Diatom: karakteristik, nutrisi, reproduksi

diatom (diatom) adalah kelompok mikroalga, terutama air dan uniseluler. Mereka dapat hidup bebas (seperti plantones) atau membentuk koloni (seperti yang merupakan bagian dari benthos). Mereka dicirikan oleh distribusi yang kosmopolitan; yaitu, mereka dapat ditemukan di seluruh planet ini.

Bersama dengan kelompok mikroalga lainnya, mereka adalah bagian dari singkapan besar fitoplankton yang ditemukan di perairan tropis, subtropis, Arktik, dan Antartika. Asal-usul mereka berasal dari Jurassic dan hari ini mereka mewakili salah satu kelompok mikroalga terbesar yang dikenal manusia, dengan lebih dari seratus ribu spesies digambarkan hidup hingga punah.

Diatom: karakteristik, nutrisi, reproduksi

Keanekaragaman diatom. Diambil dan diedit dari: Wipeter [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ ) atau FAL], dari Wikimedia Commons.

Secara ekologis, mereka adalah bagian penting dari jaring makanan dari banyak sistem biologis. Endapan diatom merupakan sumber bahan organik yang sangat penting yang terakumulasi di dasar laut.

Setelah proses panjang sedimentasi, tekanan organik materi dan jutaan tahun, deposito tersebut menjadi minyak yang bergerak banyak peradaban kita saat ini.

Pada zaman dahulu, laut menutupi wilayah bumi yang saat ini muncul; Deposit diatomaceous tetap di beberapa daerah ini, yang dikenal sebagai diatomaceous earth. Tanah diatom memiliki banyak kegunaan dalam industri makanan, konstruksi dan bahkan obat-obatan.

Indeks artikel

Karakteristik

Mereka adalah organisme eukariotik dan fotosintesis, dengan fase sel diploid. Semua spesies mikroalga ini adalah uniseluler, dengan bentuk yang hidup bebas. Dalam beberapa kasus mereka membentuk koloni (coccoid), rantai panjang, kipas dan spiral.

Karakteristik mendasar dari diatom adalah bahwa mereka memiliki frustule. Frustule adalah dinding sel yang terutama terdiri dari silika yang membungkus sel dalam struktur yang mirip dengan cawan Petri atau cawan .

Bagian atas kapsul ini disebut epitheca, dan bagian bawah disebut hipotek. Frustula bervariasi dalam ornamen, tergantung pada spesiesnya.

Membentuk

Bentuk diatom bervariasi dan memiliki kepentingan taksonomi. Beberapa simetri terpancar (pusat) dan yang lain dapat memiliki bentuk yang berbeda, tetapi mereka selalu simetri bilateral (pennal).

Diatom tersebar luas di seluruh badan air di planet ini. Mereka terutama laut; namun, beberapa spesies telah ditemukan di badan air tawar, kolam, dan lingkungan lembab.

Ini organisme autotrophic hadir klorofil a, c1 dan c2, dan memiliki pigmen seperti diatoxanthin, diadinoxanthin, β-karoten dan fucoxanthin. Pigmen ini memberi mereka warna emas yang memungkinkan mereka menangkap sinar matahari dengan lebih baik .

Taksonomi dan klasifikasi

Saat ini, urutan taksonomi diatom masih kontroversial dan dapat direvisi. Kebanyakan ahli sistem dan taksonomi menempatkan kelompok besar mikroalga ini dalam divisi Heterokontophyta (kadang-kadang sebagai Bacillariophyta). Peneliti lain mengklasifikasikan mereka sebagai filum dan bahkan taksa yang lebih tinggi.

Klasifikasi tradisional

Menurut urutan taksonomi klasik, diatom terletak di kelas Bacillariophyceae (juga disebut Diatomophyceae). Kelas ini dibagi menjadi dua ordo: Central dan Pennales.

Pusat

Mereka adalah diatom yang frustule memberi mereka simetri radial. Beberapa spesies memiliki ornamen tipe berduri dan tidak memiliki celah yang disebut raphe pada permukaannya.

Ordo ini terdiri dari sedikitnya dua subordo (tergantung pengarangnya) dan paling sedikit lima famili. Mereka terutama laut; Namun, ada perwakilan ini di badan air tawar.

Diatom: karakteristik, nutrisi, reproduksi

diatom pusat. Diambil dan diedit dari Derek Keats dari Johannesburg, Afrika Selatan [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], melalui Wikimedia Commons.

