DINOFLAGELÁTY: VLASTNOSTI, KLASIFIKACE, ŽIVOTNÍ CYKLUS - BIOLOGIE - 2024

Tyto dinoflagellates jsou agentury království Protista, jehož hlavní charakteristikou je, že mají pár bičíků, které vám pomohou přejít ve středu. Poprvé je popsal v roce 1885 německý přírodovědec Johann Adam Otto Buetschli. Jsou to docela velká skupina, včetně fotosyntetických, heterotrofních, volně žijících organismů, parazitů a symbiontů.

Z ekologického hlediska jsou velmi důležité, protože společně s dalšími mikrořasami, jako jsou například diatomy, tvoří fytoplankton, který je zase potravou mnoha mořských živočichů, jako jsou ryby, měkkýši, korýši a savci.

Ceratium. Dinoflagelátové druhy. Zdroj: Keisotyo, z Wikimedia Commons

Podobně, když se množí zveličeně a nekontrolovatelně, vedou k jevu zvanému „Červený příliv“, ve kterém jsou mořeny mořeny různými barvami. To představuje vážný environmentální problém, protože to výrazně ovlivňuje rovnováhu ekosystémů a organismů, které je obývají.

Taxonomie

Taxonomická klasifikace dinoflagelátů je následující:

Doména: Eukarya.

Kingdom: Protista.

Superfilo: Alveolata.

Phylum: Miozoa.

Subphylum : Myzozoa.

Dinozoa

Superclass: Dinoflagellata

Morfologie

Dinoflageláty jsou jednobuněčné organismy, to znamená, že jsou tvořeny jedinou buňkou. Liší se velikostí, některé jsou tak malé, že je nelze vidět pouhým okem (50 mikronů), zatímco jiné jsou o něco větší (2 mm).

Vnější vzhled

V dinoflagelátech lze nalézt dvě formy: takzvané obrněné nebo tecadové a nahé. V prvním případě je buňka obklopena odolnou strukturou, jako je pancíř, vytvořenou z biopolymerní celulózy.

Tato vrstva se nazývá „teak“. U nahých dinoflagelátů není přítomna ochranná vrstva. Jsou proto velmi křehké a náchylné k drsným podmínkám prostředí.

Charakteristickým rysem těchto organismů je přítomnost bičíků. Jedná se o buněčné přílohy nebo projekce, které se používají primárně k zajištění mobility buňky.

V případě dinoflagelátů představují dva bičíky: příčný a podélný. Příčný bičík obklopuje buňku a dává jí rotační pohyb, zatímco podélný bičík je zodpovědný za vertikální pohyb dinoflagelátu.

Některé druhy mají ve své DNA bioluminiscenční geny. To znamená, že jsou schopni emitovat určitou záři (jako například medúzy nebo světlušky).

Jaderná struktura

Podobně jako každý eukaryotický organismus je genetický materiál (DNA a RNA) zabalen do struktury známé jako buněčné jádro, které je ohraničeno membránou, jadernou membránou.

Nyní mají organismy patřící do této nadtřídy velmi zvláštní vlastnosti, díky nimž jsou jedinečné v eukaryotoch. Nejprve se DNA nachází trvale a vytváří chromozomy, které zůstávají kondenzované za všech okolností (včetně všech fází buněčného cyklu).

Kromě toho nemá histony a jaderná membrána se během procesu buněčného dělení nerozpadá, stejně jako v případě jiných eukaryotických organismů.

Cytoplazmatický obsah

Z pohledu elektronového mikroskopu lze v dinoflagelátových buňkách pozorovat přítomnost různých cytoplazmatických organel, typických v jakémkoli eukaryotu.

Patří mezi ně: Golgiho aparát, endoplazmatické retikulum (hladké a drsné), mitochondrie, skladovací vakuoly a chloroplasty (v případě autotrofních dinoflagelátů).

Obecné vlastnosti

Třída Dinoflagellata je široká a zahrnuje velké množství druhů, některé velmi odlišné od ostatních. Souhlasí však s určitými vlastnostmi:

Výživa

Skupina dinoflagelátů je tak široká, že nemá specifický vzorec výživy. Existují druhy, které jsou autotrofní. To znamená, že jsou schopni syntetizovat své živiny procesem fotosyntézy. K tomu dochází, protože mezi jejich cytoplazmatickými organely mají chloroplasty, uvnitř kterých jsou obsaženy molekuly chlorofylu.

