GYMNODINIUM CATENATUM: EGENSKAPER, LIVSCYKEL, REPRODUKTION - BIOLOGI - 2025

Gymnodinium catenatum är ett fotosyntetiskt, atecado dinoflagellat, som kan producera toxiner som orsakar förlamande skaldjurens envenomation. Denna art finns alltid i havsvatten, i låga koncentrationer, och dess populationer genomgår periodvis exponentiell tillväxt som producerar skadliga algblomningar.

Detta dinoflagellat kan bilda tjockväggiga cyster som tål långa perioder under förhållanden med lätt och näringsbrist. Denna egenskap gör att den kan överleva även i ballastvatten hos båtar, för vilka det har kommit att kolonisera nya områden av misstag, på grund av antropisk handling.

Gymnodinium sp. Referensbild av en dinoflagellat av släktet Gymnodinium Tagen och redigerad från: Picturepest.

Gymnodinium catenatum har en komplex livscykel med cyster som kan bildas direkt från haploida vegetativa celler, det vill säga, asexually, i motsats till vad som förekommer i de flesta dinoflagellater som bildar cyster med könsceller.

egenskaper

Gymnodinium catenatum är en naken dinoflagellat, det vill säga, den saknar teak, den har en tvärgående och en longitudinell flagellum, som inträffar med resten av dinoflagellaterna. Dessa flageller används för förskjutning.

De kan växa enskilt (vanligtvis under stationära tillväxtstadier) eller i kedjor med upp till 64 organismer (snabbt växande), men de vanligaste formerna består av färre än 10 organismer. De har en grå till brun färg på grund av närvaron av fotosyntetiska pigment.

Cellerna varierar mycket i form, är i allmänhet cirkulära eller något längre än breda, kan mäta upp till 53 x 45 μm och har många organeller inuti. De enskilda cellerna och de terminala cellerna i kedjorna har koniska apices.

Cystorna kallas vilande cyster och kännetecknas av att de har tjocka väggar med en mikroretikulerad yta; dess storlek sträcker sig mellan 45 och 50 mikrometer i diameter.

Distribution

Gymnodinium catenatum finns i alla hav, men dess distribution i dessa är lokaliserad och upptäcks ofta endast under algblomningar. Bland de länder där det oftast har observerats är Argentina, Uruguay, Venezuela, Kuba, Costa Rica, Mexiko, Spanien, Portugal, Egypten, Australien och Japan.

Forskare tror att förekomsten av Gymnodinium catenatum i många av dessa orter beror på oavsiktlig spridning i ballastvatten. De tror också att de kan vara kryptiska arter som förvirras som en.

Fortplantning

Gymnodinium catenatum uppvisar både asexuell och sexuell reproduktion.

Könlös

Asexual reproduktion sker genom sned binär klyvning; under detta separerar den diagonala klyvningsspåret den vänstra främre delen av cellen från den högra bakre delen. Varje dottercell ansvarar för att regenerera komponenten den behöver (främre eller bakre), beroende på fall.

Under celldelning är väggen i den nyligen uppdelade protoplasten kontinuerlig med väggen i föregångarcellen och kan inte skiljas från den. Cellerna i kedjorna delar sig synkront, vilket resulterar i kedjor 2,4, 8, 16, 32 eller 64 celler långa.

Långsamt delande kedjor bryter lätt in i kortare kedjor, även celler eller enskilda celler.

Sexuell

Sexuell reproduktion kan förekomma under miljöbelastning, till exempel tillväxt i ett medium som är brist på nitrat och fosfat. Men dessa förhållanden är inte nödvändiga för att denna typ av reproduktion ska visas.

De celler som kommer att fungera som gameter kan inte skiljas från vegetativa celler. Spelet kan vara av lika stor eller ojämn storlek. Dessa går samman parallellt eller vinkelrätt. I båda fallen är huvudpunkterna vid fästning sulcus.

Cellerna är arrangerade som spegelbilder, med deras längsgående flageller arrangerade parallellt. En bikonisk planozygot bildas sedan med en längsgående dubbel flagellum. Planozygoten blir gradvis subsfärisk och förlorar en av de longitudinella flagellerna.

Planozygote kan förvandlas till en hypnozygot eller vilande cysta; för detta förlorar den rörligheten, genomgår en omorganisation och minskning av dess cellinnehåll och utsöndrar en tjock cellvägg.