Pennales

Diatom ini memiliki bentuk memanjang, oval dan / atau linier, dengan simetri bipolar bilateral. Mereka memiliki ornamen frustule tipe striae bertitik dan beberapa memiliki raphe di sepanjang sumbu longitudinal.

Bergantung pada ahli taksonomi, ordo ini terdiri dari setidaknya dua subordo dan tujuh famili. Mereka sebagian besar air tawar, meskipun spesies juga telah dijelaskan di lingkungan laut.

Peringkat terbaru

Di atas adalah klasifikasi taksonomi klasik dan urutan ordo diatom; itu adalah cara yang paling umum digunakan untuk membedakannya. Namun, banyak pengaturan taksonomi telah muncul dari waktu ke waktu.

Pada tahun 90-an, para ilmuwan Round & Crawford menyumbangkan klasifikasi taksonomi baru yang terdiri dari 3 kelas: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae dan Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Sebelumnya mereka adalah bagian dari diatom ordo Centrales. Saat ini kelas ini diwakili oleh setidaknya 22 ordo dan 1.174 spesies.

Bacillariophyceae

Mereka adalah diatom simetri bilateral dengan raphe. Anggota kelas ini sebelumnya membentuk ordo Pennales.

Kemudian mereka dibagi menjadi diatom dengan raphe dan tanpa raphe (dalam cara yang sangat umum). Diketahui bahwa kelas mikroalga ini diwakili oleh 11 ordo dan sekitar 12 ribu spesies.

Fragilariophyceae

Ini adalah kelas diatom yang anggotanya sebelumnya juga merupakan bagian dari ordo Pennales. Mikroalga ini memiliki simetri bilateral tetapi tidak menunjukkan raphe. dan mereka diwakili oleh 12 ordo dan sekitar 898 spesies.

Beberapa ahli taksonomi tidak menganggap takson ini valid dan menempatkan Fragilariophyceae sebagai subkelas dalam kelas Bacillariophyceae.

Nutrisi

Diatom adalah organisme fotosintetik: mereka menggunakan energi cahaya (matahari) untuk mengubahnya menjadi senyawa organik . Senyawa organik ini diperlukan untuk memenuhi kebutuhan biologis dan metabolisme Anda.

Untuk mensintesis senyawa organik ini, diatom membutuhkan nutrisi; Ini nutrisi terutama nitrogen, fosfor, dan silikon. Unsur terakhir ini berfungsi sebagai nutrisi pembatas, karena dibutuhkan untuk membentuk frustule.

Untuk proses fotosintesis, mikroorganisme ini menggunakan pigmen seperti klorofil dan karotenoid.

Klorofil

Klorofil adalah pigmen fotosintesis hijau yang terletak di kloroplas . Hanya dua jenis yang diketahui dalam diatom: klorofil a (Chl a) dan klorofil c (Chl c).

Chl a memiliki peran utama dalam proses fotosintesis ; sebaliknya, Chl c adalah pigmen aksesori. Chl c yang paling umum dalam diatom adalah c1 dan c2.

Karotenoid

Karotenoid adalah sekelompok pigmen milik keluarga isoprenoid. Dalam diatom, setidaknya tujuh jenis karotenoid telah diidentifikasi.

Seperti klorofil, mereka membantu diatom menangkap cahaya untuk mengubahnya menjadi senyawa makanan organik untuk sel.

Reproduksi

Diatom bereproduksi secara aseksual dan seksual, melalui proses mitosis dan meiosis masing-masing.

aseksual

Setiap sel punca mengalami proses pembelahan mitosis. Produk mitosis, materi genetik, inti sel dan sitoplasma diduplikasi , untuk menghasilkan dua sel anak yang identik dengan sel induk.

Setiap sel yang baru dibuat mengambil sebagai epitekanya selebaran sel induk dan kemudian membangun atau membentuk hipoteknya sendiri. Proses reproduksi ini dapat terjadi antara satu dan delapan kali dalam periode 24 jam, tergantung pada spesiesnya.

Karena setiap sel anak akan membentuk hipotek baru, sel yang mewarisi hipotek ibu akan lebih kecil dari sisternya. Saat proses mitosis berulang, penurunan sel anak bersifat progresif sampai minimum yang berkelanjutan tercapai.

seksual

Proses reproduksi seksual sel terdiri dari pembelahan sel diploid (dengan dua set kromosom) menjadi sel haploid. Sel haploid membawa setengah susunan genetik sel progenitor.

