DINOFLAGELÁTY: VLASTNOSTI, KLASIFIKÁCIA, ŽIVOTNÝ CYKLUS - BIOLÓGIE - 2025

Tieto dinoflagellates sú agentúry kráľovstva Protista, ktorého hlavnou charakteristikou je, že majú pár bičíkov, ktoré vám pomôžu prejsť v stredu. Prvýkrát ich opísal nemecký prírodovedec Johann Adam Otto Buetschli. Ide o pomerne veľkú skupinu vrátane fotosyntetických, heterotrofných, voľne žijúcich organizmov, parazitov a symbiontov.

Z ekologického hľadiska sú veľmi dôležité, pretože spolu s ďalšími mikroriasami, ako sú diatomy, tvoria fytoplanktón, ktorý je zase potravou mnohých morských živočíchov, ako sú ryby, mäkkýše, kôrovce a cicavce.

Ceratium. Druhy dinoflagelátov. Zdroj: Keisotyo, z Wikimedia Commons

Podobne, keď množia prehnane a nekontrolovateľne, vedú k javu zvanému „Červený príliv“, v ktorom sú moria morené rôznymi farbami. To predstavuje vážny environmentálny problém, pretože to výrazne ovplyvňuje rovnováhu ekosystémov a organizmov, ktoré ich obývajú.

taxonómie

Taxonomická klasifikácia dinoflagelátov je nasledovná:

Doména: Eukarya.

Kingdom: Protista.

Superfilo: Alveolata.

Phylum : Miozoa.

Subphylum : Myzozoa.

Dinozoa

Superclass: Dinoflagellata

morfológia

Dinoflageláty sú jednobunkové organizmy, to znamená, že sú vyrobené z jednej bunky. Líšia sa veľkosťou, niektoré sú také malé, že ich nemožno vidieť voľným okom (50 mikrónov), zatiaľ čo iné sú o niečo väčšie (2 mm).

Vonkajší vzhľad

V dinoflagelátoch sa nachádzajú dve formy: tzv. Obrnené alebo tecadové a nahé. V prvom prípade je bunka obklopená odolnou štruktúrou, ako je pancier, vytvorenou z biopolymérnej celulózy.

Táto vrstva sa nazýva „teak“. V holých dinoflagelátoch nie je prítomná ochranná vrstva. Preto sú veľmi krehké a náchylné na nepriaznivé podmienky prostredia.

Charakteristickým rysom týchto organizmov je prítomnosť bičíkov. Jedná sa o bunkové prílohy alebo projekcie, ktoré sa používajú primárne na zabezpečenie mobility bunky.

V prípade dinoflagelátov predstavujú dva bičíky: priečny a pozdĺžny. Priečny bičík obklopuje bunku a dáva jej rotačný pohyb, zatiaľ čo pozdĺžny bičík je zodpovedný za vertikálny pohyb dinoflagelátu.

Niektoré druhy majú vo svojej DNA bioluminiscenčné gény. To znamená, že sú schopní vyžarovať určitú žiaru (ako napríklad medúza alebo svetluška).

Jadrová štruktúra

Podobne ako každý eukaryotický organizmus je genetický materiál (DNA a RNA) balený do štruktúry známej ako bunkové jadro, ktoré je ohraničené membránou, jadrovou membránou.

Teraz majú organizmy patriace do tejto nadtriedy veľmi osobitné vlastnosti, vďaka ktorým sú jedinečné v eukaryotoch. Najprv sa zistí, že DNA sa trvalo vytvára chromozómami, ktoré zostávajú neustále kondenzované (vrátane všetkých fáz bunkového cyklu).

Okrem toho nemá históny a jadrová membrána sa počas procesu bunkového delenia nerozpadá, ako v prípade iných eukaryotických organizmov.

Cytoplazmatický obsah

Z pohľadu elektrónového mikroskopu je možné v dinoflagelátových bunkách pozorovať prítomnosť rôznych cytoplazmatických organel, ktoré sú typické pre všetky eukaryoty.

Patria medzi ne: Golgiho aparát, endoplazmatické retikulum (hladké a drsné), mitochondrie, skladovacie vakuoly, ako aj chloroplasty (v prípade autotrofných dinoflagelátov).

Všeobecné charakteristiky

Supertrieda Dinoflagellata je široká a zahŕňa veľké množstvo druhov, z ktorých niektoré sa veľmi líšia od ostatných. Súhlasia však s určitými charakteristikami:

Výživa

Skupina dinoflagelátov je tak široká, že nemá špecifický vzorec výživy. Existujú druhy, ktoré sú autotrofné. To znamená, že sú schopné syntetizovať svoje živiny pomocou procesu fotosyntézy. K tomu dochádza preto, že medzi svojimi cytoplazmatickými organelami majú chloroplasty, v ktorých sú obsiahnuté molekuly chlorofylu.

