ДИНОФЛАГЕЛЛЯТЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА, КЛАССИФИКАЦИЯ, ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ - БИОЛОГИЯ - 2025

В динофлагелляты являются органы Королевства протистов, основной характеристикой является то , что у них есть пара жгутиков , которые помогут вам двигаться в середине. Впервые они были описаны в 1885 году немецким натуралистом Иоганном Адамом Отто Буетчли. Это довольно большая группа, включающая фотосинтезирующие, гетеротрофные, свободноживущие организмы, паразиты и симбионты.

С экологической точки зрения они очень важны, поскольку вместе с другими микроводорослями, такими как диатомовые водоросли, они составляют фитопланктон, который, в свою очередь, является пищей многих морских животных, таких как рыбы, моллюски, ракообразные и млекопитающие.

Ceratium. Виды динофлагеллят. Источник: Кейсотио, Wikimedia Commons.

Точно так же, когда они разрастаются чрезмерно и бесконтрольно, они вызывают явление, называемое «красный прилив», когда моря окрашиваются в разные цвета. Это представляет собой серьезную экологическую проблему, поскольку сильно влияет на баланс экосистем и организмов, населяющих их.

таксономия

Таксономическая классификация динофлагеллят следующая:

Домен: Eukarya.

Королевство: Протиста.

Superfilo: Alveolata.

Тип : Miozoa.

Подтип: Myzozoa.

Dinozoa

Суперкласс: Dinoflagellata

Морфология

Динофлагелляты - одноклеточные организмы, то есть они состоят из одной клетки. Они различаются по размеру, некоторые настолько малы, что их невозможно увидеть невооруженным глазом (50 микрон), а другие немного больше (2 мм).

Внешний вид

У динофлагеллят можно найти две формы: так называемые панцирные, или текадо, и голые. В первом случае клетка окружена прочной структурой, подобной броне, состоящей из биополимерной целлюлозы.

Этот слой известен как «тик». У голых динофлагеллят защитный слой отсутствует. Поэтому они очень хрупкие и чувствительны к суровым условиям окружающей среды.

Отличительная особенность этих организмов - наличие жгутиков. Это придатки или выступы клетки, которые используются в первую очередь для обеспечения подвижности клетки.

В случае динофлагеллят они имеют два жгутика: поперечный и продольный. Поперечный жгутик окружает клетку и придает ей вращательное движение, а продольный жгутик отвечает за вертикальное движение динофлагеллаты.

У некоторых видов есть гены биолюминесценции в ДНК. Это означает, что они способны излучать определенное свечение (как некоторые медузы или светлячки).

Ядерная структура

Точно так же, как любой эукариотический организм, генетический материал (ДНК и РНК) упакован в структуру, известную как ядро ​​клетки, которое ограничено мембраной, ядерной мембраной.

У организмов, принадлежащих к этому суперклассу, есть очень специфические характеристики, которые делают их уникальными среди эукариот. Во-первых, обнаруживается, что ДНК постоянно составляет хромосомы, которые остаются конденсированными все время (включая все стадии клеточного цикла).

Кроме того, в нем нет гистонов, и ядерная мембрана не распадается в процессе деления клеток, как это происходит в случае других эукариотических организмов.

Цитоплазматическое содержимое

С помощью электронного микроскопа в клетках динофлагеллят можно наблюдать присутствие различных цитоплазматических органелл, типичных для любого эукариота.

К ним относятся: аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум (гладкий и шероховатый), митохондрии, запасающие вакуоли, а также хлоропласты (в случае автотрофных динофлагеллят).

Общие характеристики

Суперкласс Dinoflagellata широк и включает в себя большое количество видов, некоторые из которых сильно отличаются от других. Однако они сходятся во мнениях по определенным характеристикам:

питание

Группа динофлагеллят настолько обширна, что не имеет определенной схемы питания. Есть виды, которые являются автотрофными. Это означает, что они могут синтезировать свои питательные вещества в процессе фотосинтеза. Это происходит потому, что между их цитоплазматическими органеллами у них есть хлоропласты, внутри которых содержатся молекулы хлорофилла.

С другой стороны, есть несколько гетеротрофов, то есть они питаются другими живыми существами или производимыми ими веществами. В этом случае есть виды, которые питаются другими простейшими, принадлежащими к портозойным, диатомовым или даже самими динофлагеллятами.

Точно так же есть некоторые виды, являющиеся паразитами, например, принадлежащие к классу Ellobiopsea, которые являются эктопаразитами некоторых ракообразных.

образ жизни

Этот аспект довольно разнообразен. Есть виды, которые живут свободно, а другие образуют колонии.

Точно так же есть виды, которые устанавливают эндосимбиотические отношения с представителями класса Anthozoa филума Cnidarians, такими как анемоны и кораллы. В этих партнерствах оба члена взаимовыгодны и нуждаются друг в друге для выживания.

Примером этого является вид Gymnodinium microoadriaticum, который в изобилии встречается на коралловых рифах и способствует их образованию.