Na druhé straně existuje několik, které jsou heterotrofy, to znamená, že se živí jinými živými bytostmi nebo látkami, které produkují. V tomto případě existují druhy, které se živí dalšími protisty náležejícími k portozoanům, rozsivkami nebo dokonce samotnými dinoflageláty.

Podobně existují i ​​některé druhy, které jsou parazity, jako jsou například druhy patřící do třídy Ellobiopsea, které jsou ektoparazity některých korýšů.

Životní styl

Tento aspekt je velmi různorodý. Existují druhy, které žijí volně, zatímco existují jiné, které tvoří kolonie.

Podobně existují druhy, které navazují endosymbiotické vztahy s členy třídy Anthozoa kmene Cnidarians, jako jsou sasanky a korály. V těchto partnerstvích si oba členové navzájem prospívají a potřebují se navzájem, aby přežili.

Příkladem toho je druh Gymnodinium microoadriaticum, který je hojný v korálových útesech a přispívá k jejich formování.

Reprodukce

Ve většině dinoflagelátů je reprodukce asexuální, zatímco u několika dalších může dojít k sexuální reprodukci.

K assexuální reprodukci dochází prostřednictvím procesu známého jako binární štěpení. V tom se každá buňka rozdělí na dvě buňky přesně stejné jako rodičovská buňka.

Dinoflageláty mají typ binárního štěpení známý jako podélný. U tohoto typu je osa dělení podélná.

Toto rozdělení je rozmanité. Například existují druhy podobné těm z rodu Ceratium, ve kterých dochází k procesu zvanému desmochisis. Přitom každá vzniklá dceřinná buňka udržuje polovinu stěny rodičovské buňky.

Existují i ​​jiné druhy, ve kterých se vyskytuje něco, co se nazývá eleuterochisis. Zde dochází k dělení uvnitř kmenové buňky a po dělení každá dceřinná buňka vytvoří novou zeď nebo novou theku, v případě druhů thecae.

Nyní k sexuální reprodukci dochází fúzí gamet. V tomto typu reprodukce dochází ke spojení a výměně genetického materiálu mezi dvěma gamety.

Mají pigmenty

Dinoflageláty mají v cytoplazmě různé typy pigmentů. Většina obsahuje chlorofyl (typ aac). Existují také další pigmenty, mezi nimiž vynikají xantofyly peridinin, diadinoxanthin, diatoxanthin a fucoxanthin. Existuje také přítomnost beta-karotenu.

Produkují toxiny

Velké množství druhů produkuje toxiny, které mohou být tří typů: cytolytické, neurotoxické nebo hepatotoxické. Jsou vysoce toxické a škodlivé pro savce, ptáky a ryby.

Toxiny mohou být konzumovány některými měkkýši, jako jsou mušle a ústřice, a hromadí se v nich na vysokých a nebezpečných úrovních. Když jiné organismy, včetně člověka, požívají měkkýše kontaminované toxinem, mohou představovat otravný syndrom, který, pokud nebude léčen včas a správně, může mít fatální následek.

Místo výskytu

Všechny dinoflageláty jsou vodní. Většina druhů se nachází v mořských stanovištích, zatímco malé procento druhů lze nalézt ve sladké vodě. Mají předurčení pro oblasti, kde dopadá sluneční světlo. Vzorky však byly nalezeny ve velkých hloubkách.

Teplota se nezdá být omezujícím prvkem pro umístění těchto organismů, protože byly umístěny jak v teplých vodách, tak v extrémně studených vodách, jako jsou polární ekosystémy.

Životní cyklus

Životní cyklus dinoflagelátů je zprostředkován podmínkami prostředí, protože v závislosti na tom, zda jsou příznivé nebo ne, dojde k různým událostem.

Stejně tak má haploidní a diploidní fázi.

Haploidní fáze

Ve fázi haploidu se stane, že buňka podstoupí meiózu a vytvoří dvě haploidní buňky (s poloviční genetickou zátěží druhu). Někteří učenci označují tyto buňky jako gamety (+ -).