Na druhej strane existuje niekoľko heterotrofov, to znamená, že sa živia inými živými bytosťami alebo látkami, ktoré produkujú. V tomto prípade existujú druhy, ktoré sa živia ďalšími protistami patriacimi k portozoanom, rozsievkami alebo dokonca samotnými dinoflagelátmi.

Podobne existujú niektoré druhy, ktoré sú parazitmi, napríklad druhy patriace do triedy Ellobiopsea, ktoré sú ektoparazitmi niektorých kôrovcov.

životný štýl

Tento aspekt je dosť rôznorodý. Existujú druhy, ktoré sú voľne žijúce, zatiaľ čo existujú iné druhy, ktoré tvoria kolónie.

Podobne existujú druhy, ktoré vytvárajú endosymbiotické vzťahy s členmi triedy Anthozoa kmeňa Cnidarians, ako sú sasanky a koraly. V týchto partnerstvách majú obaja členovia vzájomný prospech a potrebujú navzájom prežitie.

Príkladom toho je druh Gymnodinium microoadriaticum, ktorý sa hojne vyskytuje v koralových útesoch a prispieva k ich formovaniu.

rozmnožovanie

Vo väčšine dinoflagelátov je reprodukcia asexuálna, zatiaľ čo u niektorých ďalších môže dôjsť k sexuálnej reprodukcii.

K assexuálnej reprodukcii dochádza prostredníctvom procesu známeho ako binárne štiepenie. V tomto prípade sa každá bunka rozdelí na dve bunky presne rovnaké ako rodičovská bunka.

Dinoflageláty majú typ binárneho štiepenia známeho ako pozdĺžne. V tomto type je os delenia pozdĺžna.

Toto rozdelenie je rôzne. Napríklad existujú druhy podobné tým z rodu Ceratium, v ktorých sa vyskytuje proces nazývaný desmochisis. Pritom každá vytvorená dcérska bunka udržuje polovicu steny rodičovskej bunky.

Existujú aj iné druhy, v ktorých sa vyskytuje niečo, čo sa nazýva eleuterochízia. Tu dochádza k deleniu v kmeňovej bunke a po rozdelení každá dcérska bunka generuje novú stenu alebo novú theku v prípade druhov.

Teraz k sexuálnej reprodukcii dochádza fúziou gamét. Pri tomto type rozmnožovania dochádza k spojeniu a výmene genetického materiálu medzi dvoma gamétami.

Majú pigmenty

Dinoflageláty majú vo svojej cytoplazme rôzne typy pigmentov. Väčšina obsahuje chlorofyl (typ aac). Existujú tiež ďalšie pigmenty, medzi ktorými vynikajú xantopyly peridinín, diadinoxantín, diatoxantín a fukoxantín. Existuje tiež prítomnosť beta-karoténu.

Produkujte toxíny

Veľa druhov produkuje toxíny, ktoré môžu byť troch typov: cytolytické, neurotoxické alebo hepatotoxické. Sú vysoko toxické a škodlivé pre cicavce, vtáky a ryby.

Toxíny môžu konzumovať niektoré mäkkýše, ako sú mušle a ustrice, a akumulujú sa v nich na vysokých a nebezpečných úrovniach. Keď iné organizmy, vrátane človeka, požívajú mäkkýše kontaminované toxínom, môžu predstavovať syndróm otravy, ktorý, ak sa nespracuje včas a správne, môže mať fatálne následky.

habitat

Všetky dinoflageláty sú vodné. Väčšina druhov sa nachádza v morských biotopoch, zatiaľ čo malé percento druhov sa nachádza v sladkej vode. Majú prednosť v oblastiach, kde zasahuje slnečné svetlo. Vzorky sa však našli vo veľkých hĺbkach.

Zdá sa, že teplota nie je obmedzujúcim prvkom pre umiestnenie týchto organizmov, pretože sa nachádzali tak v teplých vodách, ako aj v mimoriadne studených vodách, napríklad v polárnych ekosystémoch.

Životný cyklus

Životný cyklus dinoflagelátov je sprostredkovaný podmienkami prostredia, pretože v závislosti od toho, či sú priaznivé alebo nie, sa vyskytnú rôzne udalosti.

Rovnako má haploidnú a diploidnú fázu.