репродукция

У большинства динофлагеллят размножение происходит бесполым путем, в то время как у некоторых других может происходить половое размножение.

Бесполое размножение происходит посредством процесса, известного как бинарное деление. При этом каждая ячейка делится на две ячейки точно так же, как и родительская.

Динофлагелляты имеют тип бинарного деления, известный как продольное. У этого типа ось деления продольная.

Это деление разнообразное. Например, есть виды, подобные видам рода Ceratium, у которых происходит процесс, называемый десмохизисом. При этом каждая возникшая дочерняя клетка поддерживает половину стенки родительской клетки.

Есть и другие виды, у которых встречается так называемый элеутерохизис. Здесь происходит деление внутри стволовой клетки, и после деления каждая дочерняя клетка создает новую стенку или новую теку, в случае видов теки.

Теперь половое размножение происходит за счет слияния гамет. При этом типе воспроизводства происходит объединение и обмен генетическим материалом между двумя гаметами.

У них есть пигменты

В цитоплазме динофлагеллят присутствуют пигменты различных типов. Большинство из них содержат хлорофилл (типы а и с). Также присутствуют другие пигменты, среди которых выделяются ксантофиллы, перидинин, диадиноксантин, диатоксантин и фукоксантин. Также присутствует бета-каротин.

Производят токсины

Большое количество видов производят токсины трех типов: цитолитические, нейротоксические и гепатотоксические. Они очень токсичны и вредны для млекопитающих, птиц и рыб.

Токсины могут потребляться некоторыми моллюсками, такими как мидии и устрицы, и накапливаться в них на высоких и опасных уровнях. Когда другие организмы, в том числе человек, проглатывают моллюсков, зараженных токсином, они могут вызвать синдром отравления, который, если не лечить вовремя и должным образом, может иметь летальный исход.

Естественная среда

Все динофлагелляты водные. Большинство видов обитает в морских средах обитания, а небольшой процент видов обитает в пресной воде. Они предпочитают районы, куда попадает солнечный свет. Однако экземпляры были обнаружены на больших глубинах.

Температура не кажется ограничивающим элементом для размещения этих организмов, поскольку они были расположены как в теплых, так и в чрезвычайно холодных водах, например, в полярных экосистемах.

Жизненный цикл

Жизненный цикл динофлагеллат опосредуется условиями окружающей среды, поскольку в зависимости от того, благоприятны они или нет, будут происходить различные события.

Точно так же у него есть гаплоидная и диплоидная фазы.

Гаплоидная фаза

В гаплоидной фазе клетка подвергается мейозу, генерируя две гаплоидные клетки (с половиной генетической нагрузки вида). Некоторые ученые называют эти клетки гаметами (+ -).

Когда условия окружающей среды перестают быть идеальными, две динофлагелляты объединяются, образуя зиготу, известную как планозигота, которая является диплоидной (полная генетическая нагрузка вида).

Жизненный цикл динофлагеллат. (1) Двойное деление. (2) Союз двух динофлагеллят. (3) Планозигота. (4) Гипнозигота. (5) Планомейоцит. Источник: Franciscosp2, Wikimedia Commons.

Диплоидная фаза

Позже планозигота теряет свои жгутики и переходит в другую фазу, которая называется гипнозиготой. Он покрыт более твердым и прочным тиком, а также полон резервных веществ.

Это позволит гипнозиготе обезопасить себя от любого хищника и надолго защитить от суровых условий окружающей среды.

Гипнозигота откладывается на морском дне, ожидая, пока условия окружающей среды снова станут идеальными. Когда это происходит, тик, окружающий его, ломается, и это становится промежуточной стадией, известной как планомейоцито.

Это недолгая фаза, поскольку клетка быстро возвращается к своей характерной форме динофлагеллат.

классификация

Динофлагелляты включают пять классов:

• Ellobiopsea: это организмы, которые можно найти в пресноводных или морских средах обитания. Большинство из них являются паразитами (эктопаразитами) некоторых ракообразных.
• Oxyrrhea: он состоит из одного рода Oxirrhis. Организмы этого класса - хищники, обитающие в чисто морских местообитаниях. Его атипичные хромосомы длинные и тонкие.
• Dinophyceae: этот класс включает типичные организмы динофлагеллят. У них есть два жгутика, большинство из них являются фотосинтетическими автотрофами, у них есть жизненный цикл, в котором преобладает гаплоидная фаза, и многие из них представляют собой клеточное защитное покрытие, известное как тека.
• Syndinea: организмы этой группы характеризуются отсутствием течения и паразитическим или эндосимбионтным образом жизни.
• Noctilucea: состоит из определенных организмов, в жизненном цикле которых преобладает диплоидная фаза. Точно так же они гетеротрофны, большие (2 мм) и биолюминесцентные.

"Красный прилив"

Так называемый «красный прилив» - это явление, которое происходит в водоемах, в которых размножаются определенные микроводоросли, входящие в состав фитопланктона, особенно из группы динофлагеллят.

