH 2 O). I den tysktalende verden er silica imidlertid ofte forkert ligestillet med dets anhydrid. Organismen ekstraherer siliciumdioxid fra monosilicinsyren Si (OH) 4 .

Disse sekundære elektronmikrografer viser livmoderhalsen og bæltebåndene , ved B kan de spalteformede raphaer også ses

Frustel er kasseformet og består af to skålformede dele af forskellige størrelser, hvoraf den ene ("Epitheka") når med åbningen over åbningen af ​​den anden ("Hypotheka"). Skålene er opbygget i karakteristiske mønstre. På grund af skalgeometrien skelnes der mellem to typer diatomer: centriske diatomer (Centraler) har for det meste runde, undertiden trekantede skaller, mens pennatdiatomer (Pennales) danner stangformede eller bådformede, nogle gange også buede eller S-formede buede skaller . Skallerne er skabt ved hjælp af specielle peptider kaldet silaffiner . Silaffinerne gør det muligt at udfælde siliciumdioxid i små kugleformede siliciumdioxidaggregater, de såkaldte "nanosfærer". Disse har en diameter på 30 til 50 nm og danner i deres helhed de faktiske skaller. Mange pennatdiatomer kan kravle på en fast overflade ved hjælp af en raphe . Hastigheden er op til 20 μm / s.

Diatomer er encellede og næsten altid ikke flagellerede . Kun hos nogle arter har de mandlige kønsceller et flagellum, et fremadrettet cilia flagellum . De plastider skabt af sekundær endosymbiose med en rød alge er farvet brun, som xanthophyl fucoxanthin dækker farven på chlorophyler (klorofyl a og c). Chrysolaminarin fungerer som reservestof .

Som regel er kiselalger mikroskopiske i størrelse. For eksempel når Achnanthes en længde på 40 mikrometer. Nogle arter kan dog vokse op til 2 millimeter i længden.

Multiplikation

Auxosporer af Melosira varianer

Kiselalgerne er diploide og formerer sig hovedsageligt aseksuelt ved celledeling. Dattercellerne modtager hver en skaldel og danner den anden del på ny; udtrykket “diatom” ( oldgræsk διατέμνειν (diatemnein) = at splitte) stammer herfra. Den nye skaldel er altid det mindre realkreditlån, så cellestørrelsen for næsten alle afkom konstant krymper i løbet af generationerne, kun dattercellelinjen i den originale epitheka bevarer den oprindelige maksimale størrelse. Hvis størrelsen falder under et minimum, dør den enkelte. Inden en minimumsstørrelse nås, kan seksuelle processer imidlertid finde sted. Haploide gameter dannes fra cellerne gennem meiose . Oogamy er blevet påvist i centriske diatomer : gameterne bliver frie, efter en kvindelig og en mandlig kønscelle fusionerer zygoten en permanent form, en såkaldt auxospore, med vækst i størrelse. Bøjning er blevet observeret i pennatdiatomer : to partnere ligger ved siden af ​​hinanden og danner en fælles cytoplasmatisk bro ("konjugeringskanal"), til hvilken en haploide kerne og en kloroplast af de to partnere immigrerer. Zygoten dannet på denne måde danner en auxospor, hvor kernefusion ( karyogami ) finder sted. Et større nyt diatomé med en ny todelt skal er dannet af auxosporerne i de centriske og pennatdiatomer.

Hændelse

Kiselalger findes hovedsageligt i havet og i ferskvand i planktonisk eller bentisk form , eller de findes på sten eller vandplanter ( epifytter ). Nogle arter har brug for rent og næppe forurenet vand og er derfor også pointerorganismer til uforurenet vand. Andre typer til gengæld Også omtalt som landbrugslauget , er typiske for vandområder, der er særlig forurenet af landbrugsmaterialer, f.eks. Ved overgødning. Disse omfatter Navicula radiosa , Melosira varians , Nitzschia palea , Diatoma vulgare eller Amphora perpusilla tælles. Selv terrestriske arter findes blandt diatomer; disse koloniserer jord og i tropiske områder også blade fra træer.

