Фитопланктон деген эмне? Фитопланктондордун көбү өтө кичинекей болгондуктан, көзгө көрүнбөйт. Бирок, жетишерлик көп санда кээ бир түрлөр клеткаларынын ичиндеги хлорофиллдин жана фикобилипротеиндер же ксантофиллдер сыяктуу жардамчы пигменттердин камтылышынан улам суунун бетинде түстүү тактар катары көрүүгө болот.
Фитопланктон деген эмне
Фитопланктон – Жердеги дээрлик бардык океандардын жана көлдөрдүн үстүнкү суу катмарында жашаган фотосинтездик микроскопиялык биотикалык организмдер. Алар сууда эриген көмүр кычкыл газынан органикалык кошулмалардын жаратуучулары, башкача айтканда, суудагы тамак-аш желесин кармап турган процесстин демилгечилери.
Фотосинтез
Фитопланктон энергияны фотосинтез аркылуу алат жана ошондуктан океандын, деңиздин, көлдүн же башка суу объектисинин жакшы жарыктандырылып жаткан беттик катмарында (эвфотикалык зоналар деп аталат) жашашы керек. Фитопланктон бардыгынын жарымына жакынын түзөтЖердеги фотосинтездик активдүүлүк. Анын энергиянын көмүртек кошулмаларындагы кумулятивдик фиксациясы (негизги өндүрүш) океандык жана көптөгөн тузсуз суудагы азык-түлүк чынжырларынын басымдуу көпчүлүгү үчүн негиз болуп саналат (химосинтез көрүнүктүү өзгөчөлүк).
Уникалдуу түрлөр
Фитопланктондордун дээрлик бардык түрлөрү өзгөчө фотоавтотрофтор болгонуна карабастан, митотрофтуулар да бар. Булар, адатта, пигменттүү эмес түрлөр, алар чындыгында гетеротрофтуу (акыркылар көбүнчө зоопланктондор деп эсептелет). Эң белгилүүлөрү Noctiluca жана Dinophysis сыяктуу динофлагеллярдык тукумдар, алар органикалык көмүртекти башка организмдерди же зыяндуу заттарды жутуу аркылуу алышат.
Мааниси
Фитопланктон күндөн энергияны жана суудан азыктарды өзүнө сиңирип, өз азыктарын чыгарат. Фотосинтез учурунда сууга молекулалык кычкылтек (О2) бөлүнүп чыгат. Дүйнөдөгү кычкылтектин болжол менен 50% же 85% фитопланктондун фотосинтезинен келип чыгат деп болжолдонууда. Калганы кургактыктагы өсүмдүктөрдүн фотосинтези менен өндүрүлөт. Фитопланктон деген эмне экенин түшүнүү үчүн анын табият үчүн чоң маанисин билишиңиз керек.
Минералдар менен байланыш
Фитопланктон минералдарга критикалык көз каранды. Булар биринчи кезекте нитрат, фосфат же кремний кислотасы сыяктуу макронутриенттер, алардын болушу биологиялык насос деп аталган жана терең, аш болумдуу заттарга бай суулардын көтөрүлүшүнүн ортосундагы баланс менен аныкталат. Бирок, чоң аймактардаТүштүк океан сыяктуу океандарда фитопланктон микроэлементтүү темирдин жетишсиздиги менен чектелет. Бул кээ бир илимпоздордун атмосферада адам чыгарган көмүр кычкыл газынын (СО2) топтолушуна каршы туруу каражаты катары темирди уруктандырууну жакташына алып келди.
Окумуштуулар фитопланктондордун өсүшүнө дем берүү жана атмосферадагы СО2ди океанга чыгаруу үчүн сууга темирди (көбүнчө темир сульфаты сыяктуу туздар түрүндө) кошуп эксперимент жүргүзүп жатышат. Бирок экосистеманы башкаруу жана темир уруктандыруунун эффективдүүлүгү боюнча талаш-тартыштар мындай эксперименттерди жайлатты.
Ар түрдүү
"Фитопланктон" термини суудагы азык чынжырындагы бардык фотоавтотрофтуу микроорганизмдерди камтыйт. Бирок, көпчүлүк автотрофтор өсүмдүктөр болгон жердеги жамааттардан айырмаланып, фитопланктон эубактериалдык жана архебактериялык прокариоттор сыяктуу жөнөкөй эукариотторду камтыган түрдүү топ. Деңиз фитопланктондорунун 5000дей түрү белгилүү. Азык-түлүк ресурстарынын чектелүү болгонуна карабастан, бул көп түрдүүлүк кандайча эволюцияланганы азырынча ачык эмес.
Фитопланктондордун эң маанилүү топторуна диатомдор, цианобактериялар жана динофлагеллаттар кирет, бирок балырлардын башка көптөгөн топтору бул өтө ар түрдүү топко кирет. Бир топ, coccolithophorids, (жарым-жартылай) атмосферага диметил сульфид (DMS) олуттуу өлчөмдө чыгаруу үчүн жооптуу болуп саналат. ДМС кычкылданат жана сульфатты пайда кылат, ал аэрозоль бөлүкчөлөрү аз концентрацияда болгон жерлерде пайда болотаба конденсациясынын өзгөчө аймактарынын пайда болушуна көмөктөшөт, бул негизинен суунун үстүндө булуттуулуктун жана тумандуулуктун көбөйүшүнө алып келет. Бул касиет көлдүн фитопланктонуна да мүнөздүү.
