Šta je fitoplankton? Većina fitoplanktona je premala da bi se mogla vidjeti golim okom. Međutim, u dovoljno velikim količinama, neke vrste se mogu vidjeti kao obojene mrlje na površini vode, zbog sadržaja klorofila unutar njihovih stanica i pomoćnih pigmenata kao što su fikobiliproteini ili ksantofili.
Šta je fitoplankton
Fitoplankton su fotosintetski mikroskopski biotički organizmi koji žive u gornjem sloju vode gotovo svih okeana i jezera na Zemlji. Oni su kreatori organskih jedinjenja iz ugljičnog dioksida otopljenog u vodi - odnosno pokretači procesa koji održavaju vodenu mrežu hrane.
Fotosinteza
Fitoplankton dobija energiju fotosintezom i stoga mora živjeti u dobro osvijetljenom površinskom sloju (koji se naziva eufotička zona) okeana, mora, jezera ili drugog vodenog tijela. Fitoplankton čini otprilike polovinu svihfotosintetske aktivnosti na Zemlji. Njegova kumulativna fiksacija energije u ugljičnim jedinjenjima (primarna proizvodnja) je osnova za veliku većinu oceanskih i mnogih slatkovodnih lanaca ishrane (kemosinteza je značajan izuzetak).
Jedinstvene vrste
Iako su skoro sve vrste fitoplanktona izuzetni fotoautotrofi, postoje neke koje su mitotrofi. To su obično nepigmentirane vrste koje su zapravo heterotrofne (potonje se često smatraju zooplanktonom). Najpoznatiji su dinoflagelarni rodovi kao što su Noctiluca i Dinophysis, koji dobijaju organski ugljik gutanjem drugih organizama ili detritnog materijala.
Značenje
Fitoplankton apsorbuje energiju sunca i hranljive materije iz vode za proizvodnju sopstvene hrane. Tokom fotosinteze, molekularni kiseonik (O2) se oslobađa u vodu. Procjenjuje se da oko 50% ili 85% kisika u svijetu dolazi iz fotosinteze fitoplanktona. Ostatak nastaje fotosintezom kopnenih biljaka. Da biste razumjeli šta je fitoplankton, morate biti svjesni njegovog velikog značaja za prirodu.
Odnos sa mineralima
Fitoplankton je kritično ovisan o mineralima. To su prvenstveno makronutrijenti kao što su nitrati, fosfati ili silicijumska kiselina, čija je dostupnost određena balansom između takozvane biološke pumpe i porasta dubokih voda bogatih nutrijentima. Međutim, na velikim područjimaU okeanima kao što je Južni okean, fitoplankton je također ograničen nedostatkom željeza u mikronutrijentima. Ovo je navelo neke naučnike da zagovaraju oplodnju gvožđem kao sredstvo za suzbijanje akumulacije ugljen-dioksida (CO2) koji proizvodi ljudi u atmosferi.
Naučnici eksperimentišu sa dodavanjem željeza (obično u obliku soli kao što je željezni sulfat) u vodu kako bi potaknuli rast fitoplanktona i uklonili atmosferski CO2 u ocean. Međutim, sporovi oko upravljanja ekosistemom i efikasnosti gnojidbe gvožđem usporili su takve eksperimente.
Variety
Izraz "fitoplankton" pokriva sve fotoautotrofne mikroorganizme u vodenim lancima ishrane. Međutim, za razliku od kopnenih zajednica u kojima su većina autotrofa biljke, fitoplankton je raznolika grupa uključujući protozojske eukariote kao što su eubakterijski i arhebakterijski prokarioti. Postoji oko 5.000 poznatih vrsta morskog fitoplanktona. Još nije jasno kako je ova raznolikost evoluirala uprkos ograničenim resursima hrane.
Najvažnije grupe fitoplanktona uključuju dijatomeje, cijanobakterije i dinoflagelate, iako su mnoge druge grupe algi zastupljene u ovoj veoma raznolikoj grupi. Jedna grupa, kokolitoforidi, odgovorni su (djelimično) za oslobađanje značajnih količina dimetil sulfida (DMS) u atmosferu. DMS oksidira i formira sulfat, koji u područjima niske koncentracije čestica aerosola možedoprinose nastanku posebnih područja kondenzacije vazduha, što uglavnom dovodi do povećanja oblačnosti i magle iznad vode. Ovo svojstvo je karakteristično i za jezerski fitoplankton.
