DINOFLAGELATI: ZNAČILNOSTI, KLASIFIKACIJA, ŽIVLJENJSKI CIKEL - BIOLOGIJA - 2026

V dinoflagelati so agencije kraljestvu enoceličarjev, katerega glavna značilnost je, da imajo par migetalke, ki vam pomagajo v sredini. Prvič jih je opisal leta 1885 nemški naravoslovec Johann Adam Otto Buetschli. So precej velika skupina, ki vključuje fotosintetske, heterotrofne, prosto živeče organizme, parazite in simbionte.

Z ekološkega vidika so zelo pomembne, saj skupaj z drugimi mikroalgami, na primer diatomi, tvorijo fitoplankton, ki je v zameno hrana mnogih morskih živali, kot so ribe, mehkužci, raki in sesalci.

Ceratium. Dinoflagelatne vrste. Vir: Keisotyo, iz Wikimedia Commons

Prav tako, ko se pretirano in nenadzorovano razmnožujejo, povzročijo pojav, imenovan "Rdeča plima", v katerem so morja obarvana v različne barve. To predstavlja resen okoljski problem, saj močno vpliva na ravnovesje ekosistemov in organizmov, ki jih naseljujejo.

Taksonomija

Taksonomska klasifikacija dinoflagelatov je naslednja:

Domena: Eukarya

Kraljevina: Protista.

Superfilo: Alveolata.

Felij : Miozoa.

Subfilum : Myzozoa.

Dinozoa

Superklas: Dinoflagellata

Morfologija

Dinoflagelati so enocelični organizmi, torej so sestavljeni iz ene same celice. Različne so po velikosti, nekatere so tako majhne, ​​da jih ni mogoče videti s prostim očesom (50 mikronov), druge pa nekoliko večje (2 mm).

Zunanji videz

V dinoflagelatih najdemo dve obliki: tako imenovani oklepni ali tekado in goli. V prvem primeru je celica obdana z odporno strukturo, kot oklep, sestavljen iz biopolimerne celuloze.

Ta plast je znana kot "tikovina". V golih dinoflagelatih ni zaščitne plasti. Zato so zelo krhki in dovzetni za ostre okoljske razmere.

Posebnost teh organizmov je prisotnost flagelov. To so prilogi ali izbokline celic, ki se uporabljajo predvsem za zagotavljanje mobilnosti celici.

V primeru dinoflagelatov predstavljata dve flageli: prečno in vzdolžno. Prečni flagellum obdaja celico in ji daje vrtljivo gibanje, vzdolžni flagellum pa je odgovoren za navpično gibanje dinoflagelata.

Nekatere vrste imajo v svoji DNK gene za bioluminiscenco. To pomeni, da so sposobni oddajati določen sijaj (kot nekatere meduze ali kresnice).

Jedrska struktura

Prav tako kot vsak evkariontski organizem je genetski material (DNK in RNA) pakiran v strukturo, imenovano celično jedro, ki je omejena z membrano, jedrsko membrano.

Zdaj imajo organizmi tega superklasa zelo posebne značilnosti, zaradi katerih so znotraj evkariontov edinstvene. Najprej najdemo DNK, ki trajno tvori kromosome, ki ostanejo kondenzirani ves čas (vključno z vsemi stopnjami celičnega cikla).

Poleg tega nima histonov in jedrska membrana se med deljenjem celic ne razgradi, tako kot pri drugih evkariontskih organizmih.

Vsebnost citoplazme

V elektronskem mikroskopu lahko v celicah dinoflagelatov opazimo prisotnost različnih citoplazemskih organelov, značilnih za kateri koli evkariot.

Sem spadajo: Golgijev aparat, endoplazemski retikulum (gladek in hrapav), mitohondrije, shranjevalne vakuole, pa tudi kloroplasti (v primeru avtotrofnih dinoflagelatov).

Splošne značilnosti

Nadrazred Dinoflagellata je širok in obsega veliko število vrst, nekatere zelo drugačne od drugih. Vendar se strinjajo glede nekaterih značilnosti:

Prehrana

Skupina dinoflagelatov je tako široka, da nima posebnega vzorca prehranjevanja. Obstajajo vrste, ki so avtotrofne. To pomeni, da so sposobni sintetizirati svoja hranila skozi proces fotosinteze. Do tega pride, ker imajo med citoplazemskimi organeli kloroplaste, znotraj katerih so molekule klorofila.