Když podmínky prostředí již nejsou ideální, dva dinoflageláty se spojí a vytvoří zygote známou jako planozygota, což je diploid (úplné genetické zatížení druhu).

Životní cyklus dinoflagelátu. (1) Binární štěpení. (2) Unie dvou dinoflagelátů. (3) Planozygota. (4) Hypnozygota. (5) Planomeiocyt. Zdroj: Franciscosp2, z Wikimedia Commons

Diploidní fáze

Později planozygota ztratí bičíky a vyvine se do další fáze, která se nazývá hypnozygota. To je pokryto mnohem tvrdším a odolnějším teakem a je také plné rezervních látek.

To umožní, aby hypnozygota zůstala po dlouhou dobu v bezpečí před jakýmkoli predátorem a chráněna před nepříznivými podmínkami prostředí.

Hypnozygota je uložena na mořském dně a čeká, až se podmínky prostředí znovu stanou ideálními. Když k tomu dojde, teak, který ho obklopuje, se rozpadne a stane se přechodným stádiem známým jako planomeiocito.

Toto je fáze s krátkou životností, protože se buňka rychle vrací do svého charakteristického dinoflagelátového tvaru.

Klasifikace

Dinoflageláty zahrnují pět tříd:

• Ellobiopsea: jsou to organismy, které se vyskytují ve sladkovodních nebo mořských stanovištích. Nejvíce jsou paraziti (ektoparaziti) některých korýšů.
• Oxyrrhea: skládá se z jediného rodu Oxirrhis. Organismy této třídy jsou dravci, kteří se nacházejí v ryze mořských lokalitách. Její atypické chromozomy jsou dlouhé a tenké.
• Dinophyceae: Tato třída zahrnuje typické dinoflagelátové organismy. Mají dva bičíky, většina z nich jsou fotosyntetické autotrofy, mají životní cyklus, ve kterém dominuje haploidní fáze, a mnoho z nich představuje buněčný ochranný obal známý jako theca.
• Syndinea: organismy této skupiny se vyznačují tím, že nepředkládají theak a mají parazitický nebo endosymbiontský životní styl.
• Noctilucea: skládá se z konkrétních organismů, v jejichž životním cyklu převládá diploidní fáze. Rovněž jsou heterotrofní, velké (2 mm) a bioluminiscenční.

„Červený příliv“

Tzv. „Red Tide“ je jev, který se vyskytuje v vodních útvarech, ve kterých se proliferují určité mikrořasy, které jsou součástí fytoplanktonu, zejména ty ze skupiny dinoflagelátů.

Když se počet organismů značně zvýší a nekontrolovatelně se množí, voda se obvykle obarví v různých barvách, mezi nimiž mohou být: červená, hnědá, žlutá nebo okrová.

Červený příliv se stává negativním nebo škodlivým, když proliferující druh mikrořas syntetizuje toxiny, které jsou škodlivé pro jiné živé bytosti. Když se některá zvířata, jako jsou měkkýši nebo korýši, živí těmito řasami, začlení toxiny do svého těla. Když se na ně živí nějaké jiné zvíře, budou trpět následky požití toxinu.

Neexistuje žádné preventivní ani nápravné opatření, které by zcela eliminovalo červený příliv. Mezi opatření, která byla vyzkoušena, patří:

• Fyzická kontrola: eliminace řas fyzikálními postupy, jako je filtrování a další.
• Chemická kontrola: použití produktů, jako jsou algaecidy, jejichž cílem je odstranit nahromaděné řasy na hladině moře. Nedoporučují se však, protože ovlivňují další složky ekosystému.
• Biologická kontrola: tato opatření využívají organismy, které se živí těmito řasami, jakož i některé viry, parazity a bakterie, které jsou díky přirozeným biologickým mechanismům schopny obnovit rovnováhu ekosystému.

Pathogeny

Organismy patřící do skupiny dinoflagelátů nejsou samy o sobě patogenní, ale, jak bylo uvedeno výše, produkují toxiny, které výrazně ovlivňují člověka a jiná zvířata.