Livscykel

De vegetativa cellerna i Gymnodinium catenatum finns normalt i kedjor med olika längder. Detta sker under det snabba tillväxtstadiet. Sedan bryts kedjorna i den stationära tillväxtfasen för att bilda enskilda celler.

Gymnodinium fuscum. Referensbild av en dinoflagellat av samma släkte som Gymnodinium catenatum. Hämtad och redigerad från: Picturepest

Under ogynnsamma förhållanden kan enskilda celler orsaka vilande celler eller vilande cyster. De vilande cellerna är inte rörliga och utsöndrar en ytterligare skyddande film. Cystorna är sfäriska och har upp till fyra ytterligare skyddande lager.

För att bilda vilande cyster kan enskilda celler reproducera sig sexuellt, eller de kan göra det direkt från den vegetativa cellen. Normalt kan dessa cyster transporteras långa sträckor med strömmar eller avsättas på havsbottnar.

I det senare fallet kan cysterna återsuspenderas i vattnet under perioder med uppvärmning och kläckning för att ge upphov till diploida planomeiocyter. Dessa delar och har sitt ursprung i haploida vegetativa celler, som kan gå in i en exponentiell tillväxtfas och orsaka algblomningar.

Näring

Gymnodinium catenatum är en autotrof art som kan producera sin egen mat från oorganiska näringsämnen med hjälp av energi från solljus. Dess tillväxt begränsas av närvaron av näringsämnen i vattenspelaren.

Bland de viktigaste näringsämnena som begränsar tillväxten av G. catenatum är selen, nitrit och nitrat. Under de regniga eller uppåtriktade säsongerna ökar tillgången på dessa näringsämnen i marina vatten nära kusten.

När berikningen av näringsämnen i vattnet inträffar har populationerna av G. catenatum inga begränsningar för deras tillväxt och börjar en period med exponentiell tillväxt som genererar en algblomning eller rödvatten.

Förkrossande skaldjurförgiftningssyndrom

Det är ett syndrom orsakat av intag av musslor som har samlat ett toxin som kallas saxitoxin. Detta toxin produceras av olika arter av dinoflagellater.

Gymnodinium catenatum är den enda arten av upptäckta dinoflagellater som är involverad i denna typ av förgiftning. Blötdjur ackumulerar toxinet i sina vävnader vid intag av dinoflagellater.

De viktigaste arter av blötdjur förknippade med förlamande förgiftning är musslor, musslor, kammusslor och cockles. Förgiftningssymptomen börjar dyka upp snabbt, mellan 5 och 30 minuter efter att de förgiftade skaldjuren har intagits.

Symtomen inkluderar parestesi i munnen och extremiteterna samt yrsel, kräkningar och diarré. I svårare fall kan ataxi, muskelförlamning och andningsbesvär förekomma. Dödliga fall uppstår från andningsförlamning.

Hittills finns det ingen motgift mot saxitoxin, så behandlingen är symptomatisk för att upprätthålla patientens andning.

referenser

1. MA Doblina, SI Blackburnb, GM Hallegraeffa (1999) Tillväxt och biomassastimulering av det toxiska dinoflagellatet Gymnodinium catenatum (Graham) med upplösta organiska ämnen. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology.
2. ML Hernández-Orozco, I. Gárate-Lizárraga (2006). Förfallande förgiftningssyndrom på grund av konsumtion av blötdjur. Biomedicinsk tidskrift.
3. SI Blackburn, GM Hallegrae, CJ Bolch (1989). Vegetativ reproduktion och sexuell livscykel för det toxiska dinoflagellatet Gymnodinium catenatum från Tasmania, Australien. Journal of Phycology.
4. F. Gómez (2003). Det giftiga dinoflagellatet Gymnodinium catenatum: en invaderare i Medelhavet Acta Botanica Croatica.
5. CJ Band-Schmidt, JJ Bustillos-Guzmán, DJ López-Cortés, I. Gárate-Lizárraga, EJ Núñez-Vázquez & FE Hernández-Sandoval (2010). Ekologiska och fysiologiska studier av Gymnodinium catenatum i Mexikanska Stilla havet: En översyn. Marine Drugs.
6. FE Hernández-Sandoval, DJ López-Cortés, CJ Band-Schmidt, I. Gárate-Lizárraga, EJ Núñez-Vázquez & JJ Bustillos-Guzmán (2009). Förlamande gifter i musslor under en spridning av Gymnodinium catenatum Graham i La Paz-bukten, Mexiko. Hydrobiological.