Fitoplankton
A fitoplankton a plankton közösség autotróf élőlényeinek összessége. Az elnevezés a görög φυτόν (fiton), jelentése „növény”, és a πλαγκτός (planktosz), jelentése „vándorló” vagy „sodródó” szavakból származik.[1] A fitoplankton jelentős része túl kicsi, hogy szabad szemmel látható legyen. Azonban, ha elég magas számban vannak jelen, zöld elszíneződésként jelennek meg a víz felszínén, melyet a sejtjeikben lévő klorofill jelenléte okoz (egyébként a szín fajonként eltérő lehet a klorofill mennyiségének és a különböző védőpigmentek, mint a fikobiliprotein, xantofill stb. jelenlétének függvényében).
A fitoplankton szervezetek a vízi, elsősorban az óceáni tápláléklánc nélkülözhetetlen résztvevői, emellett fontos szerepük van a Föld légkörének oxigénháztartásában.
Evolúciós fejlődés[szerkesztés]
A fitoplankton első képviselői a cianobaktériumok (kékalgák) mintegy 3,5-2,8 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg az archaikumban.[2] Ezek a szervezetek még nem oxidáló fotoszintézist végeztek, elektrondonornak hidrogént (H2) vagy kén-hidrogént (H2S) használtak. Annak köszönhetően, hogy a víz gyakorlatilag végtelen energiaforrást nyújtott a fotoszintetikus szerves szén-megkötéshez, az oxidáló fotoszintézist végző fotoautotróf cianobaktériumok néhány százmilló év alatt elterjedtek a tengerek fénygazdag részében. Feltételezhetően ezen cianobaktériumok fotoszintézisének köszönhetően váltak a tengerek és a légkör oxidatívvá mintegy 2,4 milliárd évvel ezelőtt. Az oxigént termelő fotoszintézis egyszer fejlődött ki, de csak utólagosan terjedt el az endoszimbiózis segítségével, mely változatos eukarióta kládok sokaságát hozta létre.[3] Jelenlétükről az üledékes kőzetek adnak tanúbizonyságot, azonban tiszta paleontológiai kép csak 2,0 milliárd évvel ezelőttről áll rendelkezésre. A leggyakoribb képviselők a sztromatolitok és a rokon onkolitok voltak, amelyek megkövesedett telepei jól megőrződtek. A prekambrium és a kambrium időszakot a tudósok a „sztromatolitok korának” vagy az „algák korának” is nevezik, utalva ezen csoportok dominanciájára. A zöldalgák, amelyeknek csak egy része planktonikus, de a kontinentális selfek másik fontos elsődleges termelői, a proterozoikum végén jelentek meg. A mezozoikumban a páncélos ostorosok, a kokkolitoforidák és a kovamoszatok radiációjával folytatódott és egyre kezdték átvenni a cianobaktériumoktól az elsődleges termelés szerepét, bár utóbbiak napjainkra is a tengeri ökoszisztéma kritikus képviselői maradtak, fontos nitrogénmegkötő szervezetek.[4]
Ökológia[szerkesztés]
A fitoplankton szervezetek fotoszintézis útján veszik fel a szükséges energiát, emiatt a fénygazdag felső vízrétegben kell tartózkodniuk, az adott óceán, tenger, tó vagy más víztest eufotikus zónájában. A fitoplankton teszi ki a Föld fotoszintetikus aktivitásának felét.[5] Tehát a fitoplankton felelős a Föld atmoszférájában jelen lévő oxigén egy jelentős részéért – csak a teljes mennyiség felét termelik a növények.[6] A felhalmozott energia szénvegyületek formájában kötődik meg (primer produkció), mely az alapja az óceáni és számos édesvízi táplálékláncnak (a kemoszintézis egy megjegyzendő kivétel). A 20. századtól a fitoplankton mennyisége évente 1%-kal esett vissza, ez lehetséges, hogy összefügg az óceánok hőmérséklet-emelkedésével. 2010-ben 1950-hez viszonyítva 40%-os visszaesést tapasztaltak. A fitoplankton mennyiségének csökkenése érinti a teljes vízi táplálékláncot, beleértve az embert is.[7][8][9] Egyébként az egyik leginkább figyelemre méltóbb tápláléklánc – a kapcsolatok kevés száma miatt – az óceánban található, mely a fitoplanktonnal táplálkozó krillből és a krillel táplálkozó sziláscetekből áll, ezt nevezzük antarktiszi táplálékláncnak.
