DINOFLAGELLATES: EGENSKAPER, KLASSIFICERING, LIVSCYKEL - BIOLOGI - 2025

De dinoflagellater är organ kungariket Protista vars främsta kännetecken är att de har ett par flag att hjälpa dig att flytta i mitten. De beskrevs först 1885 av den tyska naturforskaren Johann Adam Otto Buetschli. De är en ganska stor grupp, inklusive fotosyntetiska, heterotrofiska, frittlevande organismer, parasiter och symbionter.

Ur ekologisk synvinkel är de mycket viktiga, eftersom de tillsammans med andra mikroalger, såsom kiselarter, utgör fytoplankton, som i sin tur är maten för många marina djur som fisk, blötdjur, kräftdjur och däggdjur.

Ceratium. Dinoflagellatarter. Källa: Keisotyo, från Wikimedia Commons

På samma sätt, när de sprids överdrivet och okontrollerbart, ger de upphov till ett fenomen som kallas "Red Tide", där haven är färgade i olika färger. Detta utgör ett allvarligt miljöproblem, eftersom det i hög grad påverkar balansen mellan ekosystem och organismer som bebor dem.

taxonomi

Den taxonomiska klassificeringen av dinoflagellater är som följer:

Domän: Eukarya.

Rike: Protista.

Superfilo: Alveolata.

Filum : Miozoa.

Subfil: Myzozoa.

Dinozoa

Superklass: Dinoflagellata

Morfologi

Dinoflagellater är encelliga organismer, det vill säga de består av en enda cell. De varierar i storlek, vissa är så små att de inte kan ses med blotta ögat (50 mikron), medan andra är något större (2 mm).

Externt utseende

I dinoflagellater finns två former: de så kallade pansare eller tecados och de nakna. I det första fallet är cellen omgiven av en resistent struktur, som en rustning, som består av biopolymercellulosa.

Detta lager kallas "teak". I nakna dinoflagellater finns det ingen närvaro av det skyddande skiktet. Därför är de mycket ömtåliga och mottagliga för hårda miljöförhållanden.

Det kännetecknande för dessa organismer är förekomsten av flagella. Dessa är cellbilagor eller projektioner som används främst för att tillhandahålla mobilitet till cellen.

När det gäller dinoflagellater presenterar de två flageller: tvärgående och längsgående. Det tvärgående flagellumet omger cellen och ger den en roterande rörelse, medan det längsgående flagellumet är ansvarigt för dinoflagellatets vertikala rörelse.

Vissa arter har bioluminescensgener i sitt DNA. Detta innebär att de kan ge ut en viss glöd (som vissa maneter eller eldflugor).

Kärnstruktur

På samma sätt, som alla eukaryotiska organismer, förpackas det genetiska materialet (DNA och RNA) i en struktur känd som cellkärnan, som avgränsas av ett membran, kärnmembranet.

Nu har organismerna som tillhör denna superklass mycket speciella egenskaper som gör dem unika inom eukaryoter. Först hittas DNA perennium som utgör kromosomer, som förblir kondenserade hela tiden (inklusive alla stadier i cellcykeln).

Vidare har den inte histoner och kärnmembranet sönderdelas inte under processen för celldelning, som det gäller för andra eukaryota organismer.

Cytoplasmatiskt innehåll

I en vy med elektronmikroskopet kan närvaron av olika cytoplasmiska organeller, typisk för vilken eukaryot som helst, observeras i dinoflagellatcellerna.

Dessa inkluderar: Golgi-apparater, endoplasmatisk retikulum (slät och grov), mitokondrier, lagringsvakuoler, samt kloroplast (i fallet med autotrofiska dinoflagellater).

