خصائص الدياتومات ، التصنيف ، التغذية ، التكاثر

ال الدياتومات (الدياتوما) هي مجموعة من الطحالب الدقيقة ، وخاصة المائية وحيدة الخلية. يمكن أن تكون خالية من الحياة (مثل تلك التي تعيش في النباتات) أو تشكل مستعمرات (مثل تلك التي تتكون من بينتو). تتميز بكونها ذات توزيع عالمي ؛ وهذا هو ، يمكن العثور عليها في جميع أنحاء الكوكب.

جنبا إلى جنب مع مجموعات أخرى من الطحالب الدقيقة ، فهي جزء من النتوءات العظيمة للعوالق النباتية الموجودة في المياه الاستوائية وشبه الاستوائية والقطب الشمالي والقطب الجنوبي. ترجع أصوله إلى العصر الجوراسي وتمثل اليوم واحدة من أكبر مجموعات الطحالب المعروفة للإنسان ، مع أكثر من مائة ألف نوع موصوف بين الأحياء والمنقرضة..

من الناحية البيئية ، فهي جزء مهم من الشبكات الغذائية للعديد من النظم البيولوجية. تعتبر الرواسب دياتيك مصدرًا مهمًا للغاية للمواد العضوية المتراكمة في قاع البحر.

بعد عمليات طويلة من الترسبات وضغط المواد العضوية وملايين السنين ، أصبحت هذه الرواسب هي الزيت الذي يحرك الكثير من حضارتنا الحالية.

في العصور القديمة ، غطى البحر مساحات من الأرض الناشئة حاليًا ؛ في بعض هذه المناطق كانت هناك رواسب من الدياتومات ، والتي تعرف باسم الأرض دياتومي. للأرض دياتومي لها استخدامات متعددة في صناعة المواد الغذائية والبناء وحتى الأدوية.

مؤشر

• 1 الخصائص
  • 1.1 النموذج
• 2 التصنيف والتصنيف
  • 2.1 التصنيف التقليدي
  • 2.2 التصنيف الأخير
• 3 التغذية
  • 3.1 الكلوروفيل
  • 3.2 الكاروتينات
• 4 التكاثر
  • 4.1 اللاجنسي
  • 4.2 جنسي
• 5 البيئة
  • 5.1 المزهرة
• 6 تطبيقات
  • 6.1 علم الحفريات القديمة
  • 6.2 الرسم البياني الحيوي
  • 6.3 الأرض دياتومي
  • 6.4 العلم الجنائي الشرعي
  • 6.5 تقنية النانو
• 7 المراجع

ملامح

إنها كائنات حقيقية النواة ومعدة التمثيل الضوئي ، مع طور الخلية ثنائية التفرع. جميع أنواع الطحالب المجهرية هذه أحادية الخلية ، بأشكال من الحياة الحرة. في بعض الحالات تشكل المستعمرات (جوز الهند) ، سلاسل طويلة ، والمراوح واللوالب.

السمة الأساسية للدياتومات هي أنها تسبب الإحباط. الإحباط عبارة عن جدار خلوي يتكون أساسًا من السيليكا التي تحيط الخلية في هيكل مشابه لصندوق أو طبق بتري.

ويسمى الجزء العلوي من هذه الكبسولة epiteca ، ويسمى الجزء السفلي من الرهن العقاري. الإحباطات تختلف في الزخرفة ، وهذا يتوقف على الأنواع.

شكل

شكل الدياتومات متغير وله أهمية تصنيفية. بعضها متماثل مشع (مركزي) والبعض الآخر قد يكون له أشكال مختلفة ، لكنه دائمًا ما يكون متماثلًا ثنائيًا (بنسات).

الدياتومات منتشرة في جميع أنحاء المسطحات المائية على الكوكب. هم أساسا البحرية. ومع ذلك ، تم العثور على بعض الأنواع في المسطحات المائية العذبة والبرك والبيئات الرطبة.