Setelah diatom yang direproduksi secara aseksual mencapai ukuran minimum, jenis reproduksi seksual dimulai didahului oleh meiosis. Meiosis ini menimbulkan gamet haploid dan telanjang atau mati; gamet bergabung untuk membentuk spora yang disebut auksospora.

Auxospora memungkinkan diatom untuk mendapatkan kembali diploidi dan ukuran maksimum spesies. Mereka juga memungkinkan diatom untuk bertahan hidup dengan kondisi lingkungan yang keras.

Spora ini sangat tahan, dan hanya akan tumbuh dan membentuk frustula masing-masing jika kondisinya menguntungkan.

Ekologi

Diatom memiliki dinding sel yang kaya akan silikon oksida, biasa disebut silika. Karena itu, pertumbuhan mereka dibatasi oleh ketersediaan senyawa ini di lingkungan tempat mereka berkembang.

Seperti disebutkan di atas, mikroalga ini adalah kosmopolitan dalam distribusi. Mereka hadir di badan air tawar dan laut dan bahkan di lingkungan dengan ketersediaan air yang rendah atau dengan tingkat kelembaban tertentu.

Di kolom air mereka terutama menghuni zona pelagis (perairan terbuka), dan beberapa spesies membentuk koloni dan menghuni substrat bentik.

Populasi diatom umumnya tidak berukuran konstan: jumlahnya sangat bervariasi dengan beberapa periodisitas. Periodisitas ini terkait dengan ketersediaan nutrisi, dan juga tergantung pada faktor fisik-kimiawi lainnya, seperti pH, salinitas, angin dan cahaya, antara lain.

Berbunga

Ketika kondisi optimal untuk perkembangan dan pertumbuhan diatom, fenomena yang disebut blooming atau mekar terjadi.

Selama upwelling, populasi diatom dapat mendominasi struktur komunitas fitoplankton, dan beberapa spesies berpartisipasi dalam mekar alga yang berbahaya atau pasang merah.

Diatom mampu menghasilkan zat berbahaya, termasuk asam domoat. Racun ini dapat terakumulasi dalam rantai makanan dan pada akhirnya dapat mempengaruhi manusia. Keracunan pada manusia dapat menyebabkan pingsan dan masalah ingatan hingga koma atau bahkan kematian.

Diperkirakan ada lebih dari 100 ribu spesies diatom (beberapa penulis percaya bahwa ada lebih dari 200 ribu) antara hidup (lebih dari 20 ribu) dan punah.

Populasi mereka menyumbang sekitar 45% dari produksi utama lautan. Demikian juga, mikroorganisme ini sangat penting dalam siklus silikon samudera karena kandungan silikanya dalam frustule.

Kegunaan

Paleoceanografi

Komponen silika dalam frustule diatom membuatnya sangat menarik dalam paleontologi. Mikroalga ini menempati lingkungan yang sangat spesifik dan beragam sejak sekitar zaman Kapur.

Fosil ganggang ini membantu para ilmuwan merekonstruksi distribusi geografis laut dan benua sepanjang masa geologis.

Biostratigrafi

Fosil diatom yang ditemukan di sedimen laut memungkinkan peneliti untuk memahami berbagai perubahan lingkungan yang terjadi dari zaman prasejarah hingga saat ini.

Fosil-fosil ini memungkinkan untuk menetapkan usia relatif dari strata di mana mereka ditemukan dan juga berfungsi untuk menghubungkan strata dari lokasi yang berbeda.

Tanah diatom

Tanah diatom dikenal sebagai deposit besar mikroalga fosil yang ditemukan terutama di darat. Deposit terpenting dari tanah ini ada di Libya, Irlandia, dan Denmark.

Ini juga disebut diatomit, dan merupakan bahan yang kaya akan silika, mineral, dan unsur pelacak, itulah sebabnya ia memiliki banyak kegunaan. Di antara kegunaan yang paling menonjol adalah sebagai berikut:

pertanian

Ini digunakan sebagai insektisida pada tanaman; itu tersebar pada tanaman sebagai semacam tabir surya. Ini juga banyak digunakan sebagai pupuk.

Akuakultur

Dalam budidaya udang, tanah diatom telah digunakan dalam produksi pangan. Aditif ini telah terbukti meningkatkan pertumbuhan dan asimilasi pakan komersial.

