Kaj je fitoplankton? Večina fitoplanktona je premajhnih, da bi jih bilo mogoče videti s prostim očesom. Vendar pa je v dovolj velikih količinah nekatere vrste mogoče videti kot barvne lise na površini vode, zaradi vsebnosti klorofila v njihovih celicah in pomožnih pigmentov, kot so fikobiliproteini ali ksantofili.
Kaj je fitoplankton
Fitoplankton so fotosintetični mikroskopski biotski organizmi, ki živijo v zgornji plasti vode skoraj vseh oceanov in jezer na Zemlji. So ustvarjalci organskih spojin iz ogljikovega dioksida, raztopljenega v vodi – torej iniciatorji procesa, ki vzdržuje vodno prehranjevalno mrežo.
fotosinteza
Fitoplankton pridobiva energijo s fotosintezo in zato mora živeti v dobro osvetljenem površinskem sloju (imenovanem evfotično območje) oceana, morja, jezera ali drugega vodnega telesa. Fitoplankton predstavlja približno polovico vsehfotosintetske aktivnosti na Zemlji. Njegova kumulativna fiksacija energije v ogljikovih spojinah (primarna proizvodnja) je osnova za veliko večino oceanskih in številnih sladkovodnih prehranjevalnih verig (kemosinteza je pomembna izjema).
Edinstvene vrste
Čeprav so skoraj vse vrste fitoplanktona izjemni fotoavtotrofi, so nekatere tudi mitotrofi. Običajno so to nepigmentirane vrste, ki so pravzaprav heterotrofne (slednje pogosto štejemo za zooplankton). Najbolj znani so rodovi dinoflagelar, kot sta Noctiluca in Dinophysis, ki pridobivajo organski ogljik z zaužitjem drugih organizmov ali detritnega materiala.
pomen
Fitoplankton absorbira energijo sonca in hranila iz vode za proizvodnjo lastne hrane. Med fotosintezo se v vodo sprosti molekularni kisik (O2). Ocenjuje se, da približno 50 % ali 85 % svetovnega kisika prihaja iz fotosinteze fitoplanktona. Preostanek nastane s fotosintezo kopenskih rastlin. Če želite razumeti, kaj je fitoplankton, se morate zavedati njegovega velikega pomena za naravo.
Odnos z minerali
Fitoplankton je kritično odvisen od mineralov. To so predvsem makrohranila, kot so nitrati, fosfati ali silicijeva kislina, katerih razpoložljivost določa ravnovesje med tako imenovano biološko črpalko in dvigom globokih, s hranili bogatih voda. Vendar pa na velikih območjihV oceanih, kot je Južni ocean, je fitoplankton omejen tudi zaradi pomanjkanja mikrohranil železa. Zaradi tega so nekateri znanstveniki zagovarjali gnojenje z železom kot sredstvo za preprečevanje kopičenja ogljikovega dioksida (CO2), ki ga proizvede človek, v ozračju.
Znanstveniki eksperimentirajo z dodajanjem železa (običajno v obliki soli, kot je železov sulfat) v vodo, da bi spodbudili rast fitoplanktona in odstranili atmosferski CO2 v ocean. Vendar so spori glede upravljanja ekosistema in učinkovitosti gnojenja železa upočasnili takšne poskuse.
Različica
Izraz "fitoplankton" zajema vse fotoavtotrofne mikroorganizme v vodnih prehranjevalnih verigah. Vendar pa je za razliko od kopenskih skupnosti, kjer je večina avtotrofov rastlin, fitoplankton raznolika skupina, vključno s protozojskimi evkarionti, kot so evbakterijski in arhebakterijski prokarionti. Znanih je okoli 5000 vrst morskega fitoplanktona. Kako se je ta raznolikost razvila kljub omejenim virom hrane, še ni jasno.
Najpomembnejše skupine fitoplanktona vključujejo diatomeje, cianobakterije in dinoflagelate, čeprav so v tej zelo raznoliki skupini zastopane številne druge skupine alg. Ena skupina, kokolitoforidi, je (delno) odgovorna za sproščanje znatnih količin dimetil sulfida (DMS) v ozračje. DMS oksidira, da tvori sulfat, kar lahko na območjih z nizko koncentracijo aerosolnih delcevprispevajo k nastanku posebnih območij zračne kondenzacije, kar vodi predvsem v povečanje oblačnosti in megle nad vodo. Ta lastnost je značilna tudi za jezerski fitoplankton.
