Diatomée

Diatomées ( grec de : (diamètre) = " ; through" ; + (temnein) = " ; au cut" ; , c., " ; couper dedans le half" ;) sont un groupe important d'algues eucaryotiques du et sont l'un des types les plus communs de phytoplancton . La plupart des diatomées sont le unicellulaire, bien que quelques chaînes ou colonies simples de forme de . Une caractéristique des cellules de diatomée est qu'elles sont emballées dans une paroi cellulaire unique faite de silice (bioxyde de de silicium hydraté) appelée un frustule. Ces frustules montrent une diversité large sous la forme, un certains tout à fait beau et fleuri, mais se composent habituellement de deux côtés asymétriques avec une fente entre eux, par conséquent le nom de groupe. L'évidence fossile du suggère qu'ils aient commencé pendant, ou avant, la période jurassique du tôt .

Les communautés de diatomée deviennent un outil de plus en plus populaire pour surveiller le passé et présent de conditions environnementales. Ceci peut être utile dans les études sur la qualité de l'eau et le changement climatique.

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Il y a plus de 200 genres des diatomées vivantes, et on l'estime qu'il y a approximativement 100.000 espèces existantes du . Les diatomées sont un groupe répandu et peuvent être trouvées dans les océans dans le d'eau douce, dans les sols et sur les surfaces humides. Les la plupart vivent le pelagically en eau libre, bien qu'un certain de phase pendant que les films extérieurs au l'eau-sédiment connectent ( benthique), ou même dans des conditions atmosphériques humides. Elles sont particulièrement importantes dans les océans, où on estime qu'elles contribuent jusqu'à 45% de la production primaire océanique total. Bien qu'habituellement le microscopique, quelques espèces des diatomées puisse atteindre jusqu'à 2 millimètres de long.

Les diatomées appartiennent à un grand groupe appelé le Heterokonts comprenant le Autotrophs (par exemple varech d'algues d'or ) et le Heterotrophs (par exemple moules d'eau . Leurs chloroplastes bruns tendant vers le jaune sont typiques des heterokonts, avec quatre membranes et contenir de les colorants tel que le Fucoxanthin . Les individus manquent habituellement des flagelles , mais ils sont présents dans les gamètes et ont la structure habituelle de heterokont, à moins qu'ils manquent de la caractéristique de poils (mastigonemes) dans d'autres groupes.

La plupart des espèces de diatomée sont le non- motile mais certains sont capables d'un mouvement de suintement. Car leurs murs du cellule relativement denses les font descendre aisément, les formes planctoniques en eau libre se fondent habituellement sur le mélange turbulent du des couches supérieures par le vent pour les maintenir suspendues en eaux de surface sunlit. Quelques espèces règlent activement leur flottabilité avec des lipides intracellulaires pour parer la descente

Des cellules de diatomées sont contenues dans une paroi cellulaire unique de de silicate (acide silicique ) consistée en deux valves séparées (ou coquilles). La silice biogénique que la paroi cellulaire se compose de est le synthétisé intracellulairement par la polymérisation des monomères d'acide silicique que ce matériel est alors expulsé à la cellule extérieure et ajouté au mur. Des murs du cellule de diatomée s'appellent également Frustules ou les essais , et leurs deux valves recouvrent typiquement un autre comme les deux moitiés d'une boîte de Pétri De . Dans la plupart des espèces, quand une diatomée se divise pour produire deux cellules de fille, les subsistances une de chaque cellules des deux valves et élève une plus petite valve dans elle. En conséquence, après chaque cycle de division la taille moyenne des cellules de diatomée dans la population devient plus petite. Une fois que de telles cellules atteignent une certaine taille minimum, plutôt que simplement le végétatif de clivage, elles renversent ce déclin en formant un Auxospore . Ceci augmente dans la taille pour provoquer une cellule beaucoup plus grande, qui revient alors aux divisions de taille-diminution. La production d'Auxospore est presque toujours liée à la méiose et à la reproduction sexuelle.

La décomposition et l'affaiblissement des diatomées mène au organique et au inorganique (sous forme de sédiment de silicates , le composant inorganique dont peut mener à une méthode d'analyser les environnements marins passés par des corings des fonds océaniques ou des boues de compartiment de puisque la matière inorganique est incluse dans le dépôt des argiles et des vases et forme un disque géologique du permanent de telles strates marines.

Classification

La classification des heterokonts est encore ébranlée, et elle peut être traitée en tant qu'une division (ou phylum ), royaume , ou quelque chose dans l'intervalle. En conséquence, des groupes comme les diatomées peuvent être rangés n'importe où de la classe (habituellement appelée le Bacillariophyceae ) à la division (habituellement appelée le Bacillariophyta ), avec les changements correspondants des rangs de leurs sous-groupes. Les diatomées désigné également parfois sous le nom de la classe Diatomophyceae .

