фитопланктон и цианобактерии это продуценты так как
Фитопланктон
К фитопланктону относятся протококковые водоросли, диатомовые водоросли, динофлагелляты, кокколитофориды, и другие одноклеточные водоросли (часто колониальные), а также цианобактерии.
Обитает в фотической зоне водоёмов, населяя толщу воды. Фитопланктон является первичным продуцентом органического вещества в водоёме и служит пищей для зоопланктона и зообентоса.
Бурное размножение фитопланктона вызывает «цветение воды».
Промышленное культивирование и биотехнологическая конверсия морского фитопланктона рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений в области получения биотоплива. Первичное производство биомассы осуществляется путём культивирования фитопланктона в искусственных водоёмах, создаваемых на морском побережье. Вторичные процессы представляют собой метановое брожение биомассы и последующее гидроксилирование метана с получением метанола.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Речная экосистема — экосистема, работающая в природной среде и включающая в себя биотические взаимодействия среди растений, животных и микроорганизмов, а также абиотические физические и химические взаимодействия.Речные экосистемы являются яркими примерами проточных (lotic) экосистем. Lotic относится к проточной воде, от лат. lotus, что означает «промывание». Под проточной водой можно понимать водные объекты в диапазоне от ручья в несколько сантиметров в ширину до главных рек в несколько километров.
Фораминифера (лат. Foraminifera) — тип (по другим системам — класс) раковинных одноклеточных организмов из группы протистов.
Цепь питания, консументы, продуценты. Передача энергии в цепях питания
Линейная энергетическая и материальная связь между различными организмами, один из которых является основой пищи для другого, называется пищевой цепью. Трофические (от греческого trophein — кормить) отношения в реальных экосистемах редко бывают строго линейными, они гораздо сложнее.
Структура пищевой цепи
Отдельные организмы делятся на три группы: производителей, потребителей и деструкторов с точки зрения их уровня трофеев в материальном цикле. Трофейные уровни представляют собой звенья цепи питания. Каждый уровень включает в себя все организмы с одинаковым положением в пищевой цепи.
Продуценты
Отправной точкой являются производители, которые вообще не питаются другими организмами, но могут служить им в качестве пищи. Это растения, водоросли, цианобактерии, фитопланктон. Они строят сложные органические соединения из простых неорганических веществ, находящихся в воде, почве и воздухе, используя энергию солнца. Этот процесс называется фотосинтезом, потребляется углекислый газ и выпускается кислород в воздух. Таким образом, продуценты формируют первое звено цепи питания экосистемы. В воде растительную основу составляют в основном зеленые водоросли, на суше преобладают высшие растения.
Цепь питания — продуценты
Консументы
Потребители — следующие звенья пищевых связей. В отличие от растений, животные не могут вырабатывать органические соединения из энергии солнца, неорганических веществ. Поэтому должны поглощать органику, чтобы получать энергию, белковые соединения, жиры и углеводы для развития и поддержания их жизненно важных функций. К консументам относятся травоядные (фитофаги) и хищники (зоофаги). Между ними расположены всеядные животные, к которым принадлежит и человек. В зависимости от сложности цепи питания организмов, выделяют несколько порядков потребителей: основной, первичный, вторичный и т.д.
консумент 1 порядка
Деструкторы
Конец цепи питания образуют бактерии, грибки и многие почвенные организмы, которые разрушают мертвые органические вещества и используют их для производства неорганических веществ, необходимых растениям для восстановления органических соединений.
деструкторы в пищевой цепи
Симбиоз и паразитизм в пищевой цепи
Тем не менее, более половины всех типов планеты живет внутри или на телах других организмов. Эта тесная связь между особями разных видов может быть как для взаимной выгоды (симбиоз), так и для одностороннего преимущества (паразитические виды).
Виды цепей питания
В экологии различают две разновидности пищевых связей — пастбищная и детритная.
Пастбищная цепь питания
Потребительская или пастбищная цепь питания основана на продуцентах и сопровождается консументами разных порядков. Такие цепи преимущественно располагаются в наземных и водных частях экосистемы.
Пример цепи питания:
Пример пастбищной цепи питания
Детритная цепь питания
Детритная пищевая цепь замыкает оборот веществ в природе. Она начинается с детрита — мертвого органического вещества, которое либо служит пищей мелким беспозвоночным организмам, либо разлагается бактериями или грибами. Заканчивается цепь разложения минерализацией, которая служит основой для продуцентов.