A fitoplankton szervezetek függenek az ásványi anyagoktól is. Ezek elsősorban makrotápanyagok (makroelemek), mint a nitrát, foszfát vagy a kovasav, melyek elérhetősége a mély, tápanyag dús vizek úgynevezett biológiai pumpájának és az upwellingek közt fennálló egyensúlynak függvénye. Azonban a Világóceán nagy régióiban, például a Déli-óceánban, a fitoplankton a mikroelemnek számító vas hiánya miatt limitált. Ebből kiindulva javasolja néhány tudós a tengerek vasműtrágyázását, mely megakadályozná az antropogén szén-dioxid (CO2) akkumulációját a légkörben.[10] Nagyszabású kísérletek során vasat adagoltak (rendszerint só formájában, mint a vas-szulfátok) az óceánba, hogy növeljék a fitoplankton-produkciót és kivonják az atmoszferikus CO2-t az óceánba. Az ökoszisztéma befolyásolása és a vasműtrágyázás várható hatása azonban nézeteltéréseket szült és a viták késleltették a hasonló kísérleteket.[11]
Bár a legtöbb fitoplankton faj obligát fotoautotróf, akadnak köztük mixotróf és más pigmenttel nem rendelkező fajok, melyek valójában heterotrófok (ez utóbbiakat gyakran zooplanktonnak tekintik). Ezen heterotrófok közül a legjobban a páncélos ostorosok (dinoflagelláták) ismertek, mint a Noctilucales rend és a Dinophyceae osztály, melyek a szerves szént más szervezetek vagy szerves törmelék fogyasztásával nyerik.
A fitoplankton kifejezés minden a vízi táplálékláncban részvevő fotoautotróf mikroorganizmust jelöl. A fitoplankton a vízi tápláléklánc alapjaként szolgál, biztosítva egy nélkülözhetetlen ökológiai funkciót a vízi élet számára. Megjegyzendő, hogy míg a szárazföldi közösségekben a legtöbb autotróf eukarióta növény, addig a fitoplankton egy változatos csoport, egysejtű eukariótákból és eubakteriális, illetve archeabakteriális prokariótákból áll. A tengeri fitoplanktonnak eddig körülbelül 5000 faját írták le.[12] Még bizonytalan, miképp fejlődhetett ki és hogyan létezhet egy ilyen magas diverzitású közösség egy olyan környezetben, ahol a kevés forrásért folyó kompetíció korlátozott niche-differenciálódást sejtetne. A kérdéssel a plankton paradoxon foglalkozik, mely a térbeli és időbeli heterogenitással magyarázza a jelenséget.[13]
Számok tekintetében a fitoplankton legfontosabb csoportjai a kovamoszatok, a cianobaktériumok és a páncélos ostorosok, bár sok más algacsoport is képviselteti magát. Egy csoport, a kokkolitoforida felelős részben, hogy jelentős mennyiségű dimetil-szulfid (DMS) kerül a Föld légkörébe. A dimetil-szulfid szulfáttá alakul, mely kondenzációs magként viselkedik és felhőtakarót képez. Oligotróf óceáni részeken, mint a Sargasso-tenger és a Déli Pacifikus Forgástengely vidéke, a fitoplanktonban kis sejtméretű pikoplankton dominál, mely nagyrészt cianobaktériumokból (Prochlorococcus, Synechococcus) és pikoeukariotákból (Micromonas) áll.
Gazdasági szerep és tenyésztés az akvakultúrában[szerkesztés]
A fitoplankton kulcsfontosságú táplálék mind a szárazföldi akvakultúrában, mind a tengeri akvakultúrában. Mindkét esetben a tenyésztett állatok táplálására hasznosítják. A tengeri akvakultúrában a fitoplankton természetesen fordul elő és az elkerítésekbe a tengervíz áramlásaival kerül be. A szárazföldi akvakultúrákba mesterségesen kell bejuttatni. A planktonszervezeteket vagy a valamely víztestből gyűjtik be vagy pedig kultúrában tenyésztik, bár az előbbit ritkán használják. A fitoplanktont táplálékkészletként használják a kerekesférgek tenyésztésekor, melyeket aztán más szervezetek táplálására használnak, emellett kultúrában tenyésztett puhatestűek, például gyöngykagylók, osztrigák és óriáskagylók etetésére is felhasználják.[14]
A mesterséges körülmények között történő fitoplankton-tenyésztés magának az akvakultúrának egy formája. A fitoplankton szervezeteket sokféle célból tenyészthetik, például az akvakultúrában tenyésztett más szervezetek táplálására[14] vagy akváriumban tartott gerinctelenek kiegészítő táplálékának. A tenyészetek mérete széles tartományban mozog, az egy liternél kisebb laboratóriumi tenyészetektől a több tízezer literes kereskedelmi tenyészetekig.[14] A tenyészet méretétől függetlenül, bizonyos feltételeket biztostani kell a hatékony planktonnövekedéshez. A tenyésztett planktonszervezetek jelentős része tengeri, ennél fogva 1,010 és 1,026 közötti sűrűségű tengervíz használható tenyésztőközegnek.
