규조류

규조류
해양 규조류 사진 제공: 고든 티 테일러 교수,스토니 브룩 대학교,미국
과학적 분류
도메인: 진핵 왕국: 문: 헤테로 콘토 피타 수업: 바실라리오피과
주문
센트랄 페날레

규조류는 실리카(수화 된 이산화 규소)의 독특한 세포벽을 특징으로하는 원생 생물 분류군 바실라 리오피 세과(또는 바실라 리오피 타)를 포함하는 단세포 또는(덜 일반적으로)식민지 조류의 주요 그룹에 대한 일반적인 이름입니다. 절두라고,이 세포벽은 일반적으로 그들 사이에 분명 분할 두 개의 중복 및 연동 비대칭 측면으로 구성,따라서 그룹 이름”규조류,”그리스어에서 유래(직경),의미”를 통해,”과(템네 인),의미”절단,”따라서”반으로 잘라.”대부분의 규조류는 현미경 적입니다.

규조류의 실리카 껍질(절두체)은 형태가 다양하며 일부는 매우 복잡하고 화려합니다. 현미경을 통해 관찰 된 바와 같이,이 유기체의 아름다움은”바다의 보석”이라고 불리는 것으로 이어집니다.”

이 진핵 생물은 식물성 플랑크톤의 가장 일반적인 유형 중 하나입니다. 그들은 세계의 거의 모든 물,담수 및 식염수에서 많은 수에서 발견되며 습한 토양 및 식물의 습기에서도 발견됩니다. 생태 학적으로,그들은 매우 중요합니다,많은 동물을위한 먹이 사슬의 기초 역할을,특히 그들이 기본 생산의 많은 책임이있는 해양 환경에서. 더하여,규조류는 석유의 다량의 근원이고 그들의 예금은 액체를 위한 다이너마이트,여과 원조,온화한 연마재,흡수제,고양이 담가 및 다른 목적을 만드는 절연제를 위해 사용되는 구조토를 형성합니다. 생활 규조류 커뮤니티는 과거와 현재의 환경 조건을 모니터링하기위한 인기있는 도구이며 일반적으로 물 품질 연구에 사용됩니다.

화석 증거는 규조류가 초기 쥬라기 기간 동안 또는 그 전에 시작되었음을 시사한다.

개요 및 설명

규조류는 독립 영양 생물(예:황금 조류)과 종속 영양 생물(예:물 곰팡이)을 모두 포함하는 진핵 생물의 주요 계통 인 이종(문 이종 유전체)의 한 유형입니다. 대부분은 거대한 다세포 다시마에서 주로 단세포 규조류에 이르기까지 조류입니다.헤테로 콘 조류는 4 개의 막으로 둘러싸인 엽록체를 가지고 있습니다. 가장 바깥 쪽에서 가장 안쪽 막으로 계산 된 첫 번째 막은 숙주의 엽록체 소포체 또는 세포질과 연속적입니다. 두 번째 막은 소포체의 루멘과 엽록체 사이에 장벽을 나타내며,이는 틸라코이드 막이 발견되는 다음 두 막을 나타냅니다. 이 막의 배열은 이종 엽록체가 공생 적 조류 진핵 생물의 감소로부터 얻어 졌음을 시사한다. 엽록체는 특징적으로 엽록소 ㅏ 과 엽록소 씨,그리고 일반적으로 보조 안료 푸코 산틴,그들에게 황금 갈색 또는 갈색 녹색을 부여합니다.

신선한 물 규조류의 여러 종.

살아있는 규조류의 200 개 이상의 속이 있으며 약 100,000 개의 현존하는 종(라운드 및 크로포드 1990,캔터 룬드 및 룬드 1995)이있는 것으로 추정됩니다. 대부분의 규조류는 단세포이지만 필라멘트 또는 리본 모양의 식민지로 존재할 수 있습니다(예:프라 길라 리아),팬(자오선),지그재그(타 벨라 리아)또는 별 모양의 식민지(아스테리오넬라).