Наличие одного или нескольких общих звеньев устанавливает связь между пастбищной и детритной цепями. Благодаря этой взаимосвязи в экосистеме образуется сложная пищевая сеть, которая обеспечивает постоянный цикл превращения вещества и энергии.
Потоки энергии
Наземные составляющие цепей питания часто включают только 3 звена (трава → антилопа → лев). Водные — имеют 4-6 звеньев (фитопланктон → мелкий зоопланктон → крупный хищный зоопланктон → молодь рыб → крупная костистая рыба → акула или головоногий моллюск). Цепи не могут содержать более шести звеньев, так как передача энергии в цепях питания осуществляется с огромными потерями. Это связано с тем, что энергия, доступная каждому уровню трофея, также используется для наращивания биомассы или метаболической активности, и поэтому не вся энергия передается следующему звену.
Первичные производители генерируют самое высокое содержание энергии, травоядные и плотоядные животные показывают только пониженное количество. Например, для производства 1 кг говядины требуется 6-8 кг зерна. Фактически, более высокий уровень трофея имеет только 10% энергии предыдущих доступных звеньев, остальное теряется в виде тепла. Эта потеря увеличивается от уровня к уровню, так что число особей у животных на разных уровнях становится все меньше, в результате биомасса уменьшается все больше.
передача энергии в цепях питания
Материальный цикл
Вдоль всей цепочки консументы также потребляют подавляющее большинство питательных веществ, необходимых для создания биомассы. Оборот углерода непосредственно связан с оборотом энергии. Азот должен быть взят как часть белков, фосфор необходим для многих жизненно важных биологических функций (для синтеза ДНК и РНК). Сбалансированное потребление этих элементов может быть проблемой для травоядных. Например, древесина содержит много полезной энергии в форме восстановленного углерода (целлюлоза), но обычно мало пригодного для использования азота или фосфора.
Хотя биомасса, количество особей и доступная энергия резко уменьшаются с каждым уровнем трофея, ядовитые вещества и многочисленные загрязнители, могут накапливаться с каждым уровнем. Каждое животное на высоком уровне должно есть много добычи с более низких звеньев, чтобы удовлетворить свои энергетические потребности. В результате хищник поглощает все токсины, присутствующие в организме, от каждой жертвы. Поскольку человек находится в конце большинства цепей питания, в нем накапливается большое количество ядов, которые ранее не оказывали влияния на животных на более низких уровнях трофеев.
Что такое фитопланктон: понятие, виды, распространение и среда обитания
Что такое фитопланктон? Большинство представителей фитопланктона слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Однако в достаточно высоких количествах некоторые разновидности могут быть заметны как цветные пятна на поверхности воды, из-за содержания хлорофилла внутри их клеток и вспомогательных пигментов, таких как фикобилипротеины или ксантофиллы.
Что такое фитопланктон
Вам будет интересно: Мультиагентные системы: структура, принципы построения, применение. Искусственный интеллект
Фотосинтез
Фитопланктон получает энергию в процессе фотосинтеза и поэтому должен жить в хорошо освещенном поверхностном слое (называемом эвфотической зоной) океана, моря, озера или другого водоема. Фитопланктон составляет около половины всей фотосинтетической активности на Земле. Его кумулятивная фиксация энергии в соединениях углерода (первичное производство) является основой для подавляющего большинства океанических и многих пресноводных пищевых цепей (заметным исключением является хемосинтез).
Вам будет интересно: Выдающийся кораблестроитель и академик Крылов Алексей Николаевич
Уникальные виды
Хотя почти все виды фитопланктона — исключительные фотоавтотрофы, есть некоторые из них — митотрофы. Обычно это непигментированные виды, которые на самом деле являются гетеротрофными (последние часто рассматриваются как зоопланктон). Наиболее известны динофлагеллярные роды, такие как Noctiluca и Dinophysis, которые получают органический углерод путем проглатывания других организмов или детритового материала.
Значение
Фитопланктон поглощает энергию солнца и питательные вещества из воды для производства собственной пищи. В процессе фотосинтеза в воду выделяется молекулярный кислород (O2). По оценкам, около 50 % или 85 % кислорода в мире образуется при фотосинтезе фитопланктона. Остальное производится путем фотосинтеза сухопутными растениями. Чтобы понять, что такое фитопланктон, необходимо осознавать его огромное значение для природы.