Dalam kultur mikroalga digunakan sebagai filter dalam sistem aerasi dan filter pasir.

Biologi molekuler

Tanah diatom telah digunakan untuk ekstraksi dan pemurnian DNA ; Untuk ini digunakan bersama dengan zat yang mampu mengacaukan struktur molekul air. Contoh zat ini adalah guanidin hidroklorida dan tiosianat.

Makanan dan minuman

Ini digunakan untuk menyaring dalam produksi berbagai jenis minuman seperti anggur, bir, dan jus alami. Setelah produk tertentu seperti biji-bijian dipanen, mereka direndam dalam tanah diatom untuk menghindari serangan kumbang dan hama lainnya.

hewan peliharaan

Merupakan bagian dari komponen sanitary litter (sanitary pebbles) yang biasa digunakan dalam kotak untuk kucing dan hewan peliharaan lainnya.

dokter hewan

Di beberapa tempat digunakan sebagai penyembuhan yang efisien untuk luka hewan. Ini juga digunakan dalam pengendalian artropoda ektoparasit pada hewan peliharaan dan hewan ternak.

cat

Ini digunakan sebagai sealer atau cat enamel.

Suasana

Tanah diatom digunakan untuk restorasi daerah yang terkontaminasi logam berat. Penerapannya dalam konteks ini mencakup fakta bahwa ia memulihkan tanah yang terdegradasi dan mengurangi toksisitas aluminium pada tanah yang diasamkan.

Diatom: karakteristik, nutrisi, reproduksi

Tanah diatom. Lihat di bawah kontras fase dalam mikroskop cahaya. Diambil dan diedit dari: Zephyris [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) atau GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], dari Wikimedia Commons.

Ilmu forensik

Pada kasus kematian dengan cara dibenamkan (tenggelam), salah satu analisis yang dilakukan adalah adanya diatom pada tubuh korban. Karena komposisi kerangka silika diatom, mereka tetap berada di dalam tubuh bahkan jika mereka ditemukan dengan tingkat dekomposisi tertentu.

Para ilmuwan menggunakan spesies untuk mengetahui apakah kejadian itu terjadi, misalnya, di rawa, di laut atau di danau; ini dimungkinkan karena diatom memiliki tingkat kekhususan lingkungan tertentu. Banyak kasus pembunuhan yang terpecahkan berkat keberadaan diatom di tubuh para korban.

nanoteknologi

Penggunaan diatom dalam nanoteknologi masih dalam tahap awal. Namun, studi dan penggunaan di bidang ini menjadi lebih sering. Saat ini tes digunakan untuk mengubah frustula silika menjadi silikon dan memproduksi dengan komponen listrik ini.

Ada banyak harapan dan potensi penggunaan diatom dalam nanoteknologi. Studi menunjukkan bahwa mereka dapat digunakan untuk manipulasi genetik, untuk konstruksi komponen mikro elektronik yang kompleks, dan sebagai biosel fotovoltaik.

Referensi

  1. A. Canizal Silahua (2009). Katalog bergambar diatom air tawar Meksiko. I. Famili Naviculaceae. Laporan penelitian tersebut memperoleh gelar : Ahli Biologi. Universitas Otonomi Nasional Meksiko. 64 hal.
  2. V. Cassie (1959). Diatom Plankton Laut. Tuatara.
  3. Alga diatom. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari britannica.com.
  4. MD Guiry & GM Guiry (2019). Basis Alga . Publikasi elektronik di seluruh dunia, Universitas Nasional Irlandia, Galway. Dipulihkan dari algabase.org.
  5. Identifikasi fitoplankton. Diatom dan dinoflagellata. Dipulihkan dari ucsc.edu.
  6. diatom. Ensiklopedia Dunia Baru. Dipulihkan dari newworldencyclopedia.org.
  7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska & K. Strzalka (2015). Pigmen Fotosintetik dalam Diatom. Obat Laut.
  8. diatom. KEAJAIBAN. Dipulihkan dari ucl.ac.uk.
  9. Tanah diatom. Dipulihkan dari diatomea.cl.
  10. Silika, tanah diatom dan udang. Dipulihkan dari balnova.com.
  11. L. Baglione. Kegunaan tanah diatom. Dipulihkan dari tecnicana.org
  12. diatom. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
  13. A.Pria (2012). Diatom Nanotek. Dipulihkan dari nextnature.net.