PERIFYTON: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE, SLOŽKY, RŮST - BIOLOGIE - 2025

Perifyton, známý některými jako biofilm lze definovat jako soubor mikroorganismů, které tvoří určitý druh obložení z nebo je ukotven na různých substrátech. Mikroorganismy, které tvoří perifyt, jsou drženy pohromadě díky přítomnosti extracelulární matrice, kterou vylučují.

Vzhledem k velké rozmanitosti mikroorganismů v perifytonu se vyskytuje ve všech typech stanovišť, dokonce i v nejnepříznivějších klimatických podmínkách, jako jsou ledovce a dokonce i horké prameny.

Periphyton. Zdroj: Everglades NPS z Homestead, Florida, Spojené státy americké

Z ekologického hlediska je perifyt velmi důležitý, protože plní různé funkce v ekosystémech, mezi nimiž vyniká jeho kapacita jako ukazatele úrovně znečištění.

Obecné vlastnosti

Perifyt je komplexní tkaná síť, která je obecně připojena k některému typu substrátu ponořeného do vody. Podobně, vzhledem k tomu, že organismy, které jej obsahují, mají tendenci se exponenciálně množit, má perifyton rychlý růst. Je tomu tak proto, že v médiu jsou potřebné živiny pro optimální vývoj mikroorganismů.

Podobně je jednou z nejvýznamnějších charakteristik periferie to, že organismy, které ji tvoří, vylučují určitý druh extracelulární matrice želatinové konzistence, která je drží pohromadě a ukotvuje se navzájem a k substrátu.

Perifyt je složen z celé řady mikroorganismů, jako jsou bakterie, prvoky a řasy. Každý z nich přispívá svými vlastnostmi a vlastnostmi pro perifyton k prosperitě, rozvoji a převahě.

Morfologie

Morfologicky je perifyt pozorován jako tenký koberec, který pokrývá různé povrchy nalezené ve vodách. Je tvořen širokou škálou mikroorganismů různých typů, jako jsou řasy, bakterie, houby a prvoky, které vylučují polysacharidovou matrici, ve které jsou zhutněny.

Ačkoli se zjistí, že perifyt pokrývá širokou škálu substrátů, zdá se, že nový výzkum naznačuje, že se vyskytuje hlavně na rostlinách.

Někteří odborníci to popisují jako druh trávy, jejíž tloušťka se může lišit v závislosti na ekosystému, ve kterém se nachází. Struktura perifytonu je poměrně hladká a podle některých odborníků dokonce klasifikována jako slimák. Převládající barva je zelená, což zrádá množství fotosyntetických organismů v jejím složení.

Komponenty

Složky perifytonu jsou velmi rozmanité, hlavně členy monery a protista království.

Organismy království Monera

Množství bakterií přítomných v perifytonu je velmi hojné. Bakteriální druhy samozřejmě nejsou standardní, ale jsou závislé na ekosystému, ve kterém se vyskytují.

Avšak s přihlédnutím k různým studiím, ve kterých byl charakterizován perifyt v různých oblastech po celém světě, lze prokázat, že prokaryotické rody přítomné v něm s vyšší frekvencí jsou následující:

• Enterobacter sp: je tvořen anaerobními bakteriemi, které jsou převážně rozkladem organické hmoty. Provádějí také fermentační proces, kterým metabolizují uhlohydráty, a také za aerobních podmínek jsou schopni oxidovat velké množství substrátů. Některé jsou také uznávané lidské patogeny.
• Pseudomonas sp: jsou gramnegativní bakterie ve tvaru bacilu, které se daří hlavně v prostředích bohatých na kyslík. Jsou to katalázově pozitivní organismy, takže mohou degradovat peroxid vodíku. Díky své metabolické rozmanitosti mají schopnost kolonizovat širokou škálu prostředí, a proto je lze v mnoha ekosystémech najít jako složky perifytonu.
• Citrobacter sp: skupina tvořená bacilárními bakteriemi, které mají aerobní metabolismus. Jsou gramnegativní a dokážou fermentovat některé uhlohydráty, jako je laktóza. Jsou to obyčejní obyvatelé vody a půdy, proto jsou pravidelnými součástmi perifytonu.
• Jiné bakteriální typy: jiné bakteriální rody, které byly nalezeny jako složky perifytonu v mnoha prostředích, jsou mimo jiné Chromobacterium sp, Acinetobacter sp, Stenotrophomonas sp a Klebsiella sp.
• Cyanobacteria: Tito jsou obecně známí jako modrozelené řasy. Ve svých buňkách mají pigmenty, jako je chlorofyl, takže některé mohou fotosyntetizovat. Jsou také schopni použít atmosférický dusík jako zdroj tohoto prvku.

Organismy protistického království

Členy království protista, které jsou součástí perifytonu, jsou řasy a prvoky, mezi nimiž jsou:

• Chlorofyty: jsou to tzv. Zelené řasy, s bohatým chlorofylem v buňkách, což jim dává jejich charakteristickou zelenou barvu. Vzhledem k přítomnosti chlorofylu jsou to autotrofní organismy, schopné provádět fotosyntetický proces. Jeho velikost je proměnlivá a v řasách lze pozorovat zelené řasy, makroskopické i mikroskopické. Mezi rody zelených řas nalezených v perifytonu lze mimo jiné uvést Ulothrix, Chaetophora a Oedogonium.
• Rhodophytas: běžně známý jako červené řasy. Obvykle jsou mnohobuněčné a obsahují chlorofyl a další pigmenty, jako jsou karotenoidy. Ta přispívá k tomu, že jí dává typické červené zabarvení. Jedním z nejčastěji se vyskytujících rodů červených řas v perifytonu je Hildebrandia.
• Diatomy: jedná se o jednobuněčné řasy docela běžné v mořských stanovištích. Vyznačují se tím, že jejich buňky jsou omezeny buněčnou stěnou tvořenou hydratovaným oxidem křemičitým. Jsou schopni fotosyntézy. Nejběžnějšími rozsivkovými rody v perifytonu jsou mimo jiné Cocconeis, Cymbella a Navicula.

