Što je fitoplankton? Većina fitoplanktona premala je da bi se mogla vidjeti golim okom. Međutim, u dovoljno velikim količinama, neke se vrste mogu vidjeti kao obojene mrlje na površini vode, zbog sadržaja klorofila unutar njihovih stanica i pomoćnih pigmenata kao što su fikobiliproteini ili ksantofili.
Što je fitoplankton
Fitoplankton su fotosintetski mikroskopski biotički organizmi koji žive u gornjem sloju vode gotovo svih oceana i jezera na Zemlji. Oni su tvorci organskih spojeva iz ugljičnog dioksida otopljenog u vodi - odnosno pokretači procesa koji održava vodenu mrežu hrane.
fotosinteza
Fitoplankton dobiva energiju fotosintezom i stoga mora živjeti u dobro osvijetljenom površinskom sloju (koji se naziva eufotička zona) oceana, mora, jezera ili drugog vodenog tijela. Fitoplankton čini otprilike polovicu svegafotosintetske aktivnosti na Zemlji. Njegova kumulativna fiksacija energije u spojevima ugljika (primarna proizvodnja) temelj je za veliku većinu oceanskih i mnogih slatkovodnih lanaca hrane (kemosinteza je značajna iznimka).
Jedinstvene vrste
Iako su gotovo 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 dobivaju organski ugljik unosom drugih organizama ili detritnog materijala.
Značenje
Fitoplankton apsorbira energiju sunca i hranjive tvari iz vode kako bi proizvodio vlastitu hranu. Tijekom fotosinteze u vodu se oslobađa molekularni kisik (O2). Procjenjuje se da oko 50% ili 85% kisika u svijetu dolazi iz fotosinteze fitoplanktona. Ostatak nastaje fotosintezom kopnenih biljaka. Da biste razumjeli što je fitoplankton, morate biti svjesni njegove velike važnosti za prirodu.
Odnos s mineralima
Fitoplankton je kritično ovisan o mineralima. To su prvenstveno makronutrijenti poput nitrata, fosfata ili silicijeve kiseline, čija je dostupnost određena ravnotežom između takozvane biološke pumpe i porasta dubokih voda bogatih hranjivim tvarima. Međutim, na velikim područjimaU oceanima kao što je Južni ocean, fitoplankton je također ograničen nedostatkom željeza u mikronutrijentima. To je navelo neke znanstvenike da zagovaraju gnojidbu željezom kao sredstvo za suzbijanje nakupljanja ugljičnog dioksida (CO2) koji proizvodi ljudi u atmosferi.
Znanstvenici eksperimentiraju s dodavanjem željeza (obično u obliku soli kao što je željezov sulfat) u vodu kako bi potaknuli rast fitoplanktona i uklonili atmosferski CO2 u ocean. Međutim, sporovi oko upravljanja ekosustavom i učinkovitosti gnojidbe željezom usporili su takve eksperimente.
Variety
Izraz "fitoplankton" pokriva sve fotoautotrofne mikroorganizme u vodenim lancima hrane. Međutim, za razliku od kopnenih zajednica u kojima su većina autotrofa biljke, fitoplankton je raznolika skupina uključujući protozojske eukariote kao što su eubakterijski i arhebakterijski prokarioti. Postoji oko 5000 poznatih vrsta morskog fitoplanktona. Kako se ta raznolikost razvila unatoč ograničenim resursima hrane, još nije jasno.
Najvažnije skupine fitoplanktona uključuju dijatomeje, cijanobakterije i dinoflagelate, iako su mnoge druge skupine algi zastupljene u ovoj vrlo raznolikoj skupini. Jedna skupina, kokolitoforidi, odgovorni su (djelomično) za ispuštanje značajnih količina dimetil sulfida (DMS) u atmosferu. DMS oksidira u sulfat, koji u područjima niske koncentracije čestica aerosola možedoprinose nastanku posebnih područja kondenzacije zraka, što uglavnom dovodi do povećanja naoblake i magle iznad vode. Ovo svojstvo je također karakteristično za jezerski fitoplankton.