규조류는 광범위한 그룹이며 바다,민물 호수 및 개울,토양 및 습기 찬 표면에서 찾을 수 있습니다. 일부는 물-퇴적물 계면(저서)에서 표면 필름으로 살거나 심지어 습한 대기 조건에서도 대부분 열린 물 에서 펠라 기적으로 산다. 그들은 바다에서 특히 중요하다,그들은 최대 기여하는 것으로 추정되는 경우 45 총 해양 차 생산의 퍼센트(맨 1999). 일반적으로 현미경 적이지만 일부 종의 규조류는 길이가 최대 2 밀리미터까지 도달 할 수 있습니다.

규조류 세포는 2 개의 개별 밸브(또는 쉘)를 포함하는 독특한 규산염(규산)세포벽 내에 포함된다. 규조류 세포벽은 절두체 또는 검사라고도합니다. 절두체는 규산으로 만든 실리카로 거의 순수하게 구성되며 유기 물질 층,때로는 펙틴으로 코팅됩니다. 절두체 구조의 두 개의 겹치는 부분은 에피 테카와 가테 카이며,에피 테카는 페트리 접시의 두 겹치는 반쪽처럼 가테 카와 다소 겹칩니다. 이 겹치는 특징은 규조류가 한정된 운동을 달성하는 것을 허용합니다. 또한 겹침은 추가 내부 성장 공간을 허용합니다. 절두체 구조는 또한 폐기물 제거 및 점액 분비와 같은 프로세스를 위해 외부 환경에 대한 규조류 접근을 제공하는 많은 모공과 슬릿을 포함합니다. 세포벽이 구성되는 생체 실리카는 규산 단량체의 중합에 의해 세포 내 합성된다. 이 재료는 셀 외부로 압출되어 벽에 추가됩니다.

대부분의 종에서 규조류가 두 개의 딸 세포를 생산하기 위해 분열 할 때,각 세포는 두 개의 판막 중 하나를 유지하고 그 안에 더 작은 판막을 성장시킵니다. 그 결과로,각 사단 주기 후에 인구에 있는 규조류 세포의 평균 크기는 더 작게 됩니다. 일단 그러한 세포가 단순히 식물성으로 분열하기보다는 특정 최소 크기에 도달하면,그들은 보조 포자를 형성함으로써이 감소를 역전시킵니다. 이것은 크기가 확장되어 훨씬 더 큰 셀을 생성 한 다음 크기가 줄어드는 분열로 돌아갑니다. 보조 포자 생산은 거의 항상 감수 분열과 성 생식과 관련이 있습니다.

규조류의 황갈색 엽록체는 4 개의 막과 푸코 산틴과 같은 안료를 포함하는 헤테로 콘트의 전형이다.

개별 규조류는 일반적으로 편모가 부족하지만,편모는 배우자에 존재하며 다른 그룹에서 특징적인 털(마스 티고 넴)이 부족하다는 점을 제외하고는 일반적인 이종 구조를 가지고 있습니다. 대부분의 규조류는 비 운동성이지만 일부는 채찍질을 통해 움직입니다. 그들의 상대적으로 조밀 한 세포벽이 그들을 쉽게 가라 앉히게 할 때,열린 물에있는 플랑크톤 형태는 보통 바람에 의한 상층의 난류 혼합에 의존하여 햇볕에 쬐인 표층 물 속에 매달린다. 일부 종은 침몰에 대응하기 위해 세포 내 지질로 부력을 적극적으로 조절합니다.

규조류의 분해 및 붕괴는 유기 및 무기(규산염 형태)침전물을 유도합니다. 이러한 퇴적물의 무기 성분은 무기 물질이 점토와 미사의 증착에 포함되어과 같은 해양 지층의 영구적 인 지질 학적 기록을 형성하기 때문에,바다 바닥 또는 베이 진흙의 코어링하여 과거 해양 환경을 분석하는 방법으로 이어질 수 있습니다.