Haploidná fáza

Vo fáze haploidu sa stáva, že bunka prechádza meiózou a vytvára dve haploidné bunky (s polovičnou genetickou záťažou druhu). Niektorí vedci označujú tieto bunky ako gaméty (+ -).

Ak podmienky prostredia už nie sú ideálne, dva dinoflageláty sa zjednotia a vytvoria zygotu známu ako planozygota, ktorá je diploidná (úplné genetické zaťaženie druhu).

Životný cyklus dinoflagelátu. (1) Binárne štiepenie. (2) Únia dvoch dinoflagelátov. (3) Planozygota. (4) Hypnozygota. (5) Planomeiocyt. Zdroj: Franciscosp2, z Wikimedia Commons

Diplomová fáza

Neskôr planozygota stratí bičík a vyvinie sa do inej fázy, ktorá sa nazýva hypnozygota. Je pokrytý oveľa tvrdším a odolnejším teakom a je tiež plný rezervných látok.

To umožní hypnozygote zostať v bezpečí pred akýmkoľvek predátorom a chrániť ho pred nepriaznivými okolitými podmienkami.

Hypnozygota je uložená na morskom dne a čaká, kým sa podmienky prostredia stanú opäť ideálnymi. Keď k tomu dôjde, teak, ktorý ho obklopuje, sa rozpadne a stáva sa medzistupňou známou ako planomeiocito.

Toto je krátkodobá fáza, keď sa bunka rýchlo vráti do svojho charakteristického dinoflagelátového tvaru.

klasifikácia

Dinoflageláty zahŕňajú päť tried:

• Ellobiopsea: sú to organizmy, ktoré sa nachádzajú v sladkovodných alebo morských biotopoch. Väčšina z nich sú parazity (ektoparazity) niektorých kôrovcov.
• Oxyrrhea: je tvorená jedným rodom Oxirrhis. Organizmy tejto triedy sú dravcami, ktorí sa nachádzajú v čisto morských biotopoch. Jeho atypické chromozómy sú dlhé a tenké.
• Dinophyceae: Táto trieda zahŕňa typické dinoflagelátové organizmy. Majú dva bičíky, väčšina z nich sú fotosyntetické autotrofy, majú životný cyklus, v ktorom prevláda haploidná fáza, a mnoho z nich predstavuje bunkový ochranný obal známy ako theca.
• Syndinea: organizmy tejto skupiny sa vyznačujú tým, že nevykazujú štiepenie a majú parazitický alebo endosymbiontský životný štýl.
• Noctilucea: je zložená z konkrétnych organizmov, v ktorých životnom cykle prevažuje diploidná fáza. Rovnako sú heterotrofné, veľké (2 mm) a bioluminiscenčné.

„Červený príliv“

Takzvaný „Red Tide“ je jav, ktorý sa vyskytuje v vodných útvaroch, v ktorých sa množia určité mikroriasy, ktoré sú súčasťou fytoplanktónu, najmä tie zo skupiny dinoflagelátov.

Keď sa počet organizmov značne zvyšuje a nekontrolovateľne sa množia, voda sa obvykle zafarbí v rôznych farbách, medzi ktorými môžu byť: červená, hnedá, žltá alebo okrová.

Červený príliv sa stáva negatívnym alebo škodlivým, keď množiace sa druhy mikro rias syntetizujú toxíny, ktoré sú škodlivé pre iné živé bytosti. Keď niektoré zvieratá, ako sú mäkkýše alebo kôrovce, živia tieto riasy, začleňujú toxíny do svojho tela. Keď sa na nich kŕmia nejaké iné zvieratá, budú trpieť následkami požitia toxínu.

Neexistuje žiadne preventívne ani nápravné opatrenie, ktoré by úplne eliminovalo červený príliv. Medzi vyskúšané opatrenia patria:

• Fyzická kontrola: odstránenie rias fyzikálnymi postupmi, ako je filtrovanie a iné.
• Chemická kontrola: použitie výrobkov, ako sú algaecidy, ktorých cieľom je odstrániť nahromadené riasy na morskej hladine. Neodporúčajú sa však, pretože ovplyvňujú ďalšie zložky ekosystému.
• Biologická kontrola: tieto opatrenia využívajú organizmy, ktoré sa živia týmito riasami, ako aj niektoré vírusy, parazity a baktérie, ktoré sú prostredníctvom prírodných biologických mechanizmov schopné obnoviť rovnováhu ekosystému.

pathogen

Organizmy patriace do skupiny dinoflagelátov nie sú samy osebe patogénne, ale, ako je uvedené vyššie, produkujú toxíny, ktoré výrazne ovplyvňujú ľudí a iné zvieratá.

