DINOFLAGELLATES: RAKSTURLIELUMI, KLASIFIKĀCIJA, DZĪVES CIKLS - BIOLOĢIJA - 2025

Par dinoflagelāti ir aģentūras Valstības vienšūnas organismu karaļvalstij, kura galvenā pazīme ir tā, ka tie ir pāris flagellas rezultātā, kas palīdzēs jums virzīties pa vidu. Pirmoreiz tos aprakstīja 1885. gadā vācu naturālists Johans Ādams Otto Buetschli. Tie ir diezgan liela grupa, ieskaitot fotosintētiskos, heterotrofiskos, brīvi dzīvojošos organismus, parazītus un simbiontus.

No ekoloģiskā viedokļa tie ir ļoti svarīgi, jo kopā ar citiem mikroaļģēm, piemēram, diatomiem, tie veido fitoplanktonu, kas savukārt ir daudzu jūras dzīvnieku, piemēram, zivju, gliemju, vēžveidīgo un zīdītāju barība.

Ceratium. Dinoflagellate sugas. Avots: Keisotyo, no Wikimedia Commons

Tāpat, pārspīlēti un nekontrolēti izplatoties, tie rada fenomenu ar nosaukumu “Sarkanā plūdmaiņa”, kurā jūras krāso dažādās krāsās. Tā ir nopietna vides problēma, jo tā lielā mērā ietekmē ekosistēmu un organismu, kas tos apdzīvo, līdzsvaru.

Taksonomija

Dinoflagellates taksonomiskā klasifikācija ir šāda:

Domēns: Eukarya.

Karaliste: Protista.

Superfilo: Alveolata.

Patvērums : Miozoa.

Apakšpatvērums: Myzozoa.

Dinozoa

Superklase: Dinoflagellata

Morfoloģija

Dinoflagellates ir vienšūnu organismi, tas ir, tos veido viena šūna. Tie atšķiras pēc lieluma, daži ir tik mazi, ka tos nevar redzēt ar neapbruņotu aci (50 mikroni), bet citi ir nedaudz lielāki (2 mm).

Ārējais izskats

Dinoflagellates var atrast divas formas: tā dēvētās bruņotās vai tecados un neapbruņotās. Pirmajā gadījumā šūnu ieskauj izturīga struktūra, līdzīgi kā bruņas, ko veido biopolimēra celuloze.

Šis slānis ir pazīstams kā "tīkkoks". Kailiem dinoflagellates aizsargkārtas nav. Tāpēc tie ir ļoti trausli un jutīgi pret skarbajiem vides apstākļiem.

Šo organismu atšķirīgā iezīme ir flagellas klātbūtne. Tie ir šūnu papildinājumi vai projekcijas, kuras galvenokārt izmanto, lai nodrošinātu mobilitāti šūnā.

Dinoflagellates gadījumā tiem ir divas flagellas: šķērseniskas un gareniskas. Šķērseniskais flagellum apņem šūnu un piešķir tai rotējošu kustību, savukārt gareniskais flagellum ir atbildīgs par dinoflagellate vertikālo kustību.

Dažām sugām DNS ir bioloģiski luminiscences gēni. Tas nozīmē, ka tie spēj izstarot noteiktu mirdzumu (piemēram, dažas medūzas vai ugunsdzēsības).

Kodolstruktūra

Tāpat, tāpat kā jebkurš eikariotu organisms, ģenētiskais materiāls (DNS un RNS) ir iesaiņots struktūrā, kas pazīstama kā šūnas kodols, kuru norobežo membrāna - kodola membrāna.

Organismiem, kas pieder šai superklasei, ir ļoti īpašas pazīmes, kas padara tos unikālus eikariotos. Pirmkārt, tiek atrasta DNS, kas ik gadu veido hromosomas, kuras visu laiku paliek kondensētas (ieskaitot visus šūnu cikla posmus).

Turklāt tam nav histonu, un kodola membrāna nedalās šūnu dalīšanās procesā, tāpat kā tas notiek citu eikariotu organismu gadījumā.

Citoplazmas saturs

Izmantojot elektronu mikroskopu, dinoflagellate šūnās var novērot dažādu citoplazmatisko organoīdu klātbūtni, kas raksturīgi jebkurā eikariotā.

Tie ietver: Golgi aparātu, endoplazmatisko retikulumu (gludu un raupju), mitohondrijus, uzglabāšanas vakuolus, kā arī hloroplastus (autotrofisku dinoflagellate gadījumā).