Po drugi strani jih je nekaj, ki so heterotrofi, torej se prehranjujejo z drugimi živimi bitji ali s snovmi, ki jih proizvajajo. V tem primeru obstajajo vrste, ki se prehranjujejo z drugimi protetiki, ki pripadajo portozojem, diatomom ali celo samim dinoflagelatom.

Prav tako obstajajo nekatere vrste paraziti, na primer tiste, ki spadajo v razred Ellobiopsea, ki so ektoparaziti nekaterih rakov.

Življenjski slog

Ta vidik je precej raznolik. Obstajajo vrste, ki živijo svobodno, medtem ko obstajajo druge, ki tvorijo kolonije.

Podobno obstajajo vrste, ki vzpostavljajo endosimbiotične odnose s pripadniki Anthozoa razreda philum Cnidarians, kot so anemoni in korale. V teh partnerstvih si oba člana vzajemno koristita in drug drugega potrebujeta za preživetje.

Primer tega je vrsta Gymnodinium microoadriaticum, ki je bogata s koralnimi grebeni in prispeva k njihovemu nastanku.

Razmnoževanje

V večini dinoflagelatov je razmnoževanje aseksualno, pri nekaterih drugih pa lahko pride do spolne reprodukcije.

Aseksualna reprodukcija se zgodi s postopkom, znanim kot binarna cepitev. Pri tem se vsaka celica deli na dve celici popolnoma enako kot nadrejena.

Dinoflagelati imajo vrsto binarne cepitve, ki jo poznamo kot vzdolžno. Pri tej vrsti je os delitve vzdolžna.

Ta delitev je raznolika. Na primer, obstajajo vrste iz rodu Ceratium, pri katerih pride do procesa, imenovanega desmochisis. Pri tem vsaka izvorna celica vzdržuje polovico stene matične celice.

Obstajajo tudi druge vrste, pri katerih se pojavi nekaj, kar imenujemo elevteroheza. Tu se delitev zgodi znotraj matične celice in po delitvi vsaka hčerinska celica ustvari novo steno ali novo teko, če gre za vrste teke.

Zdaj se spolno razmnoževanje zgodi z zlivanjem gameta. Pri tej vrsti reprodukcije pride do združevanja in izmenjave genskega materiala med dvema gametama.

Imajo pigmente

Dinoflagelati imajo v svoji citoplazmi različne vrste pigmentov. Večina vsebuje klorofil (tipa a in c). Obstaja tudi prisotnost drugih pigmentov, med katerimi izstopajo ksantofili peridinin, diadinoksantin, diatoksantin in fukoksantin. Obstaja tudi prisotnost beta karotena.

Proizvajajo toksine

Veliko število vrst proizvaja toksine, ki so lahko treh vrst: citolitični, nevrotoksični ali hepatotoksični. Te so zelo strupene in škodljive za sesalce, ptice in ribe.

Strupe lahko zaužijejo nekatere školjke, na primer školjke in ostrige, in se nabirajo v njih na visoki in nevarni ravni. Ko drugi organizmi, vključno s človekom, zaužijejo školjke, okužene s toksinom, lahko predstavljajo sindrom zastrupitve, ki ima lahko smrtni izid, če ga ne zdravimo pravočasno in pravilno.

Habitat

Vsi dinoflagelati so vodni. Večina vrst je v morskih habitatih, majhen odstotek vrst pa v sladki vodi. Imajo nagnjenost do območij, kjer sončna svetloba doseže. Vendar so bili primerki najdeni na velikih globinah.

Temperatura se ne zdi omejujoč element za lokacijo teh organizmov, saj se nahajajo tako v toplih kot v izjemno hladnih vodah, kot so polarni ekosistemi.

Življenski krog

Življenjski cikel dinoflagelatov posredujejo okoljski pogoji, saj bodo odvisno od tega, ali so ugodni ali ne, do različnih dogodkov.

Prav tako ima haploidno in diploidno fazo.

Haploidna faza

V haploidni fazi se zgodi, da celica prestane mejozo in ustvari dve haploidni celici (s polovico genske obremenitve vrste). Nekateri učenjaki omenjajo te celice kot gamete (+ -).