تحتوي هذه الكائنات ذاتية التغذية على الكلوروفيل a ، c1 و c2 ، ولها أصباغ مثل الدياتوكسانثين ، ديادينوكسانثين ، car كاروتين وفوكوكسانثين. توفر لهم هذه الأصباغ لونًا ذهبيًا يتيح لهم التقاط أشعة الشمس بشكل أفضل.

التصنيف والتصنيف

حاليا ، الترتيب التصنيفي للدياتومات مثير للجدل ويخضع للمراجعات. يحدد معظم علماء النظم وعلماء التصنيف هذه المجموعة الكبيرة من الطحالب المجهرية داخل قسم الهيتيروكونتوفيتا (في بعض الأحيان باسم Bacillariophyta). يصنفهم باحثون آخرون على أنهم حق اللجوء وحتى التصنيف الأعلى.

التصنيف التقليدي

وفقًا للترتيب التصنيفي الكلاسيكي ، توجد الدياتومات في فئة البكتيريا العصبية (وتسمى أيضًا دياتوموفيكيا). ينقسم هذا الفصل إلى أمرين: Central و Pennales.

مركزي

هم الدياتومات التي يعطيهم الإحباط التماثل الشعاعي. بعض الأنواع لها زخرفة شائكة وعلى سطحها ليس لديها شقوق تسمى الرافي..

يتكون هذا الطلب من فرعين على الأقل (حسب المؤلف) وخمس عائلات على الأقل. هم أساسا البحرية. ومع ذلك ، هناك ممثلون عن هؤلاء في أجسام المياه العذبة.

ريشيات

هذه الدياتومات لها شكل ممدود ، بيضاوي و / أو خطي ، مع تناسق ثنائي القطب. لديهم الزخارف في إحباط الشرائط المنقطة وبعضها لديه raphe على طول المحور الطولي.

اعتمادًا على خبير التصنيف ، يتألف هذا الأمر من فرعين على الأقل وسبع عائلات. معظمهم من المياه العذبة ، على الرغم من وصف الأنواع أيضًا في البيئات البحرية.

التصنيف الأخير

ما سبق هو التصنيف التصنيفي الكلاسيكي وترتيب أوامر المشطورة ؛ إنها الطريقة الأكثر استخدامًا لتمييزها. ومع ذلك ، فقد ظهرت العديد من الترتيبات التصنيفية بمرور الوقت.

في تسعينيات القرن الماضي ، ساهم علماء راوند آند كراوفورد في تصنيف تصنيفي جديد يتكون من 3 فصول: Coscinodiscophyceae و Bacillariophyceae و Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

في السابق كانوا جزءًا من ديديات النظام المركزي. في الوقت الحاضر ، يتم تمثيل هذه الفئة بما لا يقل عن 22 طلبًا و 1174 نوعًا.

العصوية

هم الدياتومات من التماثل الثنائي مع الرافي. كان أعضاء هذه الفئة قد شكّلوا من قبل ترتيب بيناليس.

في وقت لاحق تم تقسيمهم إلى الدياتومات مع raphe ودون raphe (بطريقة معممة للغاية). ومن المعروف أن هذا النوع من الطحالب المجهرية يمثله 11 طلبًا وحوالي 12 ألف نوع.

Fragilariophyceae

إنها فئة من الدياتومات التي كان أعضاؤها في السابق أيضًا جزءًا من ترتيب بيناليس. هذه الطحالب المجهرية لها تناظر ثنائي ولكنها لا تقدم الراب. ويمثلها 12 طلبًا وحوالي 898 نوعًا.

بعض خبراء التصنيف لا يعتبرون هذا التصنيف صالحًا وتحديد موقع Fragilariophyceae كفئة فرعية داخل الفئة Bacillariophyceae.

تغذية

الدياتومات هي كائنات حية ضوئية: تستخدم الطاقة الضوئية (الشمسية) لتحويلها إلى مركبات عضوية. هذه المركبات العضوية ضرورية لتلبية الاحتياجات البيولوجية والتمثيل الغذائي.