Vispārīgais raksturojums

Dinoflagellata superklase ir plaša un ietver lielu skaitu sugu, dažas ļoti atšķirīgas no citām. Tomēr viņi vienojas par dažām īpašībām:

Uzturs

Dinoflagellate grupa ir tik plaša, ka tai nav noteikta uztura modeļa. Ir sugas, kas ir autotrofiskas. Tas nozīmē, ka viņi fotosintēzes procesā spēj sintezēt barības vielas. Tas notiek tāpēc, ka starp citoplazmas organelliem ir hloroplasti, kuru iekšienē atrodas hlorofila molekulas.

No otras puses, daži ir heterotrofi, tas ir, tie barojas ar citām dzīvām būtnēm vai vielām, kuras tie ražo. Šajā gadījumā ir sugas, kas barojas ar citiem protistiem, kas pieder pie portozoans, diatomēm vai pat pašiem dinoflagellates.

Tāpat dažas sugas, kas ir parazīti, piemēram, pieder pie Ellobiopsea klases, kas ir dažu vēžveidīgo ektoparazīti.

Dzīvesveids

Šis aspekts ir diezgan daudzveidīgs. Ir sugas, kas brīvi dzīvo, bet ir citas, kas veido kolonijas.

Līdzīgi ir tādas sugas, kas veido endosimbiotiskas attiecības ar cnidariju patvēruma klases Anthozoa biedriem, piemēram, anemones un koraļļi. Šajās partnerībās abi dalībnieki gūst abpusēju labumu un ir nepieciešami viens otram, lai izdzīvotu.

Tā piemērs ir Gymnodinium microoadriaticum suga, kas ir bagātīga koraļļu rifos, veicinot to veidošanos.

Pavairošana

Lielākajā daļā dinoflagellate reprodukcija ir aseksuāla, savukārt dažās citās var notikt seksuāla reprodukcija.

Aseksuālā reprodukcija notiek, izmantojot procesu, ko sauc par bināru dalīšanos. Tajā katra šūna tiek sadalīta divās šūnās tieši tāpat kā vecāka.

Dinoflagellates ir bināras skaldīšanas veids, kas pazīstams kā gareniskais. Šim tipam dalīšanas ass ir gareniska.

Šis dalījums ir daudzveidīgs. Piemēram, ir tādas sugas kā Ceratium ģints sugas, kurās notiek process, ko sauc par desmochisis. Tajā katra radītā meitas šūna uztur pusi no vecāku šūnas sienas.

Ir arī citas sugas, kurās notiek kaut kas, ko sauc par eleutherochisis. Šeit dalīšana notiek cilmes šūnā, un pēc dalīšanas katra meitas šūna ģenerē jaunu sienu vai jaunu theca kaķu sugu gadījumā.

Tagad seksuālā reprodukcija notiek, saplūstot ar gametām. Šāda veida reprodukcijas laikā notiek ģenētiskā materiāla savienība un apmaiņa starp divām gametām.

Viņiem ir pigmenti

Dinoflagellates citoplazmā ir dažādu veidu pigmenti. Lielākā daļa satur hlorofilu (a un c tips). Pastāv arī citi pigmenti, starp kuriem izceļas ksantofilu peridinīns, diadinoksantīns, diatoksantīns un fuksoksantīns. Pastāv arī beta-karotīna klātbūtne.

Izgatavo toksīnus

Liels skaits sugu ražo toksīnus, kas var būt trīs veidu: citolītiski, neirotoksiski vai hepatotoksiski. Tie ir ļoti toksiski un kaitīgi zīdītājiem, putniem un zivīm.

Toksīnus var patērēt daži gliemenes, piemēram, gliemenes un austeres, un uzkrāties tajos augstā un bīstamā daudzumā. Kad citi organismi, ieskaitot cilvēku, uzņem čaulgliemjus, kas piesārņoti ar toksīnu, tie var izraisīt saindēšanās sindromu, kas, ja netiek savlaicīgi un pareizi apstrādāts, var izraisīt letālu iznākumu.

Biotops

Visi dinoflagellates ir ūdens. Lielākā daļa sugu ir sastopamas jūras biotopos, savukārt nelielu daļu sugu var atrast saldūdenī. Viņiem ir priekšnoteikums apgabaliem, kur sasniedz saules gaisma. Tomēr īpatņi ir atrasti lielā dziļumā.

Temperatūra, šķiet, neierobežo šo organismu atrašanās vietu, jo tie ir bijuši gan siltā, gan ārkārtīgi aukstā ūdenī, piemēram, polāro ekosistēmu.

Dzīves cikls

Dinoflagellates dzīves ciklu ietekmē vides apstākļi, jo atkarībā no tā, vai tie ir labvēlīgi vai nē, notiks dažādi notikumi.

Tāpat tai ir haploīdā un diploīdā fāze.

