ПЕРИФИТОН: ХАРАКТЕРИСТИКА, МОРФОЛОГИЯ, КОМПОНЕНТЫ, РОСТ - БИОЛОГИЯ

Перифитон , известный некоторыми как биопленки может быть определена как набор микроорганизмов, образующих своего рода подкладкой из или прикрепленных к различным субстратам. Микроорганизмы, составляющие перифитон, удерживаются вместе благодаря наличию внеклеточного матрикса, который они секретируют.

Из-за большого разнообразия микроорганизмов в перифитоне его можно найти во всех типах местообитаний, даже в самых неблагоприятных климатических условиях, таких как ледники и даже горячие источники.

Перифитон. Источник: NPS Эверглейдс из Хомстеда, Флорида, США.

С экологической точки зрения перифитон очень важен, так как он выполняет различные функции в экосистемах, среди которых выделяется его способность служить индикатором уровня загрязнения.

Общие характеристики

Перифитон представляет собой сложную тканую сеть, которая обычно прикрепляется к некоторому типу субстрата, погруженного в воду. Точно так же, учитывая, что организмы, составляющие его, имеют тенденцию к экспоненциальному воспроизводству, перифитон имеет быстрый рост. Это связано с тем, что в среде содержатся питательные вещества, необходимые для оптимального развития микроорганизмов.

Точно так же одной из наиболее примечательных характеристик периферии является то, что организмы, которые ее составляют, секретируют своего рода внеклеточный матрикс студенистой консистенции, который удерживает их вместе и прикрепляет друг к другу и к субстрату.

Перифитон состоит из широкого спектра микроорганизмов, таких как бактерии, простейшие и водоросли. Каждый из них вносит свои особые свойства и характеристики для процветания, развития и преобладания перифитона.

Морфология

Морфологически перифитон представляет собой тонкий ковер, покрывающий различные поверхности воды. Он состоит из широкого спектра микроорганизмов разных типов, таких как водоросли, бактерии, грибы и простейшие, которые секретируют полисахаридный матрикс, в котором они уплотнены.

Хотя обнаружено, что перифитон покрывает широкий спектр субстратов, новые исследования показывают, что он встречается в основном на растениях.

Некоторые специалисты описывают его как разновидность травы, толщина которой может варьироваться в зависимости от экосистемы, в которой она встречается. Текстура перифитона довольно гладкая, некоторыми специалистами даже классифицируется как слизняк. Преобладающий цвет - зеленый, что свидетельствует об изобилии фотосинтезирующих организмов в его составе.

Составные части

Компоненты перифитона весьма разнообразны, в основном это представители царств монеров и протистов.

Организмы королевства Монера

Количество бактерий, присутствующих в перифитоне, очень велико. Конечно, виды бактерий нестандартны, скорее они зависят от экосистемы, в которой они обитают.

Однако, принимая во внимание различные исследования, в которых была охарактеризована перифитон различных областей по всему миру, можно установить, что прокариотические роды, присутствующие в нем с большей частотой, следующие:

Enterobacter sp : состоит из анаэробных бактерий, которые в основном разлагают органические вещества. Они также осуществляют процесс ферментации, в ходе которого они метаболизируют углеводы, а также в аэробных условиях они способны окислять большое количество субстратов. Некоторые также признаны патогенами человека.
Pseudomonas sp : это грамотрицательные бактерии в форме палочки, которые в основном процветают в богатой кислородом среде. Это каталаза-положительные организмы, поэтому они могут разлагать перекись водорода. Благодаря метаболическому разнообразию они обладают способностью колонизировать широкий спектр сред, что позволяет находить их в качестве компонентов перифитона во многих экосистемах.
Citrobacter sp : группа, состоящая из бациллярных бактерий, обладающих аэробным метаболизмом. Они грамотрицательны и способны ферментировать некоторые углеводы, например, лактозу. Они обычные обитатели воды и почвы, поэтому входят в состав перифитона.
Другие типы бактерий : другие роды бактерий, которые были обнаружены как компоненты перифитона во множестве сред, среди них Chromobacterium sp, Acinetobacter sp, Stenotrophomonas sp и Klebsiella sp.
Цианобактерии: они обычно известны как сине-зеленые водоросли. В их клетках есть пигменты, такие как хлорофилл, поэтому некоторые из них могут фотосинтезировать. Они также могут использовать атмосферный азот в качестве источника этого элемента.

Организмы протистского царства

Члены царства протистов, входящие в состав перифитона, - это водоросли и простейшие, среди которых:

Хлорофиты: это так называемые зеленые водоросли с обильным содержанием хлорофилла в клетках, что придает им характерный зеленый цвет. Благодаря наличию хлорофилла они являются автотрофными организмами, способными осуществлять процесс фотосинтеза. Его размер варьируется, и зеленые водоросли можно наблюдать в перифитоне как макроскопически, так и микроскопически. Среди родов зеленых водорослей, встречающихся в перифитоне, можно упомянуть Ulothrix, Chaetophora и Oedogonium, среди прочих.
Родофиты: широко известные как красные водоросли. Обычно они многоклеточные и содержат хлорофилл и другие пигменты, такие как каротиноиды. Последние способствуют приданию ему типичной красноватой окраски. Один из наиболее часто встречающихся в перифитоне родов красных водорослей - Hildebrandia.
Диатомовые водоросли: это одноклеточные водоросли, довольно часто встречающиеся в морской среде обитания. Они характеризуются тем, что их клетки ограничены клеточной стенкой, состоящей из гидратированного диоксида кремния. Они способны к фотосинтезу. Наиболее распространенными родами диатомовых в перифитоне являются, среди прочего, Cocconeis, Cymbella и Navicula.

