FORAMINIFERA: CHARAKTERYSTYKA, KLASYFIKACJA, CYKL ŻYCIA - BIOLOGIA - 2024

W otwornice to grupa ameboidalnego pierwotniaków inny słodkowodnych i morskich. Pojawiły się na początku ery pierwotnej (kambru), a ich następcy zaludnili dzisiejsze oceany. Można je znaleźć od obszarów przybrzeżnych (hypo lub hypersaline) po dno oceanu i od tropików po zimne oceany Arktyki i Antarktydy.

Jego rozkład zależy od kilku czynników. Na przykład istnieją gatunki, które utrzymują duże i częste zmiany temperatury, podczas gdy inne nie były w stanie tego przetrwać, dlatego struktura termiczna oceanów wskazuje na istotne różnice między zespołami otwornic.

Próbki piasku Foraminifera pobrane z plaży Ngapali.

Podobnie głębokość jest również decydującym czynnikiem w rozmieszczeniu otwornic ze względu na ich bezpośredni wpływ na przenikanie światła. Z kolei ciśnienie jest związane z powyższymi czynnikami (temperaturą i głębokością), bezpośrednio wpływającymi na rozpuszczalność CO ₂ , który wpływa na wydzielanie węglanu wapnia do tworzenia się muszli.

Z drugiej strony energia wody na płytkich obszarach jest istotnym elementem, ponieważ wpływa na rodzaj podłoża (twarde lub miękkie) oraz rozmieszczenie składników odżywczych.

Podobnie inne czynniki, takie jak zasolenie, mętność wody, pH, obecność pierwiastków śladowych i / lub składników organicznych, prądy, szybkość sedymentacji, mogą determinować, na poziomie lokalnym, rozmieszczenie otworów.

Znane gatunki

Obecnie znanych jest ponad 10 000 gatunków, a około 40 000 wymarło. Niektóre gatunki mają dno morskie jako swoje siedlisko, to znaczy są organizmami bentosowymi, często żyją w kamuflażu na piasku jako część epifauny (epibeton) lub mogą żyć pod piaskiem (endobeton). Z tego powodu znane są również jako żywy piasek.

Mogą również żyć na roślinach, w których spoczywają jak epifity, a nawet wielu z nich wybiera życie siedzące, to znaczy żyją przywiązane do podłoża przez całe swoje istnienie.

Podczas gdy inne otwornice żyją na różnych głębokościach w oceanie (między 0 a 300 m), to znaczy, że mają one planktonowe życie, które tworzy część morskiego mikroplanktonu. Te formy są rzadsze i mniej zróżnicowane.

Większe i bardziej złożone otwornice planktonowe występują częściej w środowiskach tropikalnych i subtropikalnych. Podczas gdy w środowiskach o dużej szerokości geograficznej organizmy te są zwykle rzadkie, mniejsze i mają bardzo proste kształty.

cechy

Cechą charakterystyczną, która wyróżnia się w otwornicach, jest szkielet lub skorupa, struktura, która umożliwiła badanie wymarłych form w postaci morskich mikroskamieniałości, które osadzają się na dnie morskim.

Zatem muszla stanowi podstawowy element różnicujący otwornice i jest jedyną fosylizującą się strukturą organizmu. Te skamieniałości są bardzo bogate w osady morskie, uczestnicząc również w tworzeniu skał osadowych.

Główne związki chemiczne w muszlach to kalcyt, aragonit i krzemionka. Kształt i wymiary komory embrionalnej zależą od jej pochodzenia, czy jest to produkt rozmnażania płciowego czy bezpłciowego.

Podczas swojej ontogenezy otwornice kontrolują wzrost i wielkość komór. Kontrola ta odbywa się poprzez długość i układ prądów rzekomych, ponieważ pseudonóżki są odpowiedzialne za tworzenie organicznej błony poprzedzającej mineralną powłokę.

Proces ten jest bardzo ważny dla utrzymania procesów komórkowych, ponieważ komora pełni rolę bioreaktora.

Czynniki wpływające na wielkość i morfologię otwornic

Należy zauważyć, że wielkość i ostateczna morfologia, jaką może przyjąć otwornica, zależy od różnych czynników, w tym:

• Kształt i wymiary komory embrionalnej.
• Liczba etapów wzrostu do dorosłości (tj. Liczba komór otwornicy).
• Kształt komory i jego modyfikacje podczas ontogenezy.
• Rozmieszczenie kamer.

Większe otwornice mają strategiczne wzorce wzrostu, aby utrzymać stałą objętość komory bez przekraczania optymalnego rozmiaru. Strategie te polegają na podzieleniu kamer na różne przedziały zwane klikami.

