Хризохромулина - Chrysochromulina

Хризохромулина
ГаптонемаХризохромулинаFL.jpg
Хризохромулина
Научная классификация
Домен:
Эукариоты
(без рейтинга):
Гаптофита
Учебный класс:
Prymnesiophyceae
Заказ:
Prymnesiales
Семья:
Prymnesiaceae
Род:
Хризохромулина

Лаки, 1939 год.[1]

Хризохромулина это род гаптофиты. Этот фитопланктон распространяется по всему миру в солоноватый и морские воды примерно 60 известных видов.[2][3] Все Хризохромулина виды фототрофный, однако некоторые из них оказались миксотрофный, включая выставку фаготрофия при определенных условиях окружающей среды.[3] Ячейки маленькие, имеют чешуйки и обычно наблюдаются с помощью электронная микроскопия.[2][3] Было показано, что некоторые виды при определенных условиях окружающей среды производят токсичные соединения, вредные для более крупных морских организмов, включая рыбу.[2][3][4]

Морфология

Известно, что особи этого рода вырастают от 3,0 до 13,0 мкм в длину, причем самыми крупными из них являются особи рода Chrysochromulina polylepis разновидность.[2] Поверхность клетки покрыта пластинчатыми чешуйками, на которые часто накладываются дополнительные слои различного типа.[2]

Что характерно для всех гаптофиты, представители рода Хризохромулина обладают двумя жгутиками и уникальной жгутиковой органеллой, известной как гаптонема.[5] Гаптонема может широко варьировать по длине, достигая более 60 мкм.[2] и функционирует в прикреплении и питании клеток, но отличается от жгутиков расположением микротрубочек,[5]

Экологическое значение

Хризохромулина, как один из родов гаптофиты, играет важную роль в глобальном связывание углерода и образование токсичного цветения в Мировом океане. Большинство гаптофитов фотосинтезируют микроводоросль в то время как некоторые из них миксотрофный.[6] Гаптофиты могут жить как в пресных, так и в морских водоемах. Такой комбинированный образ жизни делает гаптофиты эффективными организмами в глобальном масштабе. фиксация углерода, и они занимают от 30% до 50% фотосинтетических биомасса В океане.[7]

История эволюции гаптофитов составляет около 1,2 миллиарда лет.[6] Свидетельства окаменелостей подтверждают это утверждение. В 2014 году проект последовательности генома Chrysochromulina tobinii был размещен исследователями из Вашингтонский университет.[6][8] C. tobinii принадлежит к таксону Prymnesiales. Как первый полный график генома в этом таксоне, он может дать широкое представление об эволюционной истории гаптофитов и разнообразии этого таксона. клады водорослей. Кроме того, это способствовало изучению определенных геномов и белков, которые ответственны за токсическое образование и химическое высвобождение.[8]

Токсичность

Некоторые виды, такие как Chrysochromulina polylepis, были идентифицированы, чтобы произвести токсин, повреждающий мембраны с тяжелым углеродом.[4] Исследования показали корреляцию между морскими азот /фосфор составы и уровни продукции токсинов этих гаптофиты; ранее зарегистрированные высокие уровни нитратов в сочетании с низкой концентрацией фосфора приводили к повышению токсичности во время цветения водорослей.[9] Дальнейшие исследования с тех пор определили, что как низкий уровень азота, так и низкий уровень фосфора в клетках могут привести к увеличению выработки токсинов, причем фосфор оказался немного более влиятельным.[4]

Несмотря на эту корреляцию, маловероятно, что азот или фосфор напрямую связаны с составом токсина, поскольку сами токсины в значительной степени основаны на углероде.[4] Кроме того, известно, что другие факторы, ограничивающие рост, такие как свет и соленость, повышают токсичность, что позволяет предположить, что токсины обладают селективным преимуществом для защиты клеток во время замедленного роста.[4] Таким образом, исследования подтверждают идею о том, что метаболические реакции на клеточные стрессы на экологическом и физиологическом уровне из-за ограничений в питательных веществах ответственны за выработку токсинов.[4]

Хризохромулина цветет

Много Хризохромулина было обнаружено, что виды образуют цветение водорослей во всем мире.[10] Некоторые из этих цветов на севере Атлантический может производить соединения, токсичные для других морских организмов при правильных условиях окружающей среды.[3][10][11] Обычно цветы формируются в период с апреля по август в Скандинавский прибрежные воды, однако специфические Хризохромулина количество видов меняется от года к году.[3][10]