Ko okoljski pogoji niso več idealni, se dva dinoflagelata združita in tvorita zigoto, znano kot planozigota, ki je diploidna (popolna genetska obremenitev vrste).

Življenjski cikel dinoflagelata. (1) Binarna cepitev. (2) Zveza dveh dinoflagelatov. (3) Planozigota. (4) Hipnozigota. (5) Planomeiocit. Vir: Franciscosp2, iz Wikimedia Commons

Diploidna faza

Pozneje planozigota izgubi svoje flagele in se razvije v drugo fazo, ki se imenuje hipnozigota. Ta je prekrita z veliko tršim in bolj odpornim tikovino in je tudi polna rezervnih snovi.

Tako boste hipnozigoti lahko dolgo časa varni pred plenilci in zaščiteni pred težkimi okoljskimi razmerami.

Hipnozigota se odloži na morsko dno in čaka, da okoljske razmere ponovno postanejo idealne. Ko se to zgodi, se tikovina, ki ga obdaja, zlomi in to postane vmesna faza, znana kot planomeiocito.

To je kratkotrajna faza, saj se celica hitro vrne v svojo značilno dinoflagelatno obliko.

Razvrstitev

Dinoflagelati vključujejo pet razredov:

• Ellobiopsea: to so organizmi, ki jih najdemo v sladkovodnih ali morskih habitatih. Večina je parazitov (ektoparaziti) nekaterih rakov.
• Oxyrrhea: sestavlja jo en sam rod Oxirrhis. Organizmi tega razreda so plenilci, ki se nahajajo v čisto morskih habitatih. Njeni atipični kromosomi so dolgi in tanki.
• Dinophyceae: V ta razred spadajo tipični dinoflagelatni organizmi. Imata dva flagela, večina je fotosintetskih avtotrofov, imajo življenjski cikel, v katerem prevladuje haploidna faza in veliko od njih predstavlja celično zaščitno prevleko, znano kot theca.
• Syndinea: za organizme te skupine je značilno, da ne predstavljajo vrbe in nimajo parazitskega ali endosimbiontskega življenjskega sloga.
• Noctilucea: sestavljeni iz določenih organizmov, v katerih življenjski cikel prevladuje diploidna faza. Prav tako so heterotrofni, veliki (2 mm) in bioluminescentni.

"Rdeča plima"

Tako imenovani "rdeči plima" je pojav, ki se pojavlja v vodnih telesih, v katerih se razmnožujejo določene mikroalge, ki so del fitoplanktona, zlasti tiste iz skupine dinoflagelatov.

Ko se število organizmov znatno poveča in se nenadzorovano razmnožujejo, je voda običajno obarvana v različnih barvah, med katerimi so lahko: rdeča, rjava, rumena ali oker.

Rdeča plima postane negativna ali škodljiva, ko množične vrste mikroalg sintetizirajo toksine, ki so škodljivi drugim živim bitjem. Ko se nekatere živali, kot so mehkužci ali raki, prehranjujejo s temi algami, vgradijo toksine v svoje telo. Ko se nekatere druge živali nahranijo z njimi, bodo utrpele posledice zaužitega strupa.

Ni preventivnega ali sanacijskega ukrepa, ki bi rdečo oseko popolnoma odpravil. Med preizkušenimi ukrepi so:

• Fizični nadzor: izločanje alg s fizikalnimi postopki, kot so filtriranje in drugi.
• Kemični nadzor: uporaba izdelkov, kot so algaecidi, katerih cilj je odpraviti nakopičene alge na morski gladini. Vendar jih ne priporočamo, saj vplivajo na druge sestavine ekosistema.
• Biološki nadzor: ti ukrepi uporabljajo organizme, ki se hranijo s temi algami, pa tudi nekatere viruse, parazite in bakterije, ki lahko z naravnimi biološkimi mehanizmi vzpostavijo ravnovesje ekosistema.

Patogenija

Organizmi, ki spadajo v skupino dinoflagelatov, sami po sebi niso patogeni, vendar, kot že omenjeno, proizvajajo toksine, ki močno vplivajo na ljudi in druge živali.