Haploīdā fāze

Haploidālajā fāzē šūna tiek pakļauta meiozei, veidojot divas haploīdas šūnas (ar pusi no sugas ģenētiskās slodzes). Daži zinātnieki šīs šūnas sauc par gametām (+ -).

Kad vides apstākļi vairs nav ideāli, divi dinoflagellates apvienojas, veidojot zigotu, kas pazīstams kā planozygote, kas ir diploīds (pilnīga sugas ģenētiskā slodze).

Dinoflagellate dzīves cikls. (1) Binārā dalīšanās. (2) Divu dinoflagellate savienība. (3) Planozigota. (4) Hipnozygote. (5) Planomeiocīti. Avots: Franciscosp2, no Wikimedia Commons

Diploīdā fāze

Vēlāk planozygote zaudē savu flagella un attīstās citā fāzē, ko sauc par hypnozygote. To pārklāj daudz cietāks un izturīgāks tīkkoks, un tas ir arī pilns ar rezerves vielām.

Tas ļaus hipnozygote ilgstoši būt drošībā no jebkura plēsēja un aizsargāts no skarbiem vides apstākļiem.

Hipnozygote tiek nogulsnēta uz jūras dibena, gaidot, kad vides apstākļi atkal kļūst ideāli. Kad tas notiek, tīkkoks, kas to ieskauj, saplīst un tas kļūst par starpposmu, kas pazīstams kā planomeiocito.

Šī ir īslaicīga fāze, jo šūna ātri atgriežas raksturīgajā dinoflagellate formā.

Klasifikācija

Dinoflagellates ietver piecas klases:

• Ellobiopsea: tie ir organismi, kurus var atrast saldūdens vai jūras biotopos. Lielākā daļa ir dažu vēžveidīgo parazīti (ektoparazīti).
• Oksireja: to veido viena Oxirrhis ģints. Šīs šķiras organismi ir plēsēji, kas atrodas tīri jūras biotopos. Tās netipiskās hromosomas ir garas un plānas.
• Dinophyceae: Šajā klasē ietilpst tipiski dinoflagellate organismi. Viņiem ir divas flagellas, vairums no tām ir fotosintētiski autotrofi, tām ir dzīves cikls, kurā dominē haploīdā fāze, un daudzi no viņiem uzrāda šūnu aizsargājošo apvalku, kas pazīstams kā theca.
• Sindineja: šīs grupas organismiem ir raksturīgs tas, ka tie nemēdz parādīties un kuriem ir parazītu vai endosimbiontu dzīvesveids.
• Noctilucea: sastāv no konkrētiem organismiem, kuru dzīves ciklā dominē diploīdā fāze. Tāpat tie ir heterotrofiski, lieli (2 mm) un bioluminiscējoši.

"Sarkanā plūdmaiņa"

Tā dēvētā "sarkanā plūdmaiņa" ir parādība, kas rodas ūdenstilpēs, kurās izplatās atsevišķi fitoplanktona mikroaļģes, it īpaši dinoflagellates grupā.

Kad organismu skaits ievērojami palielinās un tie nekontrolēti vairojas, ūdeni parasti iekrāso dažādās krāsās, starp kurām var būt: sarkana, brūna, dzeltena vai okera krāsa.

Sarkanā plūdmaiņas kļūst negatīvas vai kaitīgas, kad mikroaļģu savairošanās sugas sintezē toksīnus, kas ir kaitīgi citām dzīvām būtnēm. Kad daži dzīvnieki, piemēram, gliemji vai vēžveidīgie, barojas ar šīm aļģēm, viņi savā ķermenī iekļauj toksīnus. Kad kāds cits dzīvnieks barojas ar viņiem, viņi cietīs no toksīna uzņemšanas sekām.

Nav tādu preventīvu vai koriģējošu pasākumu, kas pilnībā novērstu sarkano plūdmaiņu. Starp izmēģinātajiem pasākumiem var minēt:

• Fiziskā kontrole: aļģu likvidēšana, izmantojot tādas fiziskas procedūras kā filtrēšana un citas.
• Ķīmiskā kontrole: tādu produktu kā aloecīdu lietošana, kuru mērķis ir likvidēt uz jūras virsmas uzkrājušās aļģes. Tomēr tie nav ieteicami, jo tie ietekmē citas ekosistēmas sastāvdaļas.
• Bioloģiskā kontrole: šie pasākumi izmanto organismus, kas barojas ar šīm aļģēm, kā arī dažus vīrusus, parazītus un baktērijas, kas ar dabiskiem bioloģiskiem mehānismiem spēj atjaunot ekosistēmas līdzsvaru.

Patogēnija

Organismi, kas pieder pie dinoflagellate grupas, paši nav patogēni, bet, kā minēts iepriekš, rada toksīnus, kas lielā mērā ietekmē cilvēkus un citus dzīvniekus.