Kliki te są rozmieszczone w taki sposób, aby zapewnić transport i funkcje regulacyjne między protoplazmą wewnątrz komór i na zewnątrz. Oznacza to, że wszystkie kamery i kliki są ze sobą doskonale połączone.

Układ komór może przebiegać wzdłuż osi prostoliniowej lub spiralnej. Będzie to zależeć od położenia prądów rzekomych i położenia otworu lub otworów w komorze.

Taksonomia

Domena internetowa: Eukarya

Królestwo protistów

No Rank: SAR Supergroup

Superphylum: Rhizaria

Gromada: Foraminifera

Klasy i zamówienia

• Athalamea (Reticulomyxida)
• Monothalamea (Allogromiida, Astrorhizida, Komokiida)
• Xenophyophorea (Psamminida, Stannomida)
• Tubothalamea (Fusulinid, Involutinide, Milliolid, Silicoloculinide, Spirillinida)
• Globothalamea (Lituolida, Loftusiida, Schlumbergerinida, Textulariida, Trochamminida, Rotaliida, Buliminida, Globigerinida, Robertinida, Carterinida, Lagenida).

Klasyfikacja

Chociaż wciąż jest wiele rzeczy do wyjaśnienia, do tej pory można wyróżnić 5 klas:

Athalamea

Oto otwornice, które nie mają skorupy lub są nagie.

Monothalamea

Uwzględniono otwornice betoniczne, które mają organiczną lub aglutynowaną muszlę z pojedynczą komorą.

Xenophyophorea

W tym przypadku otwornice są dużego wyspecjalizowanego typu betonowego, wielojądrowe i ze zlepioną skorupą. Zwykle są szkodnikami lub saprofagami, to znaczy pozyskują pożywienie ze szczątków lub rozkładającej się materii organicznej.

Tubothalamea

Obejmuje to otwornice betoniczne, które mają wiele komór rurowych, przynajmniej w stadium młodocianym, które mogą być spiralnie zwijane, ze skorupą zlepioną lub wapienną.

Globothalamea

Klasyfikacja ta obejmuje zarówno otwornice betonowe, jak i planktoniczne z wielokomorowymi muszlami kulistymi, aglutynowanymi lub wapiennymi. Muszle mogą być jednoczęściowe, dwusiarczanowe, trójzębne lub trokospiralne.

Jednak ta klasyfikacja stale się rozwija.

Morfologia

-Rozmiar

Wielkość otwornic wynosi zwykle od 0,1 do 0,5 cm, a niektóre gatunki od 100 µm do 20 cm.

-Protoplazma

Otworniczki są utworzone przez masę protoplazmatyczną, która stanowi komórkę otwornicy.

Protoplazma jest zwykle bezbarwna, ale czasami może zawierać niewielkie ilości pigmentów organicznych, materiału lipidowego, glonów symbiotycznych lub barwnych związków żelaza.

Protoplazma składa się z wewnętrznej części zwanej endoplazmą i zewnętrznej części ektoplazmy.

W endoplazmie jest chroniony przez powłokę, w której organelle są rozmieszczone w postaci wakuoli trawiennych, jądra, mitochondriów, granulek, aparatu Golgiego lub rybosomów. Dlatego czasami nazywa się to ziarnistą endoplazmą. Ektoplazma jest przezroczysta i stamtąd zaczynają się cofające się nibynóżki.

Protoplazma jest zewnętrznie otoczona organiczną błoną złożoną z nałożonych warstw mukopolisacharydów.

Masa protoplazmatyczna rozszerza się poza powłokę przez jeden lub więcej otworów (porów) i przykrywa ją zewnętrznie (protoplazma zewnątrzkomórkowa) i tak powstają pseudopodia.

-Szkielet lub skorupa

Foraminifera trwale utrwala powierzchnię swoich komórek, budując szkielet mineralny (muszlę).

Powłoka składa się z komór oddzielonych przegrodami, ale jednocześnie komunikują się one ze sobą poprzez wzajemne otwory zwane foraminą, stąd nazwa otwornica. Skład chemiczny szkieletu lub skorupy sprawia, że ​​są to struktury, które bardzo łatwo ulegają fosylizacji.

Wnętrze komór pokryte jest materiałem organicznym bardzo podobnym do chityny. Ponadto powłoka może mieć główne otwory; może również mieć zewnętrzne pory lub ich brakować.

Powłoka mineralna może być utworzona przez pojedynczą komorę (pierwotne otwornice lub jednoczęściowe) lub komorę, która rośnie w sposób ciągły lub przez kilka komór, które powstają w kolejnych etapach, w skomplikowanym nieciągłym systemie wzrostu (otwornice wielowarstwowe).

Ten ostatni proces polega na dodaniu nowego materiału szkieletowego do wcześniej uformowanej skorupy oraz w strategicznych miejscach.