Systematik

Illustration: kiselalger af ferskvand
Illustration: Centriske ferskvandsdiatomer

Kiselalderen blev traditionelt opdelt i de radialt symmetriske Centraler og de bilateralt symmetriske Pennales. Centralerne er imidlertid parafyletiske , et stabilt system baseret på molekylær genetik er endnu ikke blevet etableret. Ifølge den taksonomiske database Diatombase er der i øjeblikket ingen generelt accepteret underopdeling af kiselalger i subtaxa.

En udbredt struktur, men ikke anerkendt af alle taksonomer, kunne se sådan ud; den højere struktur blev vedtaget i en lignende form i den meget udbredte klassificering af eukaryoter af Sina Adl og kolleger.

Odontella aurita

betyder

Undersøgelse af en kommerciel diatoméjord i vandfiltre til svømmebassiner
Forberedelse af forskellige kiselalger under scanningselektronmikroskopet

Kiselalderen er hovedkomponenten i havets planteplankton og er de vigtigste primære producenter af organisk stof, så de udgør en væsentlig del af bunden af fødepyramiden . Som iltproducerende (iltiske) fototrofer genererer de også en stor del af iltet i jordens atmosfære .

Fra den relative artssammensætning af diatomépopulationen i et vandlegeme kan dens grad af trofisme udledes meget præcist ( diatomiumindeks ) samt andre vandparametre såsom pH -værdi , saltholdighed , saprobia osv. Disse metoder kan også anvendes til sedimenter eller til olieforekomster og derefter give oplysninger om de tidligere herskende levevilkår.

For at identificere arten behandles en vækstprøve med kiselalger med svovlsyre , hydrogenperoxid , kaliumdichromat eller et andet oxidationsmiddel, og alle organiske komponenter i prøven opløses på denne måde. Kun de rene siliciumdioxidskaller er tilbage. Disse er indlejret i et inklusionsmedium med et højt optisk brydningsindeks (f.eks. Naphrax ™) og identificeret under et lysmikroskop ved hjælp af fasekontrastmetoden ved ca. 1000x forstørrelse.

Hvis cellerne dør, synker de til bunden af ​​vandet, de organiske komponenter nedbrydes, og siliciumdioxidskallerne danner en aflejring, den såkaldte kiselgur (diatoméjord). Denne proces, især i havmiljøet, er kun effektiv nok under CCD ( Calcit Compensation Depth ) til at danne store aflejringer. Den resulterende kiselgur bruges til teknologi og medicin. Diatomerskaller bruges blandt andet som filter, til fremstilling af dynamit , i tandpasta som rengøringslegeme, som et giftfrit insektbekæmpelsesmiddel i form af skadedyrspulver og som et reflekterende materiale i den farve, der bruges til vejmarkeringer i vejbyggeri. Kiselalger bruges også i retsmedicin ( påvisning af kiselalger ). Men deres informative værdi for beviset på en druknedød er kontroversiel.

Især i 1800 -tallet blev diatomer brugt til at lave æstetiske mikroskopiske eksemplarer, hvis visning i saloner var et populært tidsfordriv i højere sociale kredse. Johann Diedrich Möller fra Wedel nær Hamborg opnåede det højeste niveau af perfektion i det ekstremt vanskelige håndværk af sådanne præparater .

Havdiatomer kan føre til forgiftning hos mennesker og dyr, da nogle arter, især Pseudo-nitzschia , Nitzschia eller amfora, producerer domoesyre . Ved filtrering af havvandsorganismer f.eks. B. muslinger , eller hos disse dyr nærende arter sådan. B. fiskeri , disse kiselalger kan ophobes. Hvis sådanne organismer beriget med domoinsyre forbruges af mennesker, opstår symptomer på forgiftning, som er kendt som Amnesic Shellfish Poisoning (ASP). Symptomer omfatter hukommelsestab , kvalme , kramper , diarré , hovedpine og vejrtrækningsbesvær .