A vizet szükséges sterilizálni, mely rendszerint autoklávban történik magas hőmérsékleten vagy ultraibolya sugárzásnak teszik ki, hogy megelőzzék a biológiai kontaminációt. Különböző tápsókat is adnak a tenyészőközeghez, hogy megkönnyítsék a plankton növekedését. A tenyészetet levegőztetni és kavarni kell, hogy szuszpendált legyen a plankton és oldott szén-dioxid kerüljön a közegbe a fotoszintézishez. A folyamatos levegőztetéshez a legtöbb tenyészetet manuálisan keverik vagy habarják szokás szerint. A fény biztosítása szintén alapkövetelmény a fitoplankton fejlődéséhez. A megvilágítás színhőmérsékletének megközelítőleg 6500 K-nek kell lennie, de 4000 és 20 000 K között sikeresen használják. A megvilágítás időtartamának naponta körülbelül 16 órának kell lennie, ez a leghatékonyabb mesterséges naphossz.[14]
Források[szerkesztés]
- ↑ Thurman, H. V.. Introductory Oceanography. New Jersey, USA: Prentice Hall College (1997). ISBN 0-13-262072-3
- ↑ Olson JM (2006). „Photosynthesis in the Archean era”. Photosyn. Res. 88 (2), 109–17. o. DOI:10.1007/s11120-006-9040-5. PMID 16453059.
- ↑ EVOLUTIONARY BIOLOGY: ON THE EVOLUTION OF PHYTOPLANKTON. ScienceWeek, 2004. [2010. december 24-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2011. március 27.)
- ↑ Herrero A and Flores E (editor).. The Cyanobacteria: Molecular Biology, Genomics and Evolution, 1st, Caister Academic Press. ISBN 9781904455158 (2008). ISBN 1904455158
- ↑ NASA Satellite Detects Red Glow to Map Global Ocean Plant Health. NASA. [2021. április 10-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2011. február 24.)
- ↑ Satellite Sees Ocean Plants Increase, Coasts Greening. NASA, 2005. március 2. [2008. október 12-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. január 12.)
- ↑ „Marine Phytoplankton Declining: Striking Global Changes at the Base of the Marine Food Web Linked to Rising Ocean Temperatures”
- ↑ David A. Siegel & Bryan A. Franz (2010). „Oceanography: Century of phytoplankton change”. Nature July 28 (7306), 569. o. DOI:10.1038/466569a. PMID 20671698.
- ↑ „Kevesebb fitoplankton, kevesebb hal”. [2011. április 29-i dátummal az eredetiből archiválva] (Hozzáférés: 2011. március 21.)
- ↑ Richtel, M.. „Recruiting Plankton to Fight Global Warming”, New York Times , 2007. május 1.
- ↑ See: Monastersky, R.: "Iron versus the greenhouse." Science News, 30 September 1995, p. 220.
- ↑ Hallegraeff, G.M. (2003). Harmful algal blooms: a global overview. in Hallegraeff, G.M., Andewrson, D.M. and Cembella, A.D. (eds) 2003. Manual on Harmful Marine Microalgae. UNESCO, Paris
- ↑ G.E. Hutchinson (1961). „The paradox of the plankton”. Am. Nat. 95, 137–145. o. DOI:10.1086/282171.
- ↑ a b c d McVey, James P., Nai-Hsien Chao, and Cheng-Sheng Lee. CRC Handbook of Mariculture Vol. 1 : Crustacean Aquaculture. New York: C R C P LLC, 1993.
Fordítás[szerkesztés]
Ez a szócikk részben vagy egészben a Phytoplankton című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
További információk[szerkesztés]