Ko se v nekaterih morskih regijah poveča količina dinoflagelatov, se poveča tudi proizvodnja toksinov, na primer saksitoksinov in goniavtoksina.

Dinoflagelati, ki so pomemben in razširjen del fitoplanktona, so del prehrane rakov, mehkužcev in rib, v katerih se strupi nevarno kopičijo. Te prehajajo na ljudi, ko se prehranjujejo z okuženo živaljo.

Ko se to zgodi, nastane tako imenovani sindrom zastrupitve z školjkami.

Sindrom zastrupitve z školjkami

Pojavi se pri zaužitju mehkužcev, okuženih z različnimi toksini, ki jih sintetizirajo dinoflagelati. Zdaj obstaja več vrst toksinov in od njih so odvisne značilnosti sindroma.

Paralizira toksin

Povzroča paraliziranje zastrupitve z morsko hrano. Pridelujejo ga predvsem vrste Gymnodinium catenatum in več rodu Alexandrium.

Simptomi

• Številčnost nekaterih regij, kot so obraz, vrat in roke.
• Občutek mravljinčenja
• Bolezen
• Bruhanje
• Mišična paraliza

Smrt ponavadi prihaja zaradi zastoja dihanja.

Nevrotoksični toksin

Povzroča nevrotoksično zastrupitev. Sintetizira ga vrste, ki pripadajo rodu Karenia.

Simptomi

• Hud glavobol
• Mišična šibkost
• Tresenje mrzlice
• Bolezen
• Bruhanje
• Prizadetost mišic (paraliza)

Drisni toksin

Je vzrok zastrupitve z drisko zaradi uživanja školjk. Pridelujejo ga vrste iz rodu Dinophysis.

Simptomi

• Driska
• Bolezen
• Bruhanje
• Verjetna tvorba tumorjev v prebavnem traktu

Ciguaterski toksin

Povzroča zastrupitev ciguatera z uživanjem rib. Sintetizirajo ga vrste Gambierdiscus toxus, Ostreopsis spp in Coolia spp.

Simptomi

• Trmo in tresenje v rokah in nogah
• Bolezen
• Mišična paraliza (v skrajnih primerih)

Evolucija

Simptomi se začnejo pojavljati med 30 minutami in 3 urami po zaužitju okužene hrane. To je zato, ker se toksin hitro absorbira skozi ustno sluznico.

Glede na količino zaužitega toksina so simptomi lahko bolj ali manj hudi.

Razpolovni čas izločanja toksina je približno 90 minut. Znižanje ravni toksinov v krvi na varne ravni lahko traja do 9 ur.

Zdravljenje

Na žalost ni protistrupa nobenemu od toksinov. Zdravljenje je indicirano za lajšanje simptomov, zlasti dihalnih simptomov, kot tudi za odpravo toksina.

Eden od običajnih ukrepov je izzvati bruhanje, da se odpravi vir zastrupitve. Običajno se daje tudi aktivno oglje, saj lahko absorbira toksine, ki so odporni na delovanje želodčnega pH.

Prav tako se daje obilno tekočine, ki poskuša popraviti morebitno acidozo, pa tudi pospešiti izločanje toksina skozi ledvice.

Zastrupitev s katerim koli od teh strupov velja za bolnišnični nujni primer, zato ga je treba zdraviti in takoj prizadeti osebi nuditi specializirano zdravniško pomoč.

Reference

1. Adl, SM in sod. (2012). "Revidirana klasifikacija evkariotov." Journal of Eukaryotic Microbiology, 59 (5), 429-514
2. Faust, MA in Gulledge, RA (2002). Prepoznavanje škodljivih morskih dinoflagelatov. Prispevki državnega herbarija Združenih držav 42: 1-144.
3. Gómez F. (2005). Seznam prosto živečih vrst dinoflagelatov v svetovnih oceanih. Acta Botanica Croatica 64: 129–212.
4. Hernández, M. in Gárate, I. (2006). Sindrom zastrupitve z ostrupljenjem zaradi uživanja mehkužcev. Rev Biomed. 17. 45–60
5. Van Dolah FM. Toksini morskih alg: izvor, vpliv na zdravje in njihov povečan pojav. Okoljevarstveno zdravje. 2000; 108 Suppl 1: 133–41.