Sve vrste fitoplanktona održavaju različite trofičke (tj. hranu) nivoe u različitim ekosistemima. U oligotrofnim okeanskim regijama kao što su Sargaško more ili južni Pacifik, najčešći fitoplankton su male, jednoćelijske vrste koje se nazivaju pikoplankton i nanoplankton (također se nazivaju pikoflagelati i nanoflagelati). Fitoplankton se uglavnom podrazumijeva kao cijanobakterije (Prochlorococcus, Synechococcus) i pikoeukarioti kao što su Micromonas. U produktivnijim ekosistemima, veliki dinoflagelati su osnova biomase fitoplanktona.
Uticaj na hemijski sastav vode
Početkom dvadesetog veka, Alfred C. Redfild je otkrio sličnosti između elementarnog sastava fitoplanktona i glavnih rastvorenih nutrijenata u dubokom okeanu. Redfield je sugerirao da je omjer ugljika, dušika i fosfora (106:16:1) u oceanu kontroliran zahtjevima fitoplanktona, jer fitoplankton naknadno oslobađa dušik i fosfor dok se remineraliziraju. Ovaj takozvani "Redfield omjer" u opisivanju stehiometrije fitoplanktona i morske vode postao je temeljni princip za razumijevanje evolucije morske ekologije, biogeohemije i onoga što je fitoplankton. Međutim, Redfield koeficijent nije univerzalna vrijednost i može se razlikovati zbog promjena u sastavu egzogenih hranjivih tvari i mikroba.u okeanu. Proizvodnja fitoplanktona, kao što čitalac već treba da shvati, utiče ne samo na nivo kiseonika, već i na hemijski sastav vode okeana.
Biološke karakteristike
Dinamička stehiometrija svojstvena jednoćelijskim algama odražava njihovu sposobnost skladištenja hranljivih sastojaka u unutrašnjem rezervoaru i promene sastava osmolita. Različite ćelijske komponente imaju svoje jedinstvene stehiometrijske karakteristike, na primjer, uređaji za prikupljanje podataka o resursima (svjetlo ili hranjive tvari), kao što su proteini i hlorofil, sadrže visoku koncentraciju dušika, ali nizak sadržaj fosfora. U međuvremenu, genetski mehanizmi rasta kao što je ribosomska RNK sadrže visoke koncentracije dušika i fosfora (N i P, respektivno). Lanac ishrane fitoplankton-zooplankton, uprkos razlici između ova dva tipa stvorenja, osnova je ekologije vodenih prostora širom planete.
Životni ciklusi
Na osnovu distribucije resursa, fitoplankton je klasifikovan u tri životne faze: preživljavanje, cvjetanje i konsolidacija. Preživjeli fitoplankton ima visok odnos N:P (dušik i fosfor) (> 30) i sadrži mnoge mehanizme prikupljanja resursa za održavanje rasta kada su resursi oskudni. Cvjetajući fitoplankton ima nizak odnos N:P (<10) i prilagođen je eksponencijalnom rastu. Konsolidovani fitoplankton ima sličan odnos N: P prema Redfieldu i sadrži relativno jednak omjer mehanizama rasta i akumulacije resursa.
Sadašnjost i budućnost
Studija objavljena u časopisu Nature 2010. godine otkrila je da se morski fitoplankton značajno smanjio u svjetskim okeanima tokom prošlog stoljeća. Procjenjuje se da su koncentracije fitoplanktona u površinskim vodama smanjene za oko 40% od 1950. godine po stopi od oko 1% godišnje, vjerovatno kao odgovor na zagrijavanje oceana. Studija je izazvala kontroverzu među naučnicima i dovela do žestokih debata. U narednoj studiji iz 2014. godine, autori su koristili veliku bazu podataka mjerenja i revidirali svoje metode analize kako bi odgovorili na nekoliko objavljenih kritika, ali su završili sa sličnim uznemirujućim zaključcima: broj algi fitoplanktona brzo opada.