Связь с минералами
Фитопланктон в решающей степени зависит от минералов. Это прежде всего макроэлементы, такие как нитрат, фосфат или кремниевая кислота, доступность которых определяется балансом между так называемым биологическим насосом и подъемом глубоких, богатых питательными веществами вод. Однако в больших районах Мирового океана, таких как Южный океан, фитопланктон также ограничен отсутствием микронутриентного железа. Это привело к тому, что некоторые ученые выступали за оплодотворение железа, как средства противодействия накоплению углекислого газа (CO2), произведенного человеком в атмосфере.
Учеными проводились эксперименты по добавлению в воду железа (обычно в виде солей, таких как сульфат железа), чтобы способствовать росту фитопланктона и вывести атмосферный CO2 в океан. Однако споры об управлении экосистемой и эффективности внесения удобрений в железе замедлили такие эксперименты.
Разнообразие
Термин «фитопланктон» охватывает все фотоавтотрофные микроорганизмы в водных пищевых цепях. Однако, в отличие от земных сообществ, где большинство автотрофов являются растениями, фитопланктон представляет собой разнообразную группу, включающую простейших эукариот, таких как эубактериальные и архаэбактериальные прокариоты. Существует около 5000 известных видов морского фитопланктона. Как это разнообразие развивалось, несмотря на ограниченные пищевые ресурсы, пока неясно.
Наиболее важные группы фитопланктона включают в себя диатомовые водоросли, цианобактерии и динофлагелляты, хотя в этой крайне разнообразной группе представлены и многие другие группы водорослей. Одна группа, coccolithophorids, ответственна (частично) за выделение значительных количеств диметилсульфида (DMS) в атмосферу. DMS окисляется с образованием сульфата, который в районах с низкой концентрацией аэрозольных частиц может способствовать возникновению особых областей конденсации воздуха, что в основном приводит к увеличению облачности и тумана над водой. Это свойство также характерно для фитопланктона озер.
Все типы фитопланктона поддерживают различные трофические (т. е. пищевые) уровни в разных экосистемах. В олиготрофных океанических районах, таких как Саргассово море или Южный Тихий океан, среди фитопланктона чаще всего встречаются одноклеточные небольшого размера, называемые пикопланктоном и нанопланктоном (также называемые пикофлагеллатами и нанофлагеллятами). В основном под фитопланктоном понимают цианобактерий (Prochlorococcus, Synechococcus) и пикоэукариотов, таких как как Micromonas. В более продуктивных экосистемах крупные динофлагелляты являются основой биомассы фитопланктона.
Влияние на химический состав воды
В начале двадцатого века Альфред К. Редфилд нашел сходство элементарного состава фитопланктона с основными растворенными питательными веществами в глубоком океане. Редфилд предположил, что отношение углерода к азоту к фосфору (106 : 16 :1) в океане контролируется потребностями фитопланктона, так как фитопланктон впоследствии выделяет азот и фосфор, поскольку они реминерализуются. Это так называемое «соотношение Редфилда» при описании стехиометрии фитопланктона и морской воды стало фундаментальным принципом для понимания эволюции морской экологии, биогеохимии, а также того, что такое фитопланктон. Однако коэффициент Редфилда не является универсальной величиной и может расходиться из-за изменений в составе экзогенных питательных веществ и микробов в океане. Продукция фитопланктона, как уже должно быть, понял читатель, влияет не только на уровень кислорода, но и на химический состав океанической воды.
Биологические особенности
Динамическая стехиометрия, свойственная одноклеточным водорослям, отражает их способность хранить питательные вещества во внутреннем резервуаре и изменять состав осмолита. Различные клеточные компоненты имеют свои уникальные стехиометрические характеристики, например, ресурсные (легкие или питательные) устройства для сбора данных, такие как белки и хлорофилл, содержат высокую концентрацию азота, но с низким содержанием фосфора. Между тем, генетические механизмы роста, такие как рибосомальная РНК, содержат высокие концентрации азота и фосфора (N и P соответственно). Пищевая цепь фитопланктон-зоопланктон, невзирая на разницу между этими двумя типами существ, является основой экологии водных пространств по всей планете.
Жизненные циклы
Основываясь на распределении ресурсов, фитопланктон подразделяется на три стадии жизни: выживание, цветение и консолидация. Выживший фитопланктон имеет высокое соотношение N: P (азота и фосфора) (> 30) и содержит множество механизмов сбора ресурсов для поддержания роста при дефицитных ресурсах. Цветущий фитопланктон имеет низкое соотношение N : P ( Понравилась статья? Поделись с друзьями:
Характеристика фитопланктона, питание, размножение и значение
фитопланктон это группа пелагических автотрофных организмов, которые живут в водной среде и не способны противостоять действию течений. Эти микроорганизмы населяют практически все водоемы планеты.