Des diatomées sont traditionnellement divisées en deux ordres : diatomées centrales du ( Centrales ), qui sont radialement le symétrique, et diatomées pennées du ( Pennales ), qui sont bilatéralement symétriques. Les anciens sont Paraphyletic à ce dernier. Une classification plus récente fournissent une assurance plus complète de taxonomie de diatomée.

Écologie

Les formes planctoniques du dans les environnements d'eau douce et marins montrent typiquement un " ; Perche de - et - éclater le " de ; (ou " ; fleur et bust" ;) style de vie. Quand les conditions dans la couche mélangée supérieure (les aliments et la lumière) sont favorables ( par exemple au début du ressort) leur avantage concurrentiel leur permet de dominer rapidement les communautés de phytoplancton (" ; boom" ; ou " ; bloom" ;). Comme tels elles sont souvent classés en tant que r-stratèges opportunistes ( c. ces organizations dont l'écologie est définie par un taux de forte croissance, r ) de .

Quand les conditions tournent défavorable, habituellement sur l'épuisement des aliments, des cellules de diatomée typiquement augmenter dans la vitesse descensionnelle et sortir la couche mélangée supérieure (" ; bust" ;). Ceci qui descend est induit par l'un ou l'autre une perte de commande de flottabilité, la synthèse du mucilage qui colle des cellules de diatomées ensemble, ou la production des spores de repos lourd. La descente hors de la couche mélangée supérieure enlève des diatomées des conditions hostiles à la croissance, y compris les populations de grazer et les températures plus élevées (qui augmenteraient autrement le métabolisme de cellules). Les cellules atteignant l'eau plus profonde ou le fond sous-marin peu profond peuvent alors se reposer jusqu'à ce que les conditions deviennent plus favorables encore. Dans l'océan ouvert, beaucoup de cellules de descente sont perdues au profond, mais les populations de refuge peuvent persister près du Thermocline .

Finalement, les cellules de diatomée dans ces populations de repos réintroduisent la couche mélangée supérieure quand le mélange vertical les entraîne. Dans la plupart des circonstances, ceci qui se mélange également complète le niveau des aliments dans la couche mélangée supérieure, préparant le terrain pour le prochain Round de la diatomée fleurit. Dans l'océan ouvert (à partir des secteurs de remontée continue ), ce cycle de fleur, buste, reviennent alors aux états de pré-fleur se produit typiquement au-dessus d'un cycle annuel, avec des diatomées étant seulement répandues pendant le ressort et le début de l'été. Dans quelques endroits, cependant, une fleur d'automne peut se produire, causé par la panne de la stratification d'été et l'entraînement des aliments tandis que les niveaux lumineux sont encore suffisants pour la croissance. Puisque le mélange vertical augmente, et les niveaux lumineux tombent pendant que l'hiver s'approche, ces fleurs sont plus petites et court-vécues que leurs équivalents de ressort.

Dans l'océan ouvert, la condition qui cause typiquement diatomée (ressort) fleurit pour finir est un manque de silicium. À la différence d'autres aliments, c'est seulement une condition importante des diatomées ainsi il n'est pas régénéré en écosystème de plancton aussi efficacement que, par exemple, azote ou aliments du phosphore . Ceci peut être vu dans les cartes des concentrations nutritives extérieures - pendant que les aliments diminuent le long des gradients, le silicium est habituellement le premier à épuiser (suivi normalement du phosphore d'azote puis).

En raison de ce style de vie de fleur-et-buste, des diatomées sont censées jouer un rôle d'une façon disproportionnée important dans l'exportation du carbone des eaux de surface océaniques.

L'utilisation du silicium par des diatomées est pensée par beaucoup de chercheurs pour être la clef à leur succès écologique. Dans une étude classique de now, Egge et Aksnes (1992) ont noté que, relativement aux murs du cellule organiques, les frustules de silice exigent de moins d'énergie de synthétiser (approximativement 8%), potentiellement une économie significative sur le budget global de cellules. D'autres chercheurs ont proposé que la silice biogénique dans des murs du cellule de diatomée agisse en tant que neutralisant efficace de du pH , facilitant la conversion du bicarbonate CO₂ dissous (qui de plus aisément est assimilé). Nonobstant les avantages possibles ont conféré par le silicium, diatomées typiquement avoir des taux de croissance plus élevés que d'autres algues d'une taille correspondante, bien que l'évidence moléculaire de l'horloge récent suggère une origine plus tôt. On lui a suggéré que leur origine puisse être liée à l'extinction permienne (~250 mA) de la masse de du d'extrémité, après quoi beaucoup de places marines ont été ouvertes. L'espace entre cet événement et le moment que les diatomées fossiles apparaissent d'abord peut indiquer une période quand des diatomées unsilicified et leur évolution était le énigmatique. Depuis l'arrivée du silicification, les diatomées ont fait une impression significative sur le disque de fossile, avec les dépôts importants des diatomées fossiles trouvées dès le tôt crétacé, et quelques roches (terre à diatomées , diatomite, kieselguhr) se composant presque entièrement de elles.