Generella egenskaper

Dinoflagellata superklass är bred och omfattar ett stort antal arter, vissa mycket annorlunda än andra. De är dock överens om vissa egenskaper:

Näring

Gruppen av dinoflagellater är så bred att den inte har ett specifikt näringsmönster. Det finns arter som är autotrofiska. Detta innebär att de kan syntetisera sina näringsämnen genom fotosyntesprocessen. Detta inträffar eftersom de har kloroplaster mellan deras cytoplasmiska organeller, inom vilka det finns klorofyllmolekyler.

Å andra sidan finns det några som är heterotrofer, det vill säga de livnär sig från andra levande varelser eller på ämnen som produceras av dem. I detta fall finns det arter som livnär sig från andra protister som tillhör portozanerna, kiselarna eller till och med dinoflagellaterna själva.

På samma sätt finns det vissa arter som är parasiter, till exempel de som tillhör Ellobiopsea-klassen, som är ektoparasiter hos vissa kräftdjur.

Lifestyle

Denna aspekt är ganska mångsidig. Det finns arter som är frittlevande, medan det finns andra som bildar kolonier.

På liknande sätt finns det arter som upprättar endosymbiotiska förhållanden med medlemmar i Anthozoa-klassen för filmen Cnidarians, såsom anemoner och koraller. I dessa partnerskap gynnas båda medlemmarna och behöver varandra för att överleva.

Ett exempel på detta är arten Gymnodinium microoadriaticum, som finns rikligt i korallrev, vilket bidrar till deras bildning.

Fortplantning

I de flesta dinoflagellater är reproduktion asexuell, medan i några få andra kan sexuell reproduktion förekomma.

Asexuell reproduktion sker genom en process som kallas binär klyvning. I detta delar varje cell upp i två celler exakt samma som överordnade.

Dinoflagellater har en typ av binär klyvning som kallas longitudinell. I denna typ är delningsaxeln longitudinell.

Denna division är varierad. Till exempel finns det arter som släkten Ceratium, där en process som kallas desmochisis inträffar. I detta upprätthåller varje dottercell hälften av väggarna i modercellen.

Det finns andra arter där något som kallas eleutherochisis förekommer. Här inträffar uppdelning i stamcellen och efter uppdelning genererar varje dottercell en ny vägg eller en ny theca, för thecae-arter.

Nu sker sexuell reproduktion genom fusion av gameter. I denna typ av reproduktion sker förening och utbyte av genetiskt material mellan två gameter.

De har pigment

Dinoflagellater har olika typer av pigment i sin cytoplasma. De flesta innehåller klorofyll (typ a och c). Det finns också förekomsten av andra pigment, bland vilka xantofyllerna peridinin, diadinoxanthin, diatoxanthin och fucoxanthin sticker ut. Det finns också närvaron av betakaroten.

Tillverka gifter

Ett stort antal arter producerar toxiner som kan vara av tre typer: cytolytiska, neurotoxiska eller hepatotoxiska. Dessa är mycket giftiga och skadliga för däggdjur, fåglar och fiskar.

Toxinen kan konsumeras av vissa skaldjur som musslor och ostron och samlas i dem på höga och farliga nivåer. När andra organismer, inklusive människor, tar upp skaldjur som är förorenade med toxinet, kan de ge ett förgiftningssyndrom som, om de inte behandlas i tid och på rätt sätt, kan få ett dödligt resultat.

Livsmiljö

Alla dinoflagellater är vattenlevande. De flesta arter finns i marina livsmiljöer, medan en liten procentandel av arter finns i färskt vatten. De har en förkärlek för områden där solljus når. Men prover har hittats på stora djup.

Temperatur verkar inte vara ett begränsande element för lokaliseringen av dessa organismer, eftersom de har lokaliserats både i varma vatten och i extremt kallt vatten som de i polära ekosystem.

Livscykel

Dinoflagellaters livscykel förmedlas av miljöförhållanden, eftersom beroende på om de är gynnsamma eller inte, kommer olika händelser att inträffa.

På samma sätt har det en haploid och en diploid fas.

Haploidfas

I den haploida fasen är det som händer att en cell genomgår meios och genererar två haploida celler (med hälften av den genetiska belastningen av arten). Vissa forskare hänvisar till dessa celler som gameter (+ -).