Sve vrste fitoplanktona održavaju različite trofičke razine (tj. hrane) u različitim ekosustavima. U oligotrofnim oceanskim regijama kao što su Sargaško more ili južni Pacifik, najčešći fitoplankton su male, jednostanične vrste koje se nazivaju pikoplankton i nanoplankton (također se nazivaju pikoflagelati i nanoflagelati). Pod fitoplanktonom se uglavnom podrazumijevaju cijanobakterije (Prochlorococcus, Synechococcus) i pikoeukarioti kao što je Micromonas. U produktivnijim ekosustavima, veliki dinoflagelati su osnova biomase fitoplanktona.
Utjecaj na kemijski sastav vode
Početkom dvadesetog stoljeća, Alfred C. Redfield je pronašao sličnosti između elementarnog sastava fitoplanktona i glavnih otopljenih hranjivih tvari u dubokom oceanu. Redfield je sugerirao da omjer ugljika, dušika i fosfora (106:16:1) u oceanu kontroliraju zahtjevi fitoplanktona, budući da 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, biogeokemije i onoga što je fitoplankton. Međutim, Redfieldov koeficijent nije univerzalna vrijednost i može se razlikovati zbog promjena u sastavu egzogenih hranjivih tvari i mikroba.u oceanu. Proizvodnja fitoplanktona, kao što bi čitatelj već trebao shvatiti, utječe ne samo na razinu kisika, već i na kemijski sastav oceanske vode.
Biološke značajke
Dinamička stehiometrija svojstvena jednostaničnim algama odražava njihovu sposobnost pohranjivanja hranjivih tvari u unutarnji rezervoar i mijenjanje sastava osmolita. Različite stanične komponente imaju svoje jedinstvene stehiometrijske karakteristike, na primjer, uređaji za prikupljanje podataka o resursima (svjetlo ili hranjive tvari), poput proteina i klorofila, sadrže visoku koncentraciju dušika, ali nizak sadržaj fosfora. U međuvremenu, genetski mehanizmi rasta kao što je ribosomska RNA sadrže visoke koncentracije dušika i fosfora (N odnosno P). Prehrambeni lanac fitoplanktona i zooplanktona, unatoč razlici između ove dvije vrste stvorenja, temelj je ekologije vodenih prostora diljem planeta.
Životni ciklusi
Na temelju raspodjele resursa, fitoplankton je klasificiran u tri životne faze: preživljavanje, cvjetanje i konsolidacija. Preživjeli fitoplankton ima visok omjer N:P (dušik i fosfor) (> 30) i sadrži mnoge mehanizme prikupljanja resursa za održavanje rasta kada su resursi oskudni. Cvjetajući fitoplankton ima nizak omjer N:P (<10) i prilagođen je eksponencijalnom rastu. Konsolidirani fitoplankton ima sličan omjer N:P prema Redfieldu i sadrži relativno jednak omjer mehanizama rasta i akumulacije resursa.
Sadašnjost i budućnost
Studija objavljena u časopisu Nature 2010. godine pokazala je da se morski fitoplankton znatno smanjio u svjetskim oceanima tijekom prošlog stoljeća. Procjenjuje se da su se koncentracije fitoplanktona u površinskim vodama smanjile za oko 40% od 1950. godine po stopi od oko 1% godišnje, vjerojatno kao odgovor na zagrijavanje oceana. Studija je izazvala kontroverze među znanstvenicima i dovela do žestokih rasprava. U daljnjoj studiji iz 2014., autori su koristili veliku bazu podataka mjerenja i revidirali svoje metode analize kako bi odgovorili na nekoliko objavljenih kritika, ali su na kraju došli do sličnih uznemirujućih zaključaka: broj algi fitoplanktona brzo opada.