Ядовитый цвет 1988 года

В конце весны 1988 г. Хризохромулина цветение, пришедшее из Каттегат к Скагеррак состоял только из одного вида, С. polylepis.[10][11] Этот конкретный цветок был токсичен для других морских организмов, включая простейшие, беспозвоночные, и 900 тонн выращенной рыбы за счет производства гемолитический соединения С. polylepis.[10][11] С. polylepis обычно не токсичен при концентрациях, обычно встречающихся в регионе, однако при определенных условиях окружающей среды, таких как сильные стратификация с теплым поверхностным слоем и низкой соленостью после зимы с большим стоком азота, увеличивающим отношение N: P, как полагают, привели к успешному С. плилепис цвести.[3][10][11] Также считается, что производство этих токсичных соединений ограничивало выпас скота. С. polylepis позволяя цветению преобладать только одному виду.[10] Токсические эффекты, казалось, быстро прекратились, и пищевой сети был восстановлен к 1993 году.[10][11]

Цветение Каттегата в 1992 году

С апреля по май 1992 года в южной части Каттегата наблюдалось большое цветение многих видов фитопланктона, при этом более 90% биомассы составляли Хризохромулина разновидность.[12] Самыми многочисленными видами в цветении были C. hirta, C. spinifera, C. ericina, C. brevifilum и неописанный вид.[12] C. hirta, C. spinifera и C. ericina. характеризуются относительно небольшими клетками с длинными выступающими шипами, что дает всем организмам диаметр 25-76 мкм, который слишком велик для инфузории присутствует для поглощения, что, вероятно, является одной из причин того, что цветение было таким успешным.[12] Другой вероятной причиной успеха цветения было низкое присутствие травоядных в цветении, около 5% Хризохромулина разновидность.[12] Не было никаких доказательств прямой корреляции этого цветения или присутствующих видов с производством токсинов, таких как С. polylepis цветут в 1988 году.[11][12]

Основные вирусные патогены

Было обнаружено, что два основных вируса заражают Хризохромулина: CpV-BQ1 и CeV-01B.[13][14] Пробы пресной воды из Озеро Онтарио были отфильтрованы и проанализированы с помощью просвечивающей электронной микроскопии для идентификации вируса CpV-BQ1. CpV-BQ1 представляет собой икосаэдрический нуклеоцитоплазматический большой ДНК-вирус с размером генома 485 kb. Он является членом Megavirales заказ с характеристиками фикоднавириды и мимивирус семьи. Концентрации Хризохромулина Озеро Онтарио оказались последовательными, в то время как концентрации CpV-BQ1 сильно различались.[13]

CeV-01B был впервые выделен из прибрежных норвежский язык Waters в 1998 году. Это икосаэдрический двухцепочечный ДНК-вирус с размером генома 474 килобайт. CeV-01B принадлежит к субкладу Megaviridae семья.[14]