När miljöförhållandena inte längre är ideala förenas två dinoflagellater och bildar en zygot som kallas planozygot, som är diploid (fullständig genetisk belastning av arten).

Dinoflagellates livscykel. (1) Binär klyvning. (2) Förening av två dinoflagellater. (3) Planozygote. (4) Hypnozygote. (5) Planomeiocyte. Källa: Franciscosp2, från Wikimedia Commons

Diploidfas

Senare förlorar planozygoten sin flagella och utvecklas till en annan fas som kallas hypnozygoten. Detta täcks av en mycket hårdare och mer resistent teak och är också full av reservämnen.

Detta gör att hypnozygoten kan hålla sig säker från alla rovdjur och skyddade från hårda miljöförhållanden under lång tid.

Hypnozygoten deponeras på havsbotten och väntar på att miljöförhållandena ska bli idealiska igen. När detta händer bryts teak som omger det och det blir ett mellanstadium som kallas planomeiocito.

Detta är en kortlivad fas eftersom cellen snabbt återgår till sin karakteristiska dinoflagellatform.

Klassificering

Dinoflagellates inkluderar fem klasser:

• Ellobiopsea: det är organismer som finns i sötvatten eller marina livsmiljöer. De flesta är parasiter (ektoparasiter) av vissa kräftdjur.
• Oxyrrhea: det består av en enda släkt Oxirrhis. Organismer av denna klass är rovdjur som finns i rent marina livsmiljöer. Dess atypiska kromosomer är långa och tunna.
• Dinophyceae: Denna klass inkluderar typiska dinoflagellatorganismer. De har två flageller, de flesta av dem är fotosyntetiska autotrofer, de har en livscykel där den haploida fasen dominerar och många av dem presenterar den cellulära skyddsbeläggningen känd som theca.
• Syndinea: organismerna i denna grupp kännetecknas av att inte presentera theak och ha en parasitisk eller endosymbiont livsstil.
• Noctilucea: består av speciella organismer i vars livscykel diploidfasen dominerar. På samma sätt är de heterotrofiska, stora (2 mm) och bioluminescerande.

"Red Tide"

Den så kallade "Red Tide" är ett fenomen som förekommer i vattendrag där vissa mikroalger som ingår i fytoplankton sprider sig, särskilt de i gruppen dinoflagellater.

När antalet organismer ökar avsevärt och de sprider sig okontrollerat färgas vattnet vanligtvis i olika färger, bland vilka kan vara: röd, brun, gul eller ockra.

Rödvatten blir negativ eller skadlig när den spridande arten av mikroalger syntetiserar toxiner som är skadliga för andra levande varelser. När vissa djur som blötdjur eller kräftdjur livnär sig dessa alger, införlivar de gifterna i kroppen. När vissa andra djur livnär sig av dem, kommer de att drabbas av konsekvenserna av att intaget toxinet.

Det finns ingen förebyggande eller avhjälpande åtgärd som helt eliminerar rödvatten. Bland de åtgärder som har testats är:

• Fysisk kontroll: eliminering av alger genom fysiska procedurer som filtrering och andra.
• Kemisk kontroll: användning av produkter som alger, vars mål är att eliminera ackumulerade alger på havsytan. De rekommenderas dock inte, eftersom de påverkar andra komponenter i ekosystemet.
• Biologisk kontroll: dessa åtgärder använder organismer som lever på dessa alger, liksom vissa virus, parasiter och bakterier, som genom naturliga biologiska mekanismer kan återställa balansen i ekosystemet.

Pathogeny

Organismer som tillhör gruppen dinoflagellater är inte i sig själva patogena, men, som nämnts ovan, producerar toxiner som i hög grad påverkar människor och andra djur.

När det finns en ökning av mängden dinoflagellater i en del av havet, gör även produktionen av gifter, såsom saxitoxiner och goniautoxin.