Pokud dojde v některých oblastech moře ke zvýšení množství dinoflagelátů, dochází také k produkci toxinů, jako jsou saxitoxiny a goniautoxin.

Dinoflageláty, které jsou důležitou a převládající součástí fytoplanktonu, jsou součástí stravy korýšů, měkkýšů a ryb, ve kterých se toxiny nebezpečně hromadí. Když se živí infikovaným zvířetem, přecházejí na člověka.

Když k tomu dojde, vytvoří se tzv. Syndrom otravy měkkýšů.

Syndrom otravy měkkýšů

Vyskytuje se, když se konzumují měkkýši infikovaní různými toxiny syntetizovanými dinoflageláty. Nyní existuje několik typů toxinů a na nich závisí charakteristika syndromu, který má být vytvořen.

Paralyzující toxin

Způsobuje ochrnutí otravy mořskými plody. Vyrábí se hlavně druhem Gymnodinium catenatum a několika rodem Alexandrium.

Příznaky

• Znecitlivění některých oblastí, jako je obličej, krk a ruce.
• Pocit mravenčení
• Nemoc
• Zvracení
• Ochrnutí svalů

Smrt obvykle přichází v důsledku zástavy dýchacích cest.

Neurotoxický toxin

Způsobuje neurotoxickou otravu. Syntetizuje ho druh patřící do rodu Karenia.

Příznaky

• Těžká bolest hlavy
• Svalová slabost
• Třásl se zimnicí
• Nemoc
• Zvracení
• Zapojení svalů (ochrnutí)

Hnačkový toxin

Je příčinou otravy průjmem způsobenou spotřebou měkkýšů. Vyrábí se podle druhu rodu Dinophysis.

Příznaky

• Průjem
• Nemoc
• Zvracení
• Pravděpodobná tvorba nádorů v zažívacím traktu

Ciguateric toxin

Způsobuje otravu ciguatera tím, že jí ryby. Je syntetizován druhem Gambierdiscus toxus, Ostreopsis spp a Coolia spp.

Příznaky

• Necitlivost a chvění v rukou a nohou
• Nemoc
• Svalová paralýza (v extrémních případech)

Vývoj

Příznaky se začnou objevovat mezi 30 minutami a 3 hodinami po požití kontaminované potravy. Je to proto, že toxin je rychle absorbován ústní sliznicí.

V závislosti na množství přijímaného toxinu mohou být příznaky více či méně závažné.

Eliminační poločas toxinu je přibližně 90 minut. Snížení hladin toxinů v krvi na bezpečné hladiny může trvat až 9 hodin.

Léčba

Bohužel neexistuje žádné antidotum na žádný z toxinů. Léčba je indikována k úlevě od příznaků, zejména respiračních příznaků, a také k odstranění toxinu.

Jedním z obvyklých opatření je vyvolání zvracení, aby se odstranil zdroj otravy. Obvykle se také podává aktivní uhlí, protože je schopné absorbovat toxiny, které jsou odolné vůči působení žaludečního pH.

Podobně se podávají hojné tekutiny, které usilují o korekci možné acidózy a také o urychlení vylučování toxinu ledvinami.

Otrava kterýmkoli z těchto toxinů je považována za pohotovost v nemocnici, a proto musí být léčena tak, že postižené osobě bude okamžitě poskytnuta odborná lékařská péče.

Reference

1. Adl, SM a kol. (2012). "Revidovaná klasifikace eukaryot." Journal of Eukaryotic Microbiology, 59 (5), 429-514
2. Faust, MA a Gulledge, RA (2002). Identifikace škodlivých mořských dinoflagelátů. Příspěvky z amerického národního herbáře 42: 1-144.
3. Gómez F. (2005). Seznam volně žijících dinoflagelátových druhů ve světových oceánech. Acta Botanica Croatica 64: 129-212.
4. Hernández, M. a Gárate, I. (2006). Ochromující otrava syndrom kvůli konzumaci měkkýšů. Rev Biomed. 17. 45-60
5. Van Dolah FM. Toxiny z mořských řas: původ, účinky na zdraví a jejich zvýšený výskyt. Výhled na životní prostředí. 2000; 108 Suppl 1: 133-41.