Kad kādā jūras reģionā palielinās dinoflagellate daudzums, palielinās arī toksīnu, piemēram, saksitoksīnu un goniautoxin, ražošana.

Dinoflagellates, kas ir svarīga un pārsvarā fitoplanktona daļa, ir vēžveidīgo, gliemju un zivju uztura sastāvdaļa, kurā toksīni bīstami uzkrājas. Tie nonāk cilvēkiem, barojoties ar inficētu dzīvnieku.

Kad tas notiek, tiek radīts tā sauktais saindēšanās sindroms ar čaulgliemjiem.

Gliemeņu saindēšanās sindroms

Tas rodas, kad tiek patērētas gliemji, kas inficēti ar dažādiem toksīniem, kurus sintezē dinoflagellates. Tagad pastāv vairāki toksīnu veidi, un no tiem ir atkarīgs radītā sindroma raksturojums.

Paralizējošs toksīns

Izraisa saindēšanos ar jūras veltēm. To ražo galvenokārt Gymnodinium catenatum sugas un vairākas Alexandrium ģints.

Simptomi

• Dažu reģionu, piemēram, sejas, kakla un roku, nejutīgums.
• Tirpšanas sajūta
• Slimība
• Vemšana
• Muskuļu paralīze

Nāve parasti rodas elpošanas apstāšanās rezultātā.

Neirotoksisks toksīns

Izraisa neirotoksisku saindēšanos. To sintezē sugas, kas pieder pie Karenia ģints.

Simptomi

• Smagas galvassāpes
• Muskuļu vājums
• Kratot drebuļus
• Slimība
• Vemšana
• Muskuļu iesaistīšana (paralīze)

Caurejas toksīns

Tas ir caurejas saindēšanās iemesls čaulgliemju patēriņam. To ražo Dinophysis ģints sugas.

Simptomi

• Caureja
• Slimība
• Vemšana
• Iespējama audzēju veidošanās gremošanas traktā

Ciguateric toksīns

Izraisa ciguatera saindēšanos, ēdot zivis. To sintezē sugas Gambierdiscus toxicus, Ostreopsis spp un Coolia spp.

Simptomi

• Nejutīgums un trīce rokās un kājās
• Slimība
• Muskuļu paralīze (ārkārtējos gadījumos)

Evolūcija

Simptomi sāk parādīties no 30 minūtēm līdz 3 stundām pēc inficētās pārtikas norīšanas. Tas notiek tāpēc, ka toksīns ātri uzsūcas caur mutes gļotādu.

Atkarībā no uzņemtā toksīna daudzuma simptomi var būt vairāk vai mazāk smagi.

Toksīna eliminācijas pusperiods ir aptuveni 90 minūtes. Toksīna līmeņa pazemināšanās asinīs līdz drošam līmenim var ilgt līdz 9 stundām.

Ārstēšana

Diemžēl nevienam no toksīniem nav antidota. Ārstēšana ir indicēta simptomu, īpaši elpošanas ceļu simptomu mazināšanai, kā arī toksīna izvadīšanai.

Viens no parastajiem pasākumiem ir vemšanas izraisīšana, lai novērstu saindēšanās avotu. Parasti tiek ievadīta arī aktivētā ogle, jo tā spēj absorbēt toksīnus, kas ir izturīgi pret kuņģa pH darbību.

Tāpat tiek ievadīti bagātīgi šķidrumi, kuru mērķis ir labot iespējamo acidozi, kā arī paātrināt toksīna izdalīšanos caur nierēm.

Saindēšanās ar kādu no šiem toksīniem tiek uzskatīta par ārkārtas situāciju slimnīcā, un tā ir jāārstē, nekavējoties nodrošinot skartajai personai specializētu medicīnisko palīdzību.

Atsauces

1. Adl, SM et al. (2012). "Pārskatītā eikariotu klasifikācija." Journal of Eukaryotic Microbiology, 59 (5), 429-514
2. Fausts, MA un Gulledge, RA (2002). Kaitīgu jūras dinoflagellates identificēšana. Ieguldījumi no Amerikas Savienoto Valstu Nacionālā herbārija 42: 1-144.
3. Gómez F. (2005). Brīvi dzīvojošu dinoflagellate sugu saraksts pasaules okeānos. Acta Botanica Croatica 64: 129–212.
4. Hernández, M. un Gárate, I. (2006). Crippling saindēšanās sindroms gliemju patēriņa dēļ. Bioms. 17. 45-60
5. Van Dolah FM. Jūras aļģu toksīni: to izcelsme, ietekme uz veselību un pastiprināta to parādīšanās. Vides veselības perspektīva. 2000; 108. piegāde 1: 133. – 41.