분류

에른스트 헤켈의 1904 년 쿤스트 포멘 데르 나 투르(자연의 예술 형식),페니트(왼쪽)와 중심(오른쪽)절두체를 보여줍니다.

헤테로 콘트의 분류는 여전히 불안정하며 분열(또는 문),왕국 또는 그 사이의 것으로 취급 될 수 있습니다. 따라서 규조류와 같은 그룹은 클래스(일반적으로 바실 라리 오피 세라고 함)에서 분할(일반적으로 바실 라리 오피 타라고 함)까지 순위가 매겨 질 수 있으며 하위 그룹의 순위에 해당하는 변화가 있습니다. 규조류는 또한 때때로 클래스 규조류라고합니다.

규조류는 전통적으로 두 가지 순서로 나뉩니다.: 방사상 대칭 인 중심 규조류(중심)및 쌍방 대칭 인 페나 트 규조류(페날). 전자는 후자에 대한 파라 필레 틱입니다. 더 최근의 분류(라운드 및 크로포드 1990)는 규조류를 중심 규조류(코시 노디 코피 세과),라페가없는 페나이트 규조류(프라 길라 오피 세과),라페가있는 페나이트 규조류(바실라 오피 세과)의 세 가지 클래스로 나눕니다. 그들의 관계에 대한 이해가 증가함에 따라 추가 수정이있을 가능성이 있습니다.

라운드&크로포드(1990 년)및 Hoek et al. (1995)규조류 분류에 대한보다 포괄적 인 범위를 제공합니다.

생태학

바다의 실리콘 사이클의 예산(트레거 등. 1995)

규조류는 물 포함 하는 거의 모든 환경에서 발생 합니다. 여기에는 바다,바다,호수 및 개울뿐만 아니라 토양도 포함됩니다.

민물 및 해양 환경의 플랑크톤 형태는 종종”붐과 흉상”(또는”꽃과 흉상”)라이프 스타일을 나타냅니다. 상부 혼합층의 조건(영양분과 빛)이 유리한 경우(예: 봄이 시작될 때)경쟁 우위(푸 나스 1990)를 통해 식물성 플랑크톤 커뮤니티(“붐”또는”블룸”)를 빠르게 지배 할 수 있습니다. 따라서 그들은 종종 기회 주의적 연구 전략가(즉,생태학이 높은 성장률로 정의 된 유기체,아르 자형).

일반적으로 영양분이 고갈되면 조건이 좋지 않을 때 규조류 세포는 일반적으로 침몰 속도가 증가하고 상부 혼합층(“흉상”)을 빠져 나간다. 이 침몰은 부력 조절의 손실,규조류 세포를 함께 붙이는 점액의 합성 또는 무거운 휴식 포자의 생산에 의해 유발됩니다. 상부 혼합 층 밖으로 가라 앉는 것은 그레이 저 인구 및 더 높은 온도(그렇지 않으면 세포 대사를 증가시킬 것)를 포함하여 성장에 비합리적인 조건에서 규조류를 제거합니다. 깊은 물이나 얕은 바다 바닥에 도달하는 세포는 조건이 다시 더 유리해질 때까지 휴식을 취할 수 있습니다. 열린 바다에서는 많은 침몰 세포가 깊은 곳으로 사라졌지 만 피난처 인구는 열선 근처에서 지속될 수 있습니다.

궁극적으로,이러한 휴식 개체군 내의 규조류 세포는 수직 혼합이 그들을 혼입 할 때 상부 혼합 층으로 다시 들어간다. 대부분의 경우,이 혼합은 또한 상부 혼합 층의 영양분을 보충하여 규조류 꽃의 다음 라운드에 대한 장면을 설정합니다. 열린 바다에서(멀리 연속 용승 지역(더그 데일과 윌커슨 1998),꽃,흉상의이 사이클은 일반적으로 규조류는 봄과 초여름 동안 만 유행되고,연간 사이클에 걸쳐 발생 후 사전 개화 조건으로 돌아갑니다. 그러나 일부 지역에서는 여름 층화의 붕괴와 영양분의 유입으로 인한 가을 꽃이 발생할 수 있지만 가벼운 수준은 여전히 성장에 충분합니다. 수직 혼합이 증가하고 있기 때문에,가벼운 수준은 겨울 접근으로 떨어지고있다,이 꽃은 봄 등가물보다 작고 수명이 짧다.