litteratur

Fra Ernst Haeckels Kunstformen der Natur (1904), plade 84
Diatom cirkel dias udarbejdet i 1903 af Watson & Sons, London
  • Friedrich Hustedt: Bacillariophyta (Diatomeae). 2. udgave. Fischer, Jena 1930.
  • Friedrich Hustedt: Kiselalger (kiselalger). 3. Udgave. Franckh, Stuttgart 1965.
  • Kurt Krammer: kiselalger. Franck, Stuttgart 1986.
  • Kurt Krammer, Horst Lange-Bertalot: Bacillariophyceae i ferskvandsflora i Centraleuropa 1986-2000. Fischer, Stuttgart og Spectrum, Academic Publishing House, Heidelberg.
    • Bind 1: Naviculaceae. 1986.
    • Bind 2: Bacillariaceae, Epithemiaceae, Surirellaceae. 1988.
    • Bind 3: Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae. 1991.
    • Bind 4: Achnanthaceae. 1991.
    • Bind 5: engelske og franske oversættelser og tilføjelser. 2000.
  • Europas kiselalger: kiselalger i de europæiske indre farvande og sammenlignelige levesteder. Gantner, Rugell.
    • Bind 1: Kurt Krammer: Slægten Pinnularia. 2000.
    • Bind 2: Horst Lange-Bertalot: Navicula sensu stricto. 2001.
    • Bind 3: Kurt Krammer: Slægten Cymbella. 2002.
    • Bind 4: Kurt Krammer: Slægterne Cymbopleura, Delicata, Navicymbula, Gomphocymbellopsis og Afrocymbella. 2003.
  • FE Ross, RM Crawford, DG Mann: Diatoméen. Slægternes biologi og morfologi. Cambridge Univ. Presse, 1990.

Individuelle beviser

  1. ↑ a b Klasse Bacillariophyceae. i 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. Hentet 4. december 2017
  2. ^ TA Norton, M. Melkonian, RA Andersen: Algal biodiversitet. I: Phycologia. 35, s. 308-326.
  3. ↑ N. Kroger: Sødmen ved diatom molekylær teknik. I: Journal of Phycology. Bind 37, 2001, s. 93-112.
  4. ↑ N. Kroger, M. Sumper: Den molekylære basis for diatoméer biosilica dannelse. I: E. Baeuerlein (red.): Biomineralisering: Fremskridt i biologi, molekylærbiologi og anvendelse. 2004, s. 137-158, Wiley-VCH, Weinheim
  5. ^ Sekundær endosymbiose afsløret. I: Videnskabsmanden. Juni 2005, adgang 1. juni 2016 .
  6. ^ JL Richardson, NS Mody, ME Stacey: Diatomer og vandkvalitet i Lancaster County (PA) vandløb: et 45 -årigt perspektiv. I: Jornal - Pennsylvania Academy of Sciences. Bind 70, 1996, s. 30-39.
  7. ↑ Linda K. Metlin (2016): Udvikling af diatoméer: vigtige skridt i deres udvikling og en anmeldelse af den understøttende molekylære og morfologiske beviser. 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. og 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: Praxis retsmedicin: vurdering, rekonstruktion, vurdering. 2. opdaterede udgave. Springer, Berlin / Heidelberg / New York 2007.
  10. ↑ P. Lunetta, JH Modell: Makropatologiske, mikroskopiske og laboratoriefund i druknende ofre. I: M. Tsokos (red.): Retsmedicinske anmeldelser. Bind 3, Humana Press, Totowa, NJ 2005, s. 4-77.
  11. ↑ SS Bates: Domoic-syreproducerende kiselalger: anden slægt tilsat. I: Journal of Phycology. Bind 36, 2000, s. 978-985.
  12. ↑ sundhedsmæssige konsekvenser af giftige algeopblomstringer ( Memento af den oprindelige fra februar 9, 2007 i den Internet Archive ) Info: Den arkiv link blev indsat automatisk, og er endnu ikke blevet kontrolleret. Kontroller venligst det originale og arkivlink i henhold til instruktionerne, og fjern derefter denne meddelelse. @1@ 2Skabelon: Webachiv / IABot / www.gesundes-reisen.de

Weblinks

Commons : Diatoms  - Samling af billeder, videoer og lydfiler