Vse vrste fitoplanktona v različnih ekosistemih vzdržujejo različne trofične (tj. hrano) ravni. V oligotrofnih oceanskih regijah, kot sta Sargaško morje ali južni Tihi ocean, so najpogostejši fitoplankton majhne enocelične vrste, imenovane pikoplankton in nanoplankton (imenovana tudi pikoflagelati in nanoflagelati). Fitoplankton se v glavnem razume kot cianobakterije (Prochlorococcus, Synechococcus) in pikoevkarionti, kot je Micromonas. V bolj produktivnih ekosistemih so veliki dinoflagelati osnova biomase fitoplanktona.
Vpliv na kemično sestavo vode
V začetku dvajsetega stoletja je Alfred C. Redfield odkril podobnosti med elementarno sestavo fitoplanktona in glavnimi raztopljenimi hranili v globokem oceanu. Redfield je predlagal, da razmerje med ogljikom, dušikom in fosforjem (106:16:1) v oceanu nadzirajo zahteve fitoplanktona, saj fitoplankton naknadno sprošča dušik in fosfor, ko se remineralizirata. To tako imenovano "razmerje Redfield" pri opisovanju stehiometrije fitoplanktona in morske vode je postalo temeljno načelo za razumevanje razvoja morske ekologije, biogeokemije in kaj je fitoplankton. Vendar Redfieldov koeficient ni univerzalna vrednost in se lahko razlikuje zaradi sprememb v sestavi eksogenih hranil in mikrobov.v oceanu. Proizvodnja fitoplanktona, kot mora bralec že razumeti, ne vpliva le na raven kisika, ampak tudi na kemično sestavo oceanske vode.
Biološke značilnosti
Dinamična stehiometrija enoceličnih alg odraža njihovo sposobnost shranjevanja hranil v notranjem rezervoarju in spreminjanja sestave osmolita. Različne celične komponente imajo svoje edinstvene stehiometrične značilnosti, na primer naprave za zbiranje podatkov o virih (svetlobah ali hranilih), kot so beljakovine in klorofil, vsebujejo visoko koncentracijo dušika, vendar nizko vsebnost fosforja. Medtem genetski mehanizmi rasti, kot je ribosomska RNA, vsebujejo visoke koncentracije dušika in fosforja (N in P). Prehranjevalna veriga fitoplankton-zooplankton je kljub razliki med tema dvema vrstama bitij osnova ekologije vodnih prostorov po vsem planetu.
Življenjski cikli
Na podlagi porazdelitve virov je fitoplankton razvrščen v tri življenjske faze: preživetje, cvetenje in utrjevanje. Preživeli fitoplankton ima visoko razmerje N:P (dušik in fosfor) (> 30) in vsebuje veliko mehanizmov zbiranja virov za vzdrževanje rasti, ko so viri redki. Cvetoči fitoplankton ima nizko razmerje N:P (<10) in je prilagojen eksponentni rasti. Konsolidirani fitoplankton ima podobno razmerje N:P in Redfield in vsebuje relativno enako razmerje mehanizmov rasti in kopičenja virov.
Sedanjost in prihodnost
Študija, objavljena v Nature leta 2010, je pokazala, da se je morski fitoplankton v svetovnih oceanih v zadnjem stoletju močno zmanjšal. Ocenjuje se, da so se koncentracije fitoplanktona v površinskih vodah od leta 1950 zmanjšale za približno 40 % s hitrostjo približno 1 % na leto, verjetno kot odziv na segrevanje oceanov. Študija je sprožila polemike med znanstveniki in povzročila burne razprave. V naslednji študiji iz leta 2014 so avtorji uporabili veliko podatkovno bazo meritev in revidirali svoje metode analize, da bi obravnavali več objavljenih kritik, vendar so na koncu prišli do podobnih motečih zaključkov: število alg fitoplanktona hitro upada.