넓은 바다에서 규조류(봄)의 꽃이 끝나는 조건은 실리콘이 부족하다는 것이다. 다른 영양소와 달리 이것은 규조류의 주요 요구 사항 일 뿐이며 플랑크톤 생태계에서 질소 또는 인 영양소와 같이 효율적으로 재생되지 않습니다. 이것은 지상 양분 농도의 지도에서 보일 수 있습니다—기온변화도에 따라서 양분 쇠퇴로,실리콘은 보통 소진될 첫번째 입니다(질소 그 후에 인에 의해 일반적으로 따라).

이러한 꽃과 흉상 생활 방식으로 인해 규조류는 해양 표층 물로부터의 탄소 수출에 불균형하게 중요한 역할을한다고 여겨진다(스메타첵 1985;더그데일과 윌커슨 1998). 크게,그들은 또한 현대 바다에서 실리콘의 생지 화학 사이클의 규제에 핵심적인 역할을(트레 게르 외. 1995;율과 티렐 2003).

&(1992)

규조류에 의한 실리콘의 사용은 많은 연구자들에 의해 생태 학적 성공의 열쇠라고 믿어집니다. 지금은 고전적인 연구에서,에게와 악스네스(1992)는 중간 우주 공동체의 규조류 지배가 규산염의 가용성과 직접 관련이 있음을 발견했습니다. 규조류는 일반적으로 식물성 플랑크톤 공동체의 70%이상을 차지합니다. 레이븐(1983)은 유기 세포벽에 비해 실리카 절두체가 합성하는 데 더 적은 에너지(유사한 유기 벽의 약 8%)를 필요로하며,잠재적으로 전체 세포 에너지 예산을 크게 절약 할 수 있다고 지적했다. 다른 연구자(밀리과 곰보 버섯 2002)규조류 세포벽의 생체 실리카는(더 쉽게 동화)용해 된 이산화탄소에 중탄산염의 변환을 촉진,효과적인 산도 완충제 역할을 제안했다. 실리콘에 의해 부여되는 가능한 이점에도 불구하고,규조류는 전형적으로 대응하는 크기의 다른 조류보다 높은 성장률을 갖는다(푸나스 1990).

개인의 관찰을 위해 규조류를 수집하고자하는 사람들을 위해,살아있는 규조류는 종종 사상 조류에 많은 수의 집착하는 발견,또는 다양한 침수 식물에 젤라틴 질량을 형성. 클라 도포 라 자주 타원 모양의 규조류 인 코코 네이스로 덮여 있으며 보케 리아는 종종 작은 형태로 덮여 있습니다. 규조류는 물에 잠긴 돌과 막대기에 갈색의 미끄러운 코팅으로 자주 존재하며 강 흐름과 함께”시내”로 보일 수 있습니다. 연못,도랑 또는 석호의 표면 진흙은 거의 항상 규조류를 산출합니다. 물병에 물과 진흙을 채우고,검은 종이에 싸서,직사광선이 물 표면에 떨어지게함으로써 나타날 수 있습니다. 하루 안에,규조류는 쓰레기에서 정상에 올 것이고 격리 될 수 있습니다. 더욱이,규조류는 연체 동물,조류류 및 물고기의 음식의 중요한 부분을 형성하기 때문에,이 동물의 소화관은 종종 다른 방법으로 쉽게 확보되지 않는 형태를 산출합니다. 해양 규조류는 직접 물 샘플링에 의해 수집 될 수 있지만 저서 형태는 따개비,굴 껍질 및 기타 껍질을 긁어내어 확보 할 수 있습니다(체임벌린 1901).