Диатомовые водоросли, регулярный член перифитона. Источник: Picturepest

Простейшие: они характеризуются тем, что являются эукариотическими микроскопическими организмами, одноклеточными и в целом гетеротрофными. У некоторых есть жгутики, которые помогают им в процессе передвижения. Общие роды простейших в перифитоне - это Stentor, Vorticella, Euplotes и Epistylis, а также многие другие.

Увеличение

Рост и развитие перифитона - постепенный процесс, который включает несколько этапов:

Контакт и закрепление на поверхности: это начальная фаза процесса образования перифитона. На этом этапе бактерии и другие микроорганизмы, которые его образуют, начинают устанавливать определенные связи с субстратом и прикрепляться к нему. Вначале эти связи несколько слабые, но по мере роста количества микроорганизмов они становятся сильнее.
Формирование микроколоний: микроорганизмы, закрепившиеся на субстрате, начинают размножаться, в основном, бесполым путем путем бинарного деления.
Связь между молекулами и выработка внеклеточного матрикса: через механизм, известный как «распознавание кворума», между различными клетками устанавливаются связи. Точно так же увеличивается выработка EPS (внеклеточных полимерных веществ), которые способствуют сближению микроорганизмов.
Созревание перифитона: уже на этом этапе начинает развиваться сложная структура. Здесь организмы, составляющие перифитон, начинают адаптироваться к таким аспектам, как доступность кислорода и некоторых питательных веществ.

Этапы роста перифитона. Источник: Aalexopo

Утилита

Перифитон является жизненно важным элементом в экосистемах, поскольку с его помощью можно, например, определить степень загрязнения, а также очистить загрязненные воды. Таким же образом перифитон служит источником пищи для рыб в экосистеме, в которой он встречается, поэтому он также используется в аквакультуре.

Индикатор загрязнения и качества воды

Перифитон использовался во многих экосистемах как индикатор уровня загрязнения. Это связано с тем, что есть организмы, которые имеют склонность к определенным компонентам, которые можно рассматривать как загрязнители.

В этом смысле, когда вы хотите узнать уровни загрязнения участка, вы можете взять образец перифитона, который там вырос, и определить присутствующие в нем микроорганизмы.

Зная связь между некоторыми микроорганизмами перифитона и определенными загрязняющими веществами, можно без сомнения сделать вывод о том, загрязнена среда или нет.

Точно так же перифитон может использоваться для определения качества воды из-за его высокой чувствительности к изменениям и быстрой реакции, которую он на них генерирует.

Очиститель экосистемы

Различные исследования показали, что перифитон - отличный очиститель экосистем. Это связано с тем, что входящие в его состав микроорганизмы способны поглощать и метаболизировать определенные загрязнители, такие как некоторые металлы, такие как цинк, кадмий, медь и никель.

Таким образом они значительно снижают уровень загрязнения в определенных местах. Его способность удалять вредные химические вещества, а также уменьшать мутность воды в настоящее время изучается.

Корма для рыб и в аквакультуре

Было показано, что перифитон является источником пищи для некоторых рыб, которые демонстрируют определенные адаптации, которые позволяют им соскабливать перифитон с субстрата. Точно так же он использовался в некоторых проектах, связанных с аквакультурой, для кормления выращиваемых таким образом рыб и моллюсков.

Ссылки

Алои, Э. (1990). Критический обзор последних методов поля пресноводного перифитона. Канадский журнал рыболовства и водных наук. 47. 656-670.
Хайин, Л., Фэн, Й., Ван, Дж. И Ву, Ю. (2016). Реакция морфологии, структуры и функции перифитона на чрезмерную нагрузку питательными веществами. Загрязнение окружающей среды. 214. 878-884.
Холл-Стодли, Л. и Стодли, П. (2002). Регуляция развития микробных биопленок. Текущее мнение в области биотехнологии, 13: 228-233.
Hill, W., Ryon, M., Smith, J. и Marshall, s. (2010). Роль перифитона в опосредовании последствий загрязнения в экосистеме ручья. Экологического менеджмента. 45 (3). 563-76.
Рохас, Дж. (2005). Разнообразие бактерий в перифитоне корней Eichornia sp, pistia sp и azolla sp на искусственном водно-болотном угодье Университета Земли. Просмотрено: repositoriotec.tec.ac.cr
Вольтолина, Д:, Одело, Дж., Ромеро, Э. и Пачеко, М. (2013). Продвижение перифитона для выращивания белых креветок: к экологической аквакультуре. Бюллетень Института рыболовства Сан-Паулу. 39.
Ядав, Р., Кумар, П., Шайни, В., Шарма, Б. (2017). Значение перифитона для аквакультуры. Аквастар 38-43.

ПЕРИФИТОН: ХАРАКТЕРИСТИКА, МОРФОЛОГИЯ, КОМПОНЕНТЫ, РОСТ - БИОЛОГИЯ - 2025