Большинство из них одноклеточные и не могут преодолеть токи, поэтому они тянут их. Их также называют первичными производителями, потому что они являются основой трофических сетей водной среды. Они найдены во всей толще воды.
Их плотность населения колеблется со временем и может образовывать очень плотные временные агрегаты, известные как цветение, помутнение или цветение. Эти цветы способны пунктуально изменять физические и химические условия водоема, где они происходят..
таксономия
Термин фитопланктон не имеет таксономического значения. Он используется для группировки различных групп организмов, входящих в планктон, в основном в микроводоросли.
К числу наиболее важных таксономических групп фитопланктона относятся диатомовые водоросли (Kingdom Cromista, класс Bacillariophyceae), которые содержат более 200 родов и более 20 тысяч живых видов..
Динофлагелляты (Kingdom Cromista, Dinoflagellata infraphyllum), в которых описано более 2400 видов, также считаются одними из наиболее важных групп. Другими представителями фитопланктона являются кокколитофориды и некоторые цианобактерии (Kingdom Bacteria, подразделение Cyanobacteria)..
Общие характеристики
В основном это организмы королевства Хромиста, то есть эукариоты, они представляют хлоропласты с хлорофиллами в и с, в большинстве случаев. Они одноклеточные. Будучи микроскопическими организмами, их плавание ограничено, и они не могут преодолеть токи.
Они требуют солнечной энергии для фотосинтеза. Их зависимость от солнечного света ограничивает их жизнь в фотической зоне (область, в которой солнечный свет может проникать в водную среду).
Основными представителями фитопланктона являются диатомовые водоросли, динофлагелляты и кокколитофориды, ниже его общих характеристик:
диатомовые
Одноклеточные организмы, иногда колониальные. Они представляют собой бороздку, которая представляет собой довольно твердую и богато украшенную клеточную стенку, образованную в основном кремнеземом..
Эта складка состоит из двух отдельных клапанов (epiteca и закладной) разных размеров, которые вместе напоминают коробку с крышкой или чашку Петри. Они обычно не представляют жгутики. Они населяют почти все водоемы и даже влажные среды.
динофлагелляты
Большинство из них морские, но некоторые живут в пресной воде. Большинство из них являются свободноживущими, однако некоторые виды являются эндосимбионтами животных, такими как кораллы. У них два неравных жгутика, которые благодаря своему расположению дают организму колебательные движения.
cocolitoforidos
Это одноклеточные микроводоросли, покрытые карбонатными структурами кальция в виде чешуек или пластин. Они являются чисто морскими организмами и не представляют жгутики.
Другие компоненты фитопланктона
цианобактерии
Это прокариотические организмы, способные к фотосинтезу, для которых у них есть только хлорофилл в. Они являются грамотрицательными и способны связывать азот и превращать его в аммоний.
Они в основном обитают в озерах и лагунах, также часто встречаются в океанах и во влажной среде.
питание
Питание фитопланктона довольно разнообразно. Однако фотосинтез является распространенным фактором среди всех групп, входящих в состав фитопланктона. Вот некоторые виды питания этих микроорганизмов.
автотрофность
Тип пищи представлен некоторыми организмами, которые способны вырабатывать собственную пищу. В случае фитопланктона он использует солнечный свет, чтобы преобразовать неорганические соединения в органический материал, который они могут использовать. Этот процесс используют почти все организмы фитопланктона.
гетеротрофией
Стиль кормления, при котором организмы зависят от органического вещества, уже разработанного для получения пищи. Примерами гетеротрофии в целом являются хищничество, паразитизм и травоядное питание.
В фитопланктоне некоторые организмы представляют этот тип питания. Например, у динофлагеллят есть представители, которые разрушают другие динофлагелляты, диатомовые водоросли и другие микроорганизмы..
Mixitrofía
Необязательное состояние некоторых организмов, способных получать свою пищу автотрофным или гетеротрофным способом. В фитопланктоне у некоторых видов динофлагеллят фотоавтотрофия (фотосинтез) сочетается с гетеротрофией.
Некоторые исследователи ограничивают гетеротрофию фагоцитозом других организмов. Другие также включают паразитизм, который делают некоторые виды динофлагеллят, который, как полагают, также делает фотосинтез.