Wiele otwornic jest w stanie wybrać materiał, z którego utworzą swoją skorupę, zgodnie z jego składem chemicznym, rozmiarem lub kształtem, ponieważ prądy brzegowe pseudopodialne, które stykają się z podłożem, są w stanie go rozpoznać.

-Typy Foraminifera

Ze względu na formę budowy muszli można je podzielić na trzy główne typy otwornic:

Aglutynowany (lub piaszczysty)

W tego typu muszli otwornice zbierają wraz ze swoimi pseudonogami dużą ilość materii organicznej dostępnej w środowisku, w którym żyją, która później się aglutynuje, np. Ziarenka minerałów, gąbczaste kłosy, okrzemki itp.

Większość zlepionych otwornic cementuje swoją skorupę węglanem wapnia, ale jeśli ten związek nie jest obecny w ośrodku, na przykład te, które żyją w głębokich obszarach oceanu, gdzie nie ma wapnia, mogą to zrobić z cementami krzemionkowymi, żelazistymi, organicznymi. itp

Porcelana

W tym przypadku skorupa jest utworzona przez igły kalcytu magnezytowego, które są syntetyzowane w aparacie Golgiego w otwornicach.

Igły te są transportowane i gromadzone za granicą i mogą służyć jako elementy łączące dla obcych konstrukcji (Cement) lub bezpośrednio tworzyć szkielet zewnętrzny. Występują w środowiskach hipersalinicznych (zasolenie> 35%).

Zwykle są nieprzepuszczalne, to znaczy mają tendencję do posiadania pseudoporów, które nie przecinają całkowicie powłoki.

Hyalines

Powstają one w wyniku wzrostu kryształów kalcytu dzięki organicznej matrycy, powstałej w procesie zwanym biomineralizacją (mineralizacją in situ), prowadzonym poza ciałem protoplazmatycznym.

Charakteryzują się przezroczystością, ze względu na cienką ściankę. Są również wiercone tam, gdzie położenie, gęstość i średnica porów jest zmienna w zależności od gatunku.

-Pseudopodia

Struktura ta służy do mobilizacji, mocowania do podłoża, chwytania zdobyczy i tworzenia szkieletu. Otwornice mają wyrafinowaną sieć mikrotubul ułożonych w mniej lub bardziej równoległych rzędach, służących do wycofywania i rozszerzania rzekomonóżek.

Wydłużenie pseudopodia może sięgać dwu lub trzykrotności długości ciała, a nawet 20-krotności jego długości. Zależy to od każdego gatunku.

Rodzaj ruchu podczas przemieszczania się jest bezpośrednio związany z kształtem muszli i położeniem otworów (w których pojawiają się nibynóżki).

Ale większość otwornic porusza się w następujący sposób: nibynóżki przyczepiają się do podłoża, a następnie wypychają resztę komórki. Poruszając się w ten sposób mogą poruszać się z prędkością około 1 do 2,5 cm / godzinę.

Z drugiej strony pseudopodia otwornic nazywane są granurreticulopodia, ponieważ wewnątrz pseudopodiów występuje dwukierunkowy przepływ cytoplazmatyczny, który przenosi granulki.

Granulki mogą składać się z cząstek różnych materiałów, mitochondriów, wakuoli trawiennych lub odpadowych, symbiotycznych bruzdnic itp. Z tego powodu jednym z synonimów tej grupy jest Granuloreticulosa.

Inną ważną cechą pseudopodiów jest to, że są one zwykle długie, cienkie, rozgałęzione i bardzo obfite, tworząc w ten sposób sieć retikulopodiów przez układanie w stosy (zespolenia).

Koło życia

Cykl życiowy otwornic jest ogólnie krótki, zwykle kilka dni lub tygodni, ale w dużych formach cykl życiowy może dochodzić do dwóch lat.

Czas trwania zależy od strategii życiowej, którą obiorą otwornice. Na przykład małe formy o prostej morfologii rozwijają krótką strategię oportunistyczną.

Natomiast duże formy i niezwykle złożona morfologia muszli rozwijają konserwatywną strategię życiową.

To ostatnie zachowanie jest bardzo rzadkie w organizmach jednokomórkowych; pozwala im utrzymać jednolitą gęstość zaludnienia i powolny wzrost.

Reprodukcja

Większość otwornic ma dwie morfologie, z przemianą pokoleniową zależną od rodzaju rozrodu, płciową lub bezpłciową, z wyjątkiem otwornic planktonowych, które rozmnażają się tylko płciowo.

Ta zmiana morfologii nazywana jest dymorfizmem. Wynikająca z tego forma rozmnażania płciowego (gamogonia) nazywana jest gamonte, natomiast z rozmnażania bezpłciowego (schizogonia) uzyskuje się postać schizonta. Obie są różne morfologicznie.