لتوليف هذه المركبات العضوية ، تتطلب الدياتومات المغذيات ؛ هذه المواد الغذائية هي أساسا النيتروجين والفوسفور والسيليكون. يعمل هذا العنصر الأخير كعامل مغذي محدد ، لأنه مطلوب لتشكيل الإحباط.

بالنسبة لعملية التمثيل الضوئي ، تستخدم هذه الكائنات الدقيقة أصباغ مثل الكلوروفيل والكاروتينات.

الكلوروفيل

الكلوروفيل هو صبغة ضوئية خضراء تقع في البلاستيدات الخضراء. في الدياتومات ، هناك نوعان فقط معروفان: الكلوروفيل a (chl a) والكلوروفيل c (Chl c).

Chl a لها مشاركة أولية في عملية التمثيل الضوئي ؛ بدلا من ذلك ، تشل ج هو صبغة التبعي. الأكثر شيوعا تشل ج في الدياتومات هي C1 و C2.

الكاروتينات

الكاروتينات هي مجموعة من أصباغ تنتمي إلى عائلة الأيزوبرنويد. في الدياتومات ، تم تحديد سبعة أنواع على الأقل من الكاروتينات.

مثل الكلوروفيل ، تساعد هذه الدياتومات على التقاط الضوء لتحويله إلى مركبات غذائية عضوية للخلية.

استنساخ

تتكاثر الدياتومات جنسيا وجنسيا ، من خلال الانقسام والانقسام الاختزالي على التوالي.

عديم الجنس

كل خلية الأم تخضع لعملية الانقسام الانقسامي. نتاج الانقسام ، المادة الوراثية ، نواة الخلية والسيتوبلازم تتكرر ، من أجل خلق خليتين ابنتيتين متطابقتين مع الخلية الأم.

تأخذ كل خلية تم إنشاؤها حديثًا كنسخة للخلية الجذعية ثم تقوم ببناء أو تشكيل رهنها الخاص. يمكن أن تحدث هذه العملية التناسلية ما بين مرة واحدة وثماني مرات في فترة 24 ساعة ، وهذا يتوقف على الأنواع.

نظرًا لأن كل خلية ابنة ستشكل رهنًا جديدًا ، فإن الرهن الذي ورث رهن الأم سيكون أصغر من أختها. مع تكرار عملية الانقسام ، يكون الانخفاض في خلايا الابنة تدريجياً حتى يتم الوصول إلى الحد الأدنى المستدام.

جنسي

تتكون عملية التكاثر الجنسي للخلية في تقسيم خلية ثنائية الصبغة (مع مجموعتين من الكروموسومات) إلى خلايا مفردة الصبغية. تحتوي الخلايا المفصلية على نصف الحمل الوراثي للخلية الأصلية.

بمجرد أن تصل الدياتومات المستنسخة إلى الحد الأدنى للحجم ، يبدأ نوع من التكاثر الجنسي قبل الانقسام الاختزالي. هذا الانقسام الاختزالي يؤدي إلى الأمشاجية أو العارية أو التشويش ؛ فتيل الأمشاج تكوين جراثيم تسمى auxospores.

و auxospores تسمح الدياتومات لاستعادة ثنائية التداخل والحد الأقصى لحجم الأنواع. كما أنها تسمح للدياتومات بالبقاء على قيد الحياة في أوقات تكون ظروفها البيئية معاكسة.

هذه الجراثيم مقاومة للغاية ، وسوف تنمو فقط وتشكل إحباطاتها عندما تكون الظروف مواتية.

علم البيئة

الدياتومات لها جدار خلوي غني بأكسيد السيليكون ، المعروف باسم السيليكا. نتيجة لهذا ، فإن نموه محدود بسبب توفر هذا المركب في البيئات التي يتطور فيها.

كما ذكر أعلاه ، هذه الطحالب المجهرية هي عالمية في التوزيع. وهي موجودة في المسطحات المائية العذبة والبحرية وحتى في البيئات ذات توفر المياه المنخفض أو بدرجة معينة من الرطوبة.

