Miksotrofi – organizmi koji mijenjaju uvriježena mišljenja o planktonu

Datum 27.02.2020 11:02:00 | Kategorija: Biologija

Plankton (foto: Wikimedia commons)Kada razgovaramo o moru, često smatramo da njime dominiraju kitovi i ribe, no ključna karika hranidbenog lanca i života na Zemlji zapravo je plankton. Desetljećima je bilo prihvaćeno znanstveno stajalište da se jednostanični mikroskopski plankton može podijeliti na fitoplankton i zooplankton, no naš Nikola Medić u članku predstavlja i manje poznate primjere iz života miksoplanktona, skupine koja se trenutačno proučava u sklopu zanimljivog međunarodnog projekta  MixITiN.

 


Sva živa bića uzimaju i koriste tvari iz okoliša za dobivanje energije potrebne za rast i razvoj. S obzirom na način dobivanja energije, biljke su fototrofni organizmi, apsorbiraju Sunčevu energiju u obliku fotona koju zatim pretvaraju u kemijsku energiju i pohranjuju je u molekulama ugljikohidrata (šećera) u procesu fotosinteze.

Za razliku od biljaka, heterotrofni organizmi uzimaju gotove organske spojeve (bjelančevine, masti i ugljikohidrate) kao hranu iz okoliša, a u tu skupinu spadamo i mi - ljudi.

Zanimljivo je da u prirodi možemo pronaći i miksotrofne organizme koji se služe objema ovim prehrambenim strategijama. Poznat primjer je Venerina muholovka (Dionaea muscipula), biljka koja kombinira  fotosintezu s hvatanjem i probavljanjem kukaca i drugih manjih životinja. U ovom ćemo se članku ipak osvrnuti na daleko važnije miksotrofe - jednostanične organizme koji dominiraju živim svijetom u našim oceanima.

Kada razgovaramo o moru, često smatramo da njime dominiraju kitovi i ribe, no ključna karika hranidbenog lanca i života na Zemlji zapravo je plankton. Plankton je zbirni naziv za skupinu organizama koji naseljavaju gotovo sva vodena tijela. 

Crtež različitih vrsta planktona (foto: MIXITIN)

U rasponima veličina kreću se od jednostaničnih do višestaničnih organizama, a karakterizira ih nesposobnost kretanja vlastitim snagama, stoga su pasivno nošeni vodenim strujama. Desetljećima je bilo prihvaćeno znanstveno stajalište da se jednostanični mikroskopski plankton može podijeliti u dvije skupine: fitoplankton (također poznati kao mikroalge) i životinjski plankton - mikrozooplankton, koji se hrani fitoplanktonom. Mikrozooplankton je hrana za kopepodne račiće koji su pak hrana za ribu i temelj su hranidbene mreže, gdje pri vrhu nalazimo kitove, ali i ljude. Pojednostavljena podjela u mikroskopskom planktonu slična je, dakle, podjeli na biljke i životinje u kopnenoj hranidbenoj mreži.

Novija istraživanja pokazala su da je je polovica fitoplanktona i polovica mikrozooplanktona zapravo miksotrofna. Takve organizme definiramo kao miksoplankton - jednostanični planktonski organizmi s mogućnošću fototrofije (koristeći fotosintezu) i fagotrofije (hranjenje drugim jednostaničnim organizmima). Miksoplankton može progutati i probaviti živi plijen, usisati unutrašnjost plijena, otrovati plijen lučenjem toksina u okolnu vodu i koristiti stanične ogranele (kloroplaste) plijena.

Ova skupina ima i bitan utjecaj na život na Zemlji jer miksotrofni organizmi reguliraju klimu i biogeokemijski ciklus, doprinose funkcioniranju hranidbene mreže, hrana su za rast i razvoj ribljih ličinki bitnih u ribarstvu i akvakulturi te na koncu utječu na hranidbenu industriju i gospodarstvo.

Zanimljive životne strategije miksoplanktona

Neki predstavnici miksoplanktona u određenim ekološkim uvjetima postižu visoku brojnost i luče toksine koji mogu biti pogubni za ekosustav. Tako vrste iz roda Karlodinium i Prymnesium luče toksine koji su u zaljevu Chesapeake, obalnim vodama Malezije te na obalama Teksasa uzrokovali pomor riba i tako prouzročili štetu za ekonomiju i gospodarstvo. Toksini imobiliziraju plijen, dezintegriraju staničnu membranu i uzrokuju izljev staničnog materijala izvan stanice kojeg toksični miksoplankton koristi kao hranu. Toksini vrsta iz roda Alexandrium akumuliraju se u školjkašima i mogu ugroziti ljudsko zdravlje.

Foraminifera (foto: Wikipedia)Druga skupina miksoplanktona, trepetljikaši (Ciliata), koji su glavna komponenta mikrozooplanktona, "kradu" kloroplaste iz plijena koje koriste za fotosintezu. Budući da ne mogu zadržati ukradene kloroplaste više od nekoliko dana, konstantno se hrane. Njihova uloga u mikrobnoj hranidbenoj mreži izuzetno je bitna zbog doprinosa nutrijenata u hranidbenim mrežama važnim za ribarstvo i hranidbenu sigurnost.

Treća skupina miksoplanktona može sadržavati kolonije fotosintetskih stanica unutar vlastite stanice, pa se tako stvara domaćinska stanicu s endosimbiontima. Takva životna strategija omogućuje domaćinu fiksaciju ugljika fotosintezom endosimbionta, što rezultira većom stopom rasta, dok endosimbiontima osigurava zaštitu od predatora. Glavni predstavnici ove skupine su krednjaci (Foraminifera) i zrakaši (Radiolarija) koji imaju bitnu ulogu u biogeokemijskom ciklusu ugljika i pomoću njih moguće je rekonstruirati nekadašnju atmosferu i okolišne uvjete na Zemlji. U toj skupini također ima za bioraznolikost i gospodarstvo štetnih vrsta miksoplanktona koji ne luče toksine, ali kada postignu veliku brojnost promjene boju mora i luče amonijak koji je toksičan za ribu.

Projekt MixITiN

Miksoplankton je fokus istraživanja koja se provode u sklopu projekta MixITiN, financiranog iz sredstava Europske unije i njezinog programa Horizon 2020, Okvirni program za istraživanje i inovacije. Cilj ovog projekta je razviti novu metodologiju za istraživanje, praćenje i upravljanje morem, uzimajući u obzir miksotrofiju kao način prehrane. Projekt, koji obuhvaća priznata sveučilišta, istraživačke institute i neakademske centre iz 9 zemalja Europe, svojim multidisciplinarnim pristupom, od molekularne biologije, fiziologije i računalnog modeliranja, do upravljanja morskim i obalnim područjima te javnog i medijskog angažmana, pridonosi znanstvenom napretku, unaprijeđenju tehnika u istraživanju mora i upravljanju morskim resursima.

 

Izvori:

https://theconversation.com/uncovered- ... -life-in-our-oceans-67387

Mitra, Aditee, et al. "The role of mixotrophic protists in the biological carbon pump." Biogeosciences 11.4 (2014): 995-1005.

Flynn, Kevin J., et al. "Mixotrophic protists and a new paradigm for marine ecology: where does plankton research go now?." Journal of Plankton Research 41.4 (2019): 375-391. 

 





Članak je sa stranice Biologija.com.hr
http://biologija.com.hr

URL za ovaj članak je:
http://biologija.com.hr/modules/AMS/article.php?storyid=10240