Рекомендации

  1. ^ Лаки, Дж. Б. (1939). «Заметки о планктонных жгутиконосцах реки Сциото (с описанием новых форм)». Llyodia. 2: 128–143.
  2. ^ а б c d е ж Кретьенно-Дине, Мари-Жозеф; Desreumaux, Nicolas; Винь-Леббе, Режин (13 февраля 2014 г.). «Интерактивный определитель видов Chrysochromulina (Haptophyta), описанных в литературе». Фитоключи. 34: 47–60. Дои:10.3897 / phytokeys.34.6242. ЧВК  3941069. PMID  24596492.
  3. ^ а б c d е ж грамм Даль, Эйнар; Багёйен, Эспен; Эдвардсен, Бенте; Стенсет, Нильс Кр. (Июль 2005 г.). «Динамика видов Chrysochromulina в Скагерраке в зависимости от условий окружающей среды». Журнал морских исследований. 54 (1): 15–24. Дои:10.1016 / j.seares.2005.02.004.
  4. ^ а б c d е ж Johansson, N .; Гранели, Э. (ноябрь 1999 г.). «Плотность клеток, химический состав и токсичность Chrysochromulina polylepis (Haptophyta) по отношению к различным соотношениям поступления N: P». Морская биология. 135 (2): 209–217. Дои:10.1007 / s002270050618.
  5. ^ а б Андерсен, Роберт А. (2004-10-01). «Биология и систематика гетероконтов и гаптофитов». Американский журнал ботаники. 91 (10): 1508–1522. Дои:10.3732 / ajb.91.10.1508. ISSN  1537-2197. PMID  21652306.
  6. ^ а б c Hovde, Blake T .; Starkenburg, Shawn R .; Hunsperger, Heather M .; Мерсер, Лайна Д .; Deodato, Chloe R .; Джа, Рамеш К .; Черткова, Ольга; Monnat, Raymond J .; Каттолико, Роуз Энн (2014-07-17). «Митохондриальные и хлоропластные геномы гаптофита Chrysochromulina tobin содержат уникальные структуры повторов и генные профили». BMC Genomics. 15: 604. Дои:10.1186/1471-2164-15-604. ISSN  1471-2164. ЧВК  4226036. PMID  25034814.
  7. ^ Лю, Хуэй; Проберт, Ян; Уитц, Джулия; Клаустр, Эрве; Арис-Бросу, Стефан; Фрада, Мигель; Нет, Фабрис; де Варгас, Коломбан (4 августа 2009 г.). «Чрезвычайное разнообразие некальцифицирующих гаптофитов объясняет главный парадокс пигментации в открытом океане». Труды Национальной академии наук. 106 (31): 12803–12808. Дои:10.1073 / pnas.0905841106. ЧВК  2722306. PMID  19622724.
  8. ^ а б Hovde, Blake T .; Deodato, Chloe R .; Hunsperger, Heather M .; Ryken, Scott A .; Йост, Уилл; Джа, Рамеш К .; Паттерсон, Джонатан; Младший, Раймонд Дж. Монна; Барлоу, Стивен Б. (23 сентября 2015 г.). «Анализ последовательности генома и транскриптома хризохромулинтобина: метаболические инструменты для улучшения приспособленности водорослей в выдающемся отряде Prymnesiales (Haptophyceae)». PLOS Genetics. 11 (9): e1005469. Дои:10.1371 / journal.pgen.1005469. ISSN  1553-7404. ЧВК  4580454. PMID  26397803.
  9. ^ Скау, Ларс Фредрик; Андерсен, Том; Трейн, Ян-Эрик; Гессен, Даг Олав (05.09.2017). «Рост, стехиометрия и размер клеток; реакция на температуру и питательные вещества у гаптофитов». PeerJ. 5: e3743. Дои:10.7717 / peerj.3743. ЧВК  5590550. PMID  28890852.
  10. ^ а б c d е ж грамм час Gjøsæter, Jakob; Лекве, Кирре; Стенсет, Нильс Хр; Лейнаас, Ханс Петтер; Кристи, Хартвиг; Даль, Эйнар; Danielssen, Didrik S .; Эдвардсен, Бенте; Ольсгард, Фроде (2000-11-22). «Долгосрочная перспектива цветения Chrysochromulina на норвежском побережье Скагеррак в 1988 году: катастрофа или невинный инцидент?». Серия "Прогресс морской экологии". 207: 201–218. Дои:10,3354 / meps207201. ISSN  0171-8630.
  11. ^ а б c d е ж Нильсен, Торкель; Kiørboe, Thomas; Бьёрнсен, Питер (1990). «Влияние подповерхностного цветения Chrysochromulina polylepis на планктонное сообщество» (PDF). Серия "Прогресс морской экологии". 62 (1/2): 21–35. Дои:10.3354 / meps062021.
  12. ^ а б c d е Хансен, Пер; Нильсен, Торкель; Каас, Ханне (1995). «Распространение и рост протистов и мезозоопланктона во время цветения Chrysochromulina Spp. (Prymnesiophyceae, Prymnesiales)». Phycologia. 34 (5): 409–416. Дои:10.2216 / i0031-8884-34-5-409.1.
  13. ^ а б Мирза, С.Ф .; Станевский, M.A .; Шорт, C.M .; Лонг, A.M .; Чабан Ю.В .; Шорт, С. (Декабрь 2015 г.). «Выделение и характеристика вируса, поражающего пресноводные водоросли Chrysochromulina parva». Вирусология. 486: 105–115. Дои:10.1016 / j.virol.2015.09.005.
  14. ^ а б Галло-Лавалле, Люси; Пагарете, Антониу; Лежандр, Матье; Сантини, Себастьян; Сандаа, Рут-Энн; Химмельбауэр, Хайнц; Огата, Хироюки; Братбак, Гуннар; Клавери, Жан-Мишель (03.12.2015). «Полная последовательность генома из 474 килобазных пар CeV-01B, вируса, инфицирующего гаптолину (Chrysochromulina) ericina (Prymnesiophyceae)». Анонсы генома. 3 (6). Дои:10.1128 / genomeA.01413-15. ЧВК  4669402. PMID  26634761.

внешняя ссылка