في عمود الماء ، يسكنون بشكل رئيسي المنطقة السطحية (المياه المفتوحة) ، وتشكل بعض الأنواع مستعمرات وتعيش الركائز القاعية.

بشكل عام ، فإن مجموعات الدياتومات ليست بحجم ثابت: يتفاوت عددها بشكل كبير مع تواتر معين. يرتبط هذا الدوري بتوافر المواد الغذائية ، ويعتمد أيضًا على العوامل الفيزيائية والكيميائية الأخرى ، مثل درجة الحموضة والملوحة والرياح والضوء وغيرها..

إزهار

عندما تكون الظروف مثالية لتطوير ونمو الدياتومات ، تحدث ظاهرة تسمى الإزهار أو النتوء.

خلال النتوءات ، قد تهيمن مجموعات المشطورة على بنية مجتمع العوالق النباتية ، وتشارك بعض الأنواع في أزهار الطحالب الضارة أو المد الأحمر.

الدياتومات قادرة على إنتاج المواد الضارة ، من بينها حمض الدومويك. يمكن أن تتراكم هذه السموم في السلاسل الغذائية ويمكن أن تؤثر في النهاية على البشر. يمكن أن يسبب التسمم عند البشر من الإغماء ومشاكل الذاكرة إلى غيبوبة أو حتى الموت.

يعتقد أن هناك أكثر من 100 ألف نوع من الدياتومات (يعتقد بعض المؤلفين أن هناك أكثر من 200 ألف) بين أحياء (أكثر من 20 ألف) وانقرضت.

يسهم سكانها بنحو 45 ٪ من الإنتاج الأولي للمحيطات. وبالمثل ، فإن هذه الكائنات الدقيقة ضرورية في دورة السيليكون المحيطية بسبب محتواها من السيليكا في الإحباط.

تطبيقات

paleoceanography

عنصر السيليكا في إحباط الدياتوميت يجعلها ذات أهمية كبيرة في علم الحفريات. هذه الطحالب المجهرية تحتل بيئات محددة ومتنوعة للغاية من حوالي العصر الطباشيري.

تساعد حفريات هذه الطحالب العلماء على إعادة بناء التوزيع الجغرافي للبحار والقارات عبر العصور الجيولوجية.

دراسة الطبقات الحيوية

تتيح حفريات الدياتومات الموجودة في الرواسب البحرية للباحثين معرفة التغيرات البيئية المختلفة التي حدثت منذ عصور ما قبل التاريخ وحتى اليوم..

تتيح هذه الحفريات تحديد الأعمار النسبية للطبقات التي توجد فيها وتعمل أيضًا على ربط طبقات المواقع المختلفة.

الأرض دياتومي

ومن المعروف باسم الأرض دياتومي إلى رواسب كبيرة من الطحالب المجهرية التي توجد أساسا في البر الرئيسي. أهم رواسب هذه الأراضي هي ليبيا وإيرلندا والدنمارك.

وتسمى أيضًا دياتوميت ، وهي مادة غنية بالسيليكا والمعادن والعناصر النزرة ، والتي لها العديد من الاستخدامات. من بين الاستخدامات الأبرز ما يلي:

زراعة

يستخدم كمبيد حشري في المحاصيل. ينتشر على النباتات كنوع من واقية من الشمس. كما أنها تستخدم على نطاق واسع كسماد.

تربية الأحياء المائية

في استزراع الجمبري ، استخدمت الأرض المشطورة في إنتاج الغذاء. لقد ثبت أن هذه المادة المضافة تعمل على تحسين نمو واستيعاب الأغذية التجارية.

في الثقافات الطحالب يتم استخدامه كعامل تصفية في نظام التهوية وفي مرشحات الرمال.

البيولوجيا الجزيئية

وقد استخدمت الأرض دياتومي لاستخراج وتنقية الحمض النووي. لهذا يتم استخدامه بالتزامن مع مواد قادرة على تعطيل الهيكل الجزيئي للماء. ومن أمثلة هذه المواد غوانيدين هيدروكلوريد وثيوسيانات.