Фитопланктондордун бардык түрлөрү ар кандай экосистемаларда ар кандай трофикалык (б.а. тамак-аш) деңгээлин сактайт. Саргассо деңизи же Түштүк Тынч океан сыяктуу олиготроптук океандык аймактарда эң кеңири таралган фитопланктондор пикопланктон жана нанопланктон (ошондой эле пикофлагеллаттар жана нанофлагеллаттар деп аталат) деп аталган кичинекей, бир клеткалуу түрлөр болуп саналат. Фитопланктон, негизинен, цианобактериялар (Prochlorococcus, Synechococcus) жана Micromonas сыяктуу пикоукариоттор деп түшүнүлөт. Өндүрүмдүү экосистемаларда чоң динофлагеллаттар фитопланктон биомассасынын негизин түзөт.
Суунун химиялык курамына таасири
20-кылымдын башында Альфред С. Рэдфилд фитопланктондун элементардык курамы менен океандын тереңиндеги негизги эриген азыктардын ортосунда окшоштуктарды тапкан. Редфилд океандагы көмүртектин азоттун фосфорго болгон катышы (106:16:1) фитопланктондун талабы менен жөнгө салынат деп сунуштады, анткени фитопланктон кайра минералдашканда азот менен фосфорду бөлүп чыгарат. Фитопланктондун жана деңиз суусунун стехиометриясын сүрөттөөдө "Кызыл талаа катышы" деп аталган бул деңиз экологиясынын эволюциясын, биогеохимиясын жана фитопланктон деген эмне экенин түшүнүү үчүн негизги принцип болуп калды. Бирок, Редфилд коэффициенти универсалдуу мааниге ээ эмес жана экзогендик азыктардын жана микробдордун курамынын өзгөрүшүнө байланыштуу айырмаланышы мүмкүн.океанда. Фитопланктонду өндүрүү, окурман мурунтан эле түшүнүшү керек, кычкылтектин деңгээлине гана эмес, океан суунун химиялык курамына да таасирин тийгизет.
Биологиялык өзгөчөлүктөрү
Бир клеткалуу балырларга мүнөздүү болгон динамикалык стехиометрия алардын азыктарды ички резервуарда сактоо жана осмолиттин курамын өзгөртүү жөндөмүн чагылдырат. Ар кандай уюлдук компоненттердин өзүнүн уникалдуу стехиометрикалык мүнөздөмөлөрү бар, мисалы, протеиндер жана хлорофилл сыяктуу ресурстук (жарык же аш болумдуу) маалымат чогултуучу аппараттар азоттун жогорку концентрациясын, бирок фосфордун аздыгын камтыйт. Ошол эле учурда, рибосомалык РНК сыяктуу генетикалык өсүү механизмдери азоттун жана фосфордун жогорку концентрациясын камтыйт (тиешелүүлүгүнө жараша N жана P). Фитопланктон-зоопланктон азык чынжырчасы, жандыктардын бул эки түрүнүн ортосундагы айырмачылыкка карабастан, планетадагы суу мейкиндиктеринин экологиясынын негизин түзөт.
Жашоо циклдары
Ресурстардын бөлүштүрүлүшү боюнча фитопланктондор үч жашоо стадиясына бөлүнөт: жашоо, гүлдөө жана консолидация. Аман калган фитопланктон жогорку N:P (азот жана фосфор) катышына (> 30) ээ жана ресурстар жетишсиз болгон учурда өсүүнү камсыз кылуу үчүн көптөгөн ресурстарды чогултуучу механизмдерди камтыйт. Гүлдөгөн фитопланктондор N:P катышы төмөн (<10) жана экспоненциалдык өсүүгө ыңгайлашкан. Консолидацияланган фитопланктондор N: P менен Редфилдге окшош катышка ээ жана өсүү жана ресурстарды топтоо механизмдеринин салыштырмалуу бирдей катышын камтыйт.
Учур жана келечек
2010-жылы Nature журналында жарыяланган изилдөө өткөн кылымда деңиз фитопланктондору дүйнөлүк океандарда олуттуу түрдө азайганын көрсөткөн. Жер үстүндөгү суулардагы фитопланктондордун концентрациясы 1950-жылдан бери болжол менен 40% га, балким, океандын жылышына жооп катары жылына болжол менен 1% га азайганы болжолдонууда. Иликтөө илимпоздор арасында карама-каршылыктарды жаратып, кызуу талкууларга алып келди. Кийинки 2014-жылы жүргүзүлгөн изилдөөдө авторлор өлчөөлөрдүн чоң базасын колдонушкан жана бир нече жарыяланган сындарды чечүү үчүн талдоо ыкмаларын кайра карап чыгышкан, бирок ушундай эле тынчсыздандырган тыянактар менен аякташкан: Фитопланктон балырларынын саны тездик менен азайып баратат.