Когда количество организмов значительно увеличивается и они бесконтрольно размножаются, вода обычно окрашивается в различные цвета, среди которых могут быть: красный, коричневый, желтый или охра.

Красный прилив становится отрицательным или вредным, когда размножающиеся виды микроводорослей синтезируют токсины, вредные для других живых существ. Когда некоторые животные, такие как моллюски или ракообразные, питаются этими водорослями, они включают токсины в свое тело. Когда некоторые другие животные питаются ими, они страдают от последствий проглатывания токсина.

Не существует превентивных или лечебных мер, которые полностью устранят красный прилив. Среди опробованных мер:

• Физический контроль: устранение водорослей с помощью физических процедур, таких как фильтрация и другие.
• Химический контроль: использование таких продуктов, как альгициды, целью которых является устранение накопившихся водорослей на поверхности моря. Однако они не рекомендуются, так как влияют на другие компоненты экосистемы.
• Биологический контроль: в этих мерах используются организмы, которые питаются этими водорослями, а также некоторые вирусы, паразиты и бактерии, которые с помощью естественных биологических механизмов способны восстанавливать баланс экосистемы.

патогенез

Организмы, принадлежащие к группе динофлагеллят, сами по себе не являются патогенными, но, как упоминалось выше, вырабатывают токсины, которые сильно влияют на людей и других животных.

Когда в каком-либо районе моря увеличивается количество динофлагеллат, увеличивается и выработка токсинов, таких как сакситоксины и гониутоксины.

Динофлагелляты, которые являются важной и преобладающей частью фитопланктона, входят в рацион ракообразных, моллюсков и рыб, в которых происходит опасное накопление токсинов. Они передаются людям, когда они питаются инфицированным животным.

Когда это происходит, возникает так называемый синдром отравления моллюсками.

Синдром отравления моллюсками

Это происходит при потреблении моллюсков, инфицированных различными токсинами, синтезируемыми динофлагеллятами. Сейчас существует несколько типов токсинов, и от них зависят характеристики синдрома.

Парализующий токсин

Вызывает парализующее отравление морепродуктами. Его производят в основном виды Gymnodinium catenatum и некоторые представители рода Alexandrium.

симптомы

• Онемение некоторых областей, например лица, шеи и рук.
• Ощущение покалывания
• болезни
• рвота
• Мышечный паралич

Смерть обычно наступает в результате остановки дыхания.

Нейротоксический токсин

Вызывает нейротоксическое отравление. Он синтезируется видами, принадлежащими к роду Karenia.

симптомы

• Сильная головная боль
• Мышечная слабость
• Дрожь
• болезни
• рвота
• Вовлечение мышц (паралич)

Диарейный токсин

Это причина диарейного отравления при употреблении моллюсков. Его производят виды рода Dinophysis.

симптомы

• понос
• болезни
• рвота
• Вероятное образование опухолей в пищеварительном тракте

Сигуатерический токсин

Вызывает отравление сигуатерой при употреблении в пищу рыбы. Он синтезируется видами Gambierdiscusxicus, Ostreopsis spp и Coolia spp.

симптомы

• Онемение и дрожь в руках и ногах
• болезни
• Паралич мышц (в крайних случаях)

эволюция

Симптомы начинают проявляться через 30 минут - 3 часа после приема зараженной пищи. Это связано с тем, что токсин быстро всасывается через слизистую оболочку полости рта.

В зависимости от количества проглоченного токсина симптомы могут быть более или менее серьезными.

Период полувыведения токсина составляет примерно 90 минут. Снижение уровня токсинов в крови до безопасного уровня может занять до 9 часов.

лечение

К сожалению, противоядия от токсинов нет. Лечение показано для облегчения симптомов, особенно респираторных, а также для устранения токсина.

Одна из обычных мер - вызвать рвоту, чтобы устранить источник отравления. Также обычно применяют активированный уголь, поскольку он способен абсорбировать токсины, устойчивые к действию pH желудочного сока.

Точно так же вводят обильное количество жидкости, которое направлено на коррекцию возможного ацидоза, а также на ускорение выведения токсина через почки.

Отравление любым из этих токсинов считается экстренной ситуацией в больнице и требует немедленного лечения пострадавшего.

Ссылки

1. Adl, SM et al. (2012). «Пересмотренная классификация эукариот». Журнал эукариотической микробиологии, 59 (5), 429-514
2. Фауст, М.А., Галледж, Р.А. (2002). Выявление вредных морских динофлагеллят. Материалы из Национального гербария США 42: 1-144.
3. Гомес Ф. (2005). Список свободноживущих видов динофлагеллят в Мировом океане. Acta Botanica Croatica 64: 129-212.
4. Эрнандес, М. и Гарате, И. (2006). Синдром отравления калеками из-за употребления в пищу моллюсков. Rev Biomed. 17. 45-60
5. Ван Дола FM. Токсины морских водорослей: происхождение, воздействие на здоровье и их повышенное распространение. Перспектива здоровья окружающей среды. 2000; 108 Дополнение 1: 133-41.