воспроизведение
Организмы фитопланктона представляют большое разнообразие репродуктивных форм, которые варьируются в зависимости от большого разнообразия видов и групп этой группы. Однако, в широком смысле, группа представляет два типа воспроизведения; бесполое и сексуальное:
-бесполый
Тип размножения, при котором потомки наследуют только гены одного родителя. В этот тип размножения гаметы не вмешиваются. Нет хромосомных изменений, и это часто встречается у одноклеточных организмов, таких как фитопланктон. Некоторые типы бесполого размножения в фитопланктоне:
Бинарное или множественное деление
Этот тип размножения, характерный для архей и бактерий, заключается в размножении ДНК клеткой-предшественником, за которой следует процесс, называемый цитокинезом, который представляет собой не что иное, как деление цитоплазмы..
Это деление приводит к двум (двойное деление) или более (многократное деление) дочерних клеток. Этот тип механизма воспроизводит сине-зеленые водоросли (цианобактерии), динофлагелляты и диатомовые водоросли..
почкование
Среди организмов фитопланктона цианобактерии могут размножаться почкованием. В этом процессе получается маленький особь, очень похожий на взрослого.
Это происходит благодаря производству бутона или драгоценного камня, который прорастает от взрослого и растет на нем, питая даже питательные вещества родителя. Когда человек (драгоценный камень) достиг определенного размера, он отрывается от родителя и становится независимым.
-половой
Половое размножение состоит из получения потомства из комбинированного генетического материала двух половых клеток или гамет. Эти гаметы могут происходить от одного или разных родителей..
Процесс включает в себя деление мейотических клеток, при котором диплоидная клетка подвергается восстановительному делению, в результате чего образуются клетки с половиной генетической нагрузки клетки-предшественника (обычно четыре клетки)..
Несколько видов фитопланктона испытывают половое размножение в совершенно особых случаях. Например, динофлагелляты с определенным давлением окружающей среды (где условия не обязательно являются неблагоприятными) представляют собой тип полового размножения.
В этой репродукции зигота образуется благодаря слиянию двух особей, которые функционируют как гамет. Впоследствии зигота подвергнется мейотическому делению и приведет к гаплоидным клеткам.
Когда процесс митоза повторяется, уменьшение размера дочерних клеток происходит постепенно, пока не достигнет устойчивого естественного минимума. Как только этот минимум достигнут, начинается процесс полового размножения, чтобы восстановить нормальный размер клеток популяции..
важность
Основное значение фитопланктона является экологическим. Его роль в экосистемах жизненно важна для поддержания жизни и трофических отношений.
Превращение энергии света, углекислого газа и неорганических питательных веществ в органические соединения и кислород в значительной степени поддерживает не только жизнь в водной среде, но и на планете..
Эти организмы вместе составляют около 80% органического вещества планеты. Это органическое вещество является пищей огромного разнообразия рыб и беспозвоночных..
Кроме того, фитопланктон производит более половины кислорода планеты. Кроме того, эти организмы являются важной частью углеродного цикла.
Промышленное значение
Многие виды микроводорослей используются в аквакультуре для питания ранних стадий (личинок) рыб и креветок в условиях культивирования..
Существует потенциальное использование микроводорослей в качестве биотоплива. Они также используются в естественной медицине, в косметологии, в качестве биоудобрений и многих других целей..
Клиническое значение
Существует явление, которое характеризует фитопланктон и является цветением фитопланктона. Это происходит, когда доступность питательных веществ в определенном месте очень высока и используется этими микроорганизмами посредством ускоренного размножения клеток..
Эти события могут происходить в результате прибрежного апвеллинга (океанографическое явление, при котором донные воды из-за действия ветра и течений достигают поверхности) или из-за особых событий, связанных с увеличением питательных веществ..
Приливные явления приносят большую пользу рыболовству рыбы и других организмов, но не все цветения фитопланктона являются продуктивными для окружающей среды и ее обитателей..
Некоторые виды фитопланктона, особенно динофлагелляты, производят токсины и их цветение, также называемое красными приливами, приводит к массовой гибели рыб, моллюсков и ракообразных, даже людей, если они потребляют загрязненные организмы..
Другой группой организмов фитопланктона, которые вызывают массовую гибель людей, являются бактерии, которые разлагают мертвый планктон, когда их популяции очень высоки. Они потребляют кислород из окружающей среды, создавая бескислородные зоны или мертвые зоны, как их называют.