Ak v niektorých morských oblastiach dôjde k zvýšeniu množstva dinoflagelátov, produkcia toxínov, ako sú saxitoxíny a goniautoxín.

Dinoflageláty, ktoré sú dôležitou a prevažujúcou súčasťou fytoplanktónu, sú súčasťou výživy kôrovcov, mäkkýšov a rýb, v ktorých sa toxíny nebezpečne hromadia. Keď sa živia infikovaným zvieraťom, prechádzajú na človeka.

Keď sa to stane, vznikne tzv. Syndróm otravy mäkkýšov.

Syndróm otravy mäkkýšov

Vyskytuje sa, keď sa konzumujú mäkkýše infikované rôznymi toxínmi syntetizovanými dinoflagelátmi. Teraz existuje niekoľko typov toxínov a charakteristiky syndrómu, ktorý sa má vygenerovať, závisia od nich.

Paralyzujúci toxín

Spôsobuje ochrnutie otravy morskými plodmi. Vyrába sa hlavne z druhov Gymnodinium catenatum a niekoľkých rodu Alexandrium.

príznaky

• Znecitlivenie niektorých oblastí, napríklad tváre, krku a rúk.
• Pocit brnenia
• choroba
• zvracanie
• Ochrnutie svalov

Smrť zvyčajne prichádza v dôsledku zástavy dýchacích ciest.

Neurotoxický toxín

Spôsobuje neurotoxické otravy. Syntetizuje ho druh patriaci do rodu Karenia.

príznaky

• Silná bolesť hlavy
• Svalová slabosť
• Trepe sa zimnica
• choroba
• zvracanie
• Zapojenie svalov (paralýza)

Hnačkový toxín

Je príčinou otravy hnačkami v dôsledku konzumácie mäkkýšov. Vyrába sa podľa druhu rodu Dinophysis.

príznaky

• Hnačka
• choroba
• zvracanie
• Pravdepodobná tvorba nádorov v zažívacom trakte

Ciguateric toxin

Spôsobuje otravu ciguatera jedením rýb. Syntetizuje ho druh Gambierdiscus toxus, Ostreopsis spp a Coolia spp.

príznaky

• Necitlivosť a chvenie v rukách a nohách
• choroba
• Ochrnutie svalov (v extrémnych prípadoch)

vývoj

Príznaky sa začnú objavovať medzi 30 minútami a 3 hodinami po požití kontaminovanej potravy. Je to preto, že toxín sa rýchlo absorbuje ústnou sliznicou.

V závislosti od množstva prijatého toxínu môžu byť príznaky viac alebo menej závažné.

Eliminačný polčas toxínu je približne 90 minút. Zníženie hladín toxínov v krvi na bezpečné hladiny môže trvať až 9 hodín.

liečba

Bohužiaľ neexistuje žiadne antidotum proti jedu z toxínov. Liečba je určená na zmiernenie príznakov, najmä respiračných príznakov, ako aj na odstránenie toxínu.

Jedným z obvyklých opatrení je vyvolanie zvracania, aby sa odstránil zdroj otravy. Obvykle sa tiež podáva aktívne uhlie, pretože je schopné absorbovať toxíny, ktoré sú rezistentné na pôsobenie žalúdočného pH.

Podobne sa podávajú hojné tekutiny, ktoré sa usilujú korigovať možnú acidózu a urýchľujú vylučovanie toxínu obličkami.

Otrava ktorýmkoľvek z týchto toxínov sa považuje za núdzovú situáciu v nemocnici, a preto sa musí liečiť tak, aby sa postihnutej osobe poskytlo okamžité lekárske ošetrenie.

Referencie

1. Adl, SM a kol. (2012). "Revidovaná klasifikácia eukaryotov." Journal of Eukaryotic Microbiology, 59 (5), 429-514
2. Faust, MA a Gulledge, RA (2002). Identifikácia škodlivých morských dinoflagelátov. Príspevky Národného herbára Spojených štátov 42: 1-144.
3. Gómez F. (2005). Zoznam voľne žijúcich dinoflagelátových druhov vo svetových oceánoch. Acta Botanica Croatica 64: 129-212.
4. Hernández, M. a Gárate, I. (2006). Syndróm ochromenia otravy v dôsledku konzumácie mäkkýšov. Rev Biomed. 17. 45-60
5. Van Dolah FM. Toxíny z morských rias: pôvod, účinky na zdravie a ich zvýšený výskyt. Perspektíva zdravia životného prostredia. 2000; 108 Suppl. 1: 133-41.