Dinoflagellater, som är en viktig och övervägande del av fytoplankton, är en del av kosten för kräftdjur, blötdjur och fisk, där toxiner samlas farligt. Dessa överförs till människor när de livnär sig på ett infekterat djur.

När detta händer genereras det som kallas skaldjurförgiftningssyndrom.

Skallfiskförgiftningssyndrom

Det inträffar när blötdjur infekterade med olika toxiner som syntetiserats av dinoflagellater konsumeras. Nu finns det flera typer av gifter och egenskaperna hos det syndrom som ska genereras beror på dessa.

Förlamande toxin

Orsakar förlamande skaldjurförgiftning. Den produceras främst av Gymnodinium catenatum-arten och flera av släkten Alexandrium.

symtom

• Fasthet i vissa regioner som ansikte, nacke och händer.
• Kittlande känsla
• Sjukdom
• kräkningar
• Muskelförlamning

Döden kommer oftast som en följd av andningsstopp.

Neurotoxiskt toxin

Orsakar neurotoxisk förgiftning. Det syntetiseras av arter som tillhör släktet Karenia.

symtom

• Svår huvudvärk
• Muskelsvaghet
• Skakar frossa
• Sjukdom
• kräkningar
• Muskelinvolvering (förlamning)

Diarrétoxin

Det är orsaken till diarréförgiftning från skaldjurskonsumtion. Det produceras av arter av släkten Dinophysis.

symtom

• Diarre
• Sjukdom
• kräkningar
• Trolig bildning av tumörer i matsmältningskanalen

Ciguateriskt toxin

Orsakar ciguatera-förgiftning genom att äta fisk. Den syntetiseras av arterna Gambierdiscus toxicus, Ostreopsis spp och Coolia spp.

symtom

• Fasthet och skakning i händer och fötter
• Sjukdom
• Förlamning av muskler (i extrema fall)

Evolution

Symtomen börjar dyka upp mellan 30 minuter och 3 timmar efter det att den förorenade maten intas. Detta beror på att toxinet absorberas snabbt genom munslemhinnan.

Beroende på mängden intaget toxin kan symtomen vara mer eller mindre allvarliga.

Toxinets halveringstid är cirka 90 minuter. Minskningen av toxinnivåer i blodet till säkra nivåer kan ta upp till 9 timmar.

Behandling

Tyvärr finns det ingen motgift mot något av toxinerna. Behandling indikeras för att lindra symtom, särskilt luftvägsymtom, samt för att eliminera toxinet.

Ett av de vanliga åtgärderna är att framkalla kräkningar för att eliminera källan till förgiftningen. Aktivt kol administreras också vanligtvis eftersom det kan absorbera gifter, som är resistenta mot verkan av gastriskt pH.

Likaså administreras rikliga vätskor, som syftar till att korrigera möjlig acidos, såväl som att påskynda utskottet av toxinet genom njurarna.

Förgiftning av något av dessa gifter betraktas som en akut sjukhus och måste som sådan behandlas och ge den drabbade personen specialiserad medicinsk vård omedelbart.

referenser

1. Adl, SM et al. (2012). "Den reviderade klassificeringen av eukaryoter." Journal of Eukaryotic Microbiology, 59 (5), 429-514
2. Faust, MA och Gulledge, RA (2002). Identifiera skadliga marina dinoflagellater. Bidrag från USA: s National Herbarium 42: 1-144.
3. Gómez F. (2005). En lista över frilivande dinoflagellatarter i världens hav. Acta Botanica Croatica 64: 129-212.
4. Hernández, M. och Gárate, I. (2006). Förfallande förgiftningssyndrom på grund av konsumtion av blötdjur. Rev Biomed. 17. 45-60
5. Van Dolah FM. Marina algetoxiner: ursprung, hälsoeffekter och deras ökade förekomst. Miljöhälsoperspektiv. 2000; 108 Suppl 1: 133-41.