Bien que les diatomées aient pu avoir existé depuis le triassique, la synchronisation de leur ascendant et le " ; prendre-over" ; du silicium le cycle est plus récent. Avant le Phanerozoic (avant 544 mA), on le croit que le des processus inorganiques microbiens de ou a faiblement réglé le cycle du silicium de l'océan. Plus tard, le cycle semble dominé (et plus fortement réglé) par les radiolarians et les éponges siliceuses , l'ancien de comme zooplancton , ce dernier de comme les conducteurs sédentaires de filtre de du principalement sur les plateaux continentaux . Dans les 100 derniers mes, on le pense que le cycle de silicium a relevé encore d'une commande plus serrée, et que ceci dérive de l'ascendant écologique des diatomées.

Cependant, la synchronisation précise du " ; prendre-over" ; est peu clair, et les différents auteurs ont des interprétations contradictoires du disque de fossile. De l'évidence, telle que l'expulsion des éponges siliceuses des étagères, suggère que ce changement ait commencé dans le crétacé (146 mA à 65 mA), alors que l'évidence des radiolarians suggère le " ; prendre-over" ; n'a pas commencé jusqu'au cénozoïque (65 mA à présenter). Néanmoins, indépendamment des détails du " ; prendre-over" ; synchronisation, il est clair que cette révolution la plus récente ait installé un contrôle biologique beaucoup plus serré du cycle biogéochimique du silicium.

Collection

Des diatomées vivantes s'avèrent souvent s'accrocher dans de grands nombres aux algues filamenteuses, ou former les masses gélatineuses sur de diverses usines submergées. le Cladophora de est fréquemment couvert de Cocconeis , une diatomée elliptiquement shaped de ; le Vaucheria de est souvent couvert de petites formes. Des diatomées fréquemment présentes comme brun, enduit glissant sur les pierres submergées et bâtons, et peuvent être vues au " ; stream" ; avec le courant de fleuve.

La boue extérieure d'un étang, d'un fossé, ou d'une lagune rapportera presque toujours quelques diatomées. Elles peuvent être incitées pour émerger en remplissant fiole d'eau et de boue, en l'enveloppant en papier noir et en laissant la lumière du soleil directe tomber sur la surface de l'eau. Dans un jour, les diatomées viendront jusqu'au dessus dans une écume et peuvent être isolées.

Puisque les diatomées forment une part importante de la nourriture des tuniciers des mollusques et des poissons les appareils alimentaires de ces formes de rendement d'animaux souvent qui ne sont pas facilement fixées d'autres manières. Des diatomées marines peuvent être rassemblées par le prélèvement direct de l'eau, bien que des formes benthiques puissent être fixées en éraflant des coquilles de l'huître des bernaches , et d'autres coquilles.

Les coquilles silicious des diatomées sont parmi les objets les plus beaux qui peuvent être examinés avec le microscope . Pour obtenir les bâtis parfaitement propres exige le temps considérable et la patience, mais une fois que le matériel est nettoyé, des préparations peuvent être faites à tout moment avec l'ennui très petit.

Cette section emploie le texte des méthodes de en histologie d'usine.

Ordonnancement de génome

Le génome entier de la diatomée centrale, le pseudonana de de Thalassiosira de , a été ordonnancé par , et l'ordonnancement d'un deuxième génome de diatomée du tricornutum penné de Phaeodactylum de de diatomée est en marche. Les premiers aperçus des propriétés de génome du répertoire de gène du tricornutum du P. ont été décrits using 1. Plus tard, le nombre d'ESTs a été prolongé à 12.000 et la base de données d'est de diatomée a été construite pour des analyses fonctionnelles. Ces ordres ont été employés pour faire une analyse comparative entre le tricornutum du P. et les proteomes complets putatifs à partir du reinhardtii de chlamydomonas de de l'algue verte , des merolae de Cyanidioschyzon de de l'algue rouge , et du pseudonana central du T.

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