Приветствую друзья, думаю каждый из Вас слышал выражение "Лёгкие планеты" по отношению к сибирской тайге или лесам амазонки, однако если углубиться в научную литературу, то окажется, что основным поставщиком кислорода в атмосферу выступают вовсе не наземные растения, а океанические водоросли (по некоторым данным до 60-70%).
Поэтому сегодня я бы хотел восстановить справедливость и рассказать немного о микролёгких планеты - диатомовых водорослях.
А рассказать есть о чём, эти удивительные организмы скрывают в себе немало интересного: используются в области нанотехнологий, криминалистике, имеют самый большой геном среди всех живых существ и встречаются во всех уголках земного шара, включая холодную Арктику и Антарктику. Но обо всём по порядку.
Для начала давайте посмотрим на виновников торжества:
(Увеличение х100). Размер клетки около 40-100 микрометров = ~0.1 миллиметр.
Диатомовые водоросли (или диатомеи) - это очень обширная группа одноклеточных водорослей. Их размеры, форма, цвет, стиль жизни очень сильно варьируются. Встречаются как одиночные так и колониальные формы, однако всех их объединяет наличие прочного панциря из кремния.
Разнообразие диатомовых водорослей:
Панцирь этот довольно крутая штука. Он очень крепкий и надежно защищает внутреннее пространство клетки, а для облегчения конструкции и обеспечения доступа веществ в клетку, в нём имеется обширная перфорация (до 70% всей площади).
Способ передвижения диатомей до сих пор остаётся для учёных туманным. По одной из версий считается, что через отверстия в панцире выделяется слизь по которой водоросли скользят в нужном им направлении.
Конструкция панциря настолько удачная, что за последние 150 миллионов лет в строении панциря практически ничего не изменилось.
Перфорация панциря (крупно):
По структуре панцирь диатомей чем-то напоминает чашку Петри. Он состоит из двух створок, одна из которых чуть больше другой. Между ними располагается закрепляющий поясок.
Ссылка на 3д модель: https://sketchfab.com/3d-models/cyclotella-meninghiana-bfd3de51ae664ba986914a46a55f31fe
Строительным материалом для панциря служит растворенные в воде соединения кремния, чаще всего это кремниевая кислота (H2SiO3).
Наличие растворенного кремния в воде обязательное условие для существования диатомовых водорослей, без него они не смогут делиться и строить свои панцири.
Внутри клетки:
Под панцирем устройство диатомей идентично устройству любой растительной клетки. Имеется ядро, центральная вакуоль и прочие органоиды. Хлоропласты располагаются напротив перфорированных частей панциря так, чтобы получать максимум солнечного света.
Если не смотрели видео про строение растительной клетки, то рекомендую ознакомиться:
Хлоропласты (фотосинтезирующие органеллы) диатомовых водорослей так-же как и у наземных растений содержат хлорофилл, однако часто встречаются примеси пигментов (каратиноиды и ксантофилы), которые окрашивают диатомей в разные цвета (золотой, оранжевый, красный).
Удивительно, но не все диатомеи питаются только за счёт фотосинтеза, существуют и гетеротрофные формы, клетки которых лишены хлорофилла. Они бесцветны и питаются бактериями и остатками органических веществ в водоёме.
Экология
Диатомовые водоросли обитают повсюду, их можно найти во всех климатических зона, в воде, в воздухе, даже в снегах Арктики и Антарктики. В состоянии покоя они способны переносить экстремально низкие и высокие температуры.
С диатомовых водорослей начинается множество цепей питания. Они служат кормом для других микроорганизмов и водных животных. На диатомей приходится до 25% всей биомассы планеты.
Каждый водоём имеет уникальный набор диатомовых водорослей. Эксперты криминалисты по ним могут безошибочно определить откуда была взята проба воды.
Принципы образования скелета диатомовых водорослей представляют особый интерес для учёных, которые планируют использовать их для создания процессоров и других структур из кремния.