Niektóre otwornice koordynują cykl reprodukcji z cyklem sezonowym, aby zoptymalizować wykorzystanie zasobów. Nierzadko zdarza się, że występuje kilka ciągłych reprodukcji bezpłciowych, zanim pojawi się pokolenie płciowe w formach betonowych.

To wyjaśnia, dlaczego formy schizont są bardziej obfite niż te z gamontów. Gamonte początkowo ma jedno jądro, a następnie dzieli się, aby wyprodukować liczne gamety.

Podczas gdy schizont jest wielojądrowy i po mejozie ulega fragmentacji, tworząc nowe gamety.

Cykl rozrodczy otwornic

Odżywianie

Otwornice charakteryzują się tym, że są heterotrofami, to znaczy żywią się materią organiczną.

W tym przypadku otwornice żywią się głównie okrzemkami lub bakteriami, ale inne większe gatunki żywią się nicieniami i skorupiakami. Ofiara jest uwięziona przez ich pseudonogi.

Również te organizmy mogą wykorzystywać symbiotyczne glony różnych typów, takie jak algi zielone, czerwone i złote, a także okrzemki i bruzdnice, a wiele z nich może być nawet bardzo złożona u tego samego osobnika.

Z drugiej strony, niektóre gatunki otwornic są kleptoplastyczne, co oznacza, że ​​chloroplasty z połkniętych alg stają się częścią otwornic, aby nadal pełnić funkcję fotosyntezy.

Stanowi to alternatywny sposób wytwarzania energii do życia.

Aplikacje

Obfitość w zapisie kopalnym otwornic w czasie geologicznym, ewolucji, złożoności i wielkości sprawia, że ​​są one preferowanym narzędziem do badania teraźniejszości i przeszłości Ziemi (zegar geologiczny).

Dlatego jego duża różnorodność gatunkowa jest bardzo przydatna w badaniach biostratygraficznych, paleoekologicznych i paleoceanograficznych.

Ale może również pomóc w zapobieganiu katastrofom ekologicznym, które mogą wpłynąć na gospodarkę, ponieważ zmiany w populacji otwornic wskazują na zmiany w środowisku.

Na przykład otwornice łuskane są wrażliwe na zmiany środowiskowe i szybko reagują na zmiany w środowisku wokół nich. Z tego powodu są idealnymi gatunkami wskaźnikowymi do badania jakości i zdrowia wód rafowych.

Przypadek Mauritiusa

Ponadto niektóre wydarzenia skłoniły nas do zastanowienia się. Tak jest w przypadku zjawiska obserwowanego na Mauritiusie, gdzie zniknęła część białego piasku plaży i teraz muszą go importować z Madagaskaru, aby utrzymać przepływ turystów.

A co tam się stało? Skąd pochodzi piasek? Dlaczego zniknął?

Odpowiedź jest następująca:

Piasek to nic innego jak nagromadzenie skorup węglanu wapnia wielu organizmów, w tym otwornic wyrzucanych na brzeg. Zanik piasku był spowodowany postępującym i trwałym spadkiem producentów węglanów.

Nastąpiło to w wyniku zanieczyszczenia mórz azotem i fosforem, które docierają do wybrzeży z powodu nadmiernego stosowania nawozów przy sadzeniu niektórych produktów, takich jak trzcina cukrowa.

Z tego powodu badanie otwornic w naukach społecznych jest ważne dla zapobiegania katastrofom ekologicznym, takim jak opisana powyżej, które mają bezpośredni wpływ na gospodarkę i społeczeństwo.

Bibliografia

1. Współtwórcy Wikipedii. Foraminifera. Wikipedia, wolna encyklopedia, 2018. Dostępne na es.wikipedia.org.
2. Calonge A, Caus E i García J. Los Foraminifers: teraźniejszość i przeszłość. Teaching of Earth Sciences, 2001 (9.2) 144-150.
3. Hromic T. Bioróżnorodność i ekologia mikrobentosu (Foraminifera: pierwotniaki), między Boca del Guafo i Golfo de Penas (43–46 ° s), Chile. Nauka. Tecnol. 30 (1): 89-103, 2007
4. Humphreys AF, Halfar J, Ingle JC i wsp. Wpływ temperatury, pH i składników odżywczych wody morskiej na rozmieszczenie i charakter płytkich otworów bentosowych o niskiej liczebności na Galapagos. PLoS One. 2018; 13 (9): e0202746. Opublikowano 12 września 2018 r. Doi: 10.1371 / journal.pone.0202746
5. De Vargas C, Norris R, Zaninetti L, Gibb SW, Pawlowski J. Molecular Evidence of Cryptic Speciation in planktonic foraminifers i ich związek z prowincjami oceanicznymi. Proc Natl Acad Sci USA. 1999; 96 (6): 2864-8.