Diatom, řádný člen perifytonu. Zdroj: Picturepest

• Protozoa: jsou charakterizovány jako eukaryotické mikroskopické organismy, jednobuněčné a obecně heterotrofní. Někteří mají bičíky, které jim pomáhají v procesu lokomoce. Mezi běžné protozoální rody v perifytonu patří mimo jiné Stentor, Vorticella, Euplotes a Epistylis.

Zvýšit

Růst a vývoj perifytonu je postupný proces, který zahrnuje několik fází:

• Kontakt a ukotvení k povrchu: je to počáteční fáze procesu formování perifytonu. V této fázi začnou bakterie a další mikroorganismy, které ji tvoří, navázat určitá spojení se substrátem a ukotvit se k němu. Zpočátku jsou tato spojení poněkud slabá, ale jak počet mikroorganismů roste, stávají se silnějšími.
• Tvorba mikrokolonií: mikroorganismy, které se ukotvily k substrátu, se začnou množit, hlavně asexuálně binárním štěpením.
• Komunikace mezi molekulami a produkce extracelulární matrice: mechanismem známým jako "snímání kvora" jsou vytvořeny vazby mezi různými buňkami. Rovněž se zvyšuje produkce EPS (extracelulárních polymerních látek), což přispívá k těsnému spojení mikroorganismů.
• Zrání perifytů: již v této fázi se začíná vyvíjet složitá struktura. Zde se organismy, které tvoří perifyt, začnou přizpůsobovat aspektům, jako je dostupnost kyslíku a některých živin.

Fáze růstu perifytonu. Zdroj: Aalexopo

Nástroj

Perifyt je v životně důležitých prvcích v ekosystémech, protože jeho prostřednictvím je například možné určit stupeň kontaminace a vyčistit znečištěné vody. Stejně tak perifyt slouží jako zdroj potravy pro ryby v ekosystému, ve kterém se nachází, a používá se tedy také v akvakultuře.

Indikátor znečištění a kvality vody

Perifyt byl používán v mnoha ekosystémech jako indikátor úrovně znečištění. Je to proto, že existují organismy, které mají předurčení pro určité složky, které lze považovat za znečišťující látky.

V tomto smyslu, pokud chcete znát úroveň kontaminace místa, můžete odebrat vzorek perifytonu, který tam rostl, a identifikovat mikroorganismy v něm přítomné.

Znalostí vztahu mezi některými mikroorganismy v perifytonu a určitými znečišťujícími látkami je možné bezesporu dospět k závěru, zda je prostředí kontaminováno nebo ne.

Podobně lze perifyton použít ke stanovení kvality vody díky vysoké citlivosti na změny a rychlé reakci, kterou na ně vytváří.

Čistič ekosystémů

Různé studie ukázaly, že perifyton je vynikajícím čističem ekosystémů. Důvodem je to, že mikroorganismy, které jej tvoří, jsou schopné absorbovat a metabolizovat určité znečišťující prvky, jako jsou některé kovy, jako je zinek, kadmium, měď a nikl.

Tímto způsobem výrazně snižují úroveň znečištění na určitých místech. V současné době se zkoumá jeho schopnost odstraňovat škodlivé chemikálie a také snižovat zákal vody.

Krmivo pro ryby a odvětví akvakultury

Ukázalo se, že perifyt je zdrojem potravy pro některé ryby, které vykazují určité úpravy, které jim umožňují škrábat perifyt ze substrátu. Rovněž byl použit v některých projektech, které se týkají akvakultury, aby krmily takto získané ryby a měkkýše.

Reference

1. Aloi, E. (1990). Kritická recenze nedávných metod sladkovodní perifytové pole. Kanadský deník rybolovu a vodních věd. 47. 656-670.
2. Haiying, L., Feng, Y., Wang, J. a Wu, Y. (2016). Reakce morfologie, struktury a funkce perifytonu na extrémní zatížení živinami. Znečištění životního prostředí. 214. 878-884.
3. Hall-Stoodley, L. a Stoodley, P. (2002). Regulace vývoje mikrobiálních biofilmů. Aktuální názor v biotechnologii, 13: 228-233.
4. Hill, W., Ryon, M., Smith, J. a Marshall, s. (2010). Role perifytonu při zprostředkování účinků znečištění v proudovém ekosystému. Management životního prostředí. 45 (3). 563-76.
5. Rojas, J. (2005). Bakteriální rozmanitost v perifytonu v kořenech eichornie sp, spia pistia a azolla sp, v umělé mokřině zemské univerzity. Při pohledu na: repositoriotec.tec.ac.cr
6. Voltolina, D:, Audelo, J., Romero, E. a Pacheco, M. (2013). Podpora perifytů pro chov bílých krevet: směrem k ekologické akvakultuře. Bulletin institutu pro rybolov v Sao Paulu. 39.
7. Yadav, R., Kumar, P., Saini, V., Sharma, B. (2017). Význam perifytů pro akvakulturu. Aqua hvězda 38-43.