الطعام والشراب

يتم استخدامه للترشيح في إنتاج أنواع مختلفة من المشروبات مثل النبيذ والبيرة والعصائر الطبيعية. ما إن يتم حصاد بعض المنتجات مثل الحبوب ، يتم غسلها بأرض دياتومية لمنع هجمات السوس والآفات الأخرى.

الحيوانات الأليفة

هو جزء من مكونات الرمل الصحي (الحصى الصحية) التي تستخدم عادة في صناديق للقطط وغيرها من الحيوانات الأليفة.

طبيب بيطري

في بعض الأماكن يتم استخدامه كندبة فعالة لجروح الحيوانات. كما أنها تستخدم في السيطرة على المفصليات خارج الطفيليات في الحيوانات الأليفة والمزرعة.

لوحات

يتم استخدامه كسداد أو طلاء مينا.

بيئة

تستخدم الأرض دياتومي لاستعادة المناطق الملوثة بالمعادن الثقيلة. من بين تطبيقاته في هذا السياق حقيقة أنه يستعيد التربة المتدهورة ويقلل من سمية الألومنيوم في التربة المحمضة..

علم الطب الشرعي

في حالات الوفاة عن طريق الغمر (الغرق) ، فإن أحد التحليلات التي أجريت هي وجود الدياتومات في جثث الضحايا. بسبب تكوين هيكل السيليكا من الدياتومات ، فإنها تبقى في الجسم حتى لو وجدت مع درجة من التحلل.

يستخدم العلماء النوع لمعرفة ما إذا كان الحادث قد وقع ، على سبيل المثال ، في مستنقع ، في البحر أو في بحيرة ؛ هذا ممكن لأن الدياتومات لها درجة معينة من الخصوصية البيئية. تم حل العديد من حالات القتل بفضل وجود الدياتومات في جثث الضحايا.

تكنولوجيا النانو

استخدام الدياتومات في تكنولوجيا النانو لا يزال في المرحلة الأولية. ومع ذلك ، الدراسات والاستخدامات في هذا المجال أصبحت أكثر تواترا. تستخدم الاختبارات حاليًا لتحويل إحباطات السيليكون إلى السيليكون وإنتاجها باستخدام هذه المكونات الكهربائية.

هناك العديد من التوقعات والاستخدامات المحتملة للدياتومات في تقنية النانو. تشير الدراسات إلى أنه يمكن استخدامها للمعالجة الوراثية ، ولإنشاء مكونات إلكترونية دقيقة معقدة وكخلايا حيوية ضوئية.

مراجع

1. أ. كانيزال سيلاهوا (2009). كتالوج مصور عن الدياتومات بالمياه العذبة المكسيكية. I. عائلة Naviculaceae. تقرير بحثي للحصول على لقب: بيولوجي. الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك. 64 ص.
2. V. Cassie (1959). البحرية العوالق الدياتومات. طراطرة.
3. الطحالب المشطورة. موسوعة بريتانيكا. تعافى من britannica.com.
4. M.D. غيري & جي. غيري (2019). AlgaeBase. منشور الكتروني عالمي ، جامعة أيرلندا الوطنية ، غالواي. تم الاسترجاع من algaebase.org.
5. تحديد العوالق النباتية. الدياتومات و dinoflagellates. تعافى من ucsc.edu.
6. المشطورة. موسوعة العالم الجديد. تم الاسترجاع من newworldencyclopedia.org.
7. P. Kuczynska، M. Jemiola-Rzeminska & K. Strzalka (2015). أصباغ التمثيل الضوئي في الدياتومات. المخدرات البحرية.
8. المشطورة. معجزة. تعافى من ucl.ac.uk.
9. الأرض دياتومي. تعافى من diatomea.cl.
10. السيليكا ، الأرض دياتومي والروبيان. تعافى من balnova.com.
11. L. Baglione. استخدامات الأرض دياتومي. تعافى من tecnicana.org
12. المشطورة. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org.
13. غي (2012). نانوتيك الدياتومات. تم الاسترجاع من nextnature.net.