화석 기록

최초의 알려진 화석 규조류 초기 쥬라기(~185 밀리암페어)에서 날짜,분자 시계와 퇴적 증거는 이전 기원을 암시하지만(쿠이스트라와 메들린 1996;쉬버 외. 2000). 그들의 기원은 페름기 말기 대량 멸종(~250 밀리암페어)과 관련이있을 수 있다고 제안되었으며,그 후 많은 해양 틈새가 열렸습니다(메들린 외. 1997). 이 사건과 화석 규조류가 처음 나타나는 시간 사이의 간격은 규조류가 규조류가 비 규조화되고 그 진화가 비밀스러운 기간을 나타낼 수 있습니다(레이븐과 웨이트 2004). 규화의 출현 이후,규조류는 화석 기록에 상당한 인상을 만들었습니다,화석 규조류의 주요 예금은 지금까지 다시 초기 백악기 등 발견,일부 바위(규조토,규조토)그들의 거의 전적으로 구성되고.

규조류는 트라이아스기 이후로 존재했을지 모르지만,규조류의 상승과 실리콘 순환의”인수”의 타이밍은 더 최근이다. 산생대 이전(544 밀리암페어 이전),미생물 또는 무기 과정이 바다의 실리콘 순환을 약하게 조절한다고 믿어집니다(시버 1991;키더와 어윈 2001; 그렌 및 슬랙 2003). 그 후,이 사이클은 방사성 동물과 규산 해면에 의해 지배되고(그리고 더 강하게 규제 됨),전자는 동물성 플랑크톤으로,후자는 주로 대륙붕(라키와 코디 2000)에 앉아있는 필터 공급기로 나타납니다. 지난 1 억 년 동안 실리콘 순환이 더욱 엄격 해졌으며 이는 규조류의 생태 학적 상승에서 비롯된 것으로 생각됩니다.

그러나”인수”의 정확한 타이밍은 불분명하며,다른 저자들은 화석 기록에 대해 상충되는 해석을 가지고있다. 이러한 선반에서 규산 스폰지의 변위와 같은 몇 가지 증거(말도 나도 등. 1999),이 인수는 백악기(146 밀리암페어에서 65 밀리암페어)에서 시작되었다고 제안하고,방사성 동물의 증거는 신생대(65 밀리암페어에서 현재까지)(하퍼와 마당 1975)까지”인수”가 시작되지 않았다고 제안합니다. 그럼에도 불구하고,”인수”타이밍의 세부 사항에 관계없이,이 가장 최근의 혁명은 실리콘의 생지 화학적 순환에 대해 훨씬 더 엄격한 생물학적 통제를 설치했다는 것이 분명하다.

헤테로콘트 엽록체는 식물에서 발생한 것으로 추정되는 원핵생물에서가 아니라 홍조류로부터 유래된 것으로 보인다. 이것은 그들이 다른 많은 조류보다 더 최근의 기원을 가지고 있음을 시사합니다. 그러나 화석 증거는 부족하며,실제로 규조류 자체의 진화와 함께 헤테로 콘트가 화석 기록에 심각한 인상을 남깁니다.

게놈 시퀀싱

중심 규조류 탈라시라 슈도나나의 전체 게놈이 시퀀싱되었다(암브러스트 외. 2004),그리고 페 네이트 규조류 파오 닥 문 삼각 질에서 두 번째 규조류 게놈의 시퀀싱이 진행 중이다. 3 각막 유전자 레퍼토리의 게놈 특성에 대한 첫 번째 통찰력은 1,000 개(스칼라 등)를 사용하여 설명되었습니다. 2002). 그 후,에스트의 수는 12,000 개로 확장되었고,기능 분석을 위해 규조류 동부 표준시 데이터베이스가 구축되었습니다(마헤스와리 외. 2005). 이 시퀀스는 피 사이의 비교 분석을 만들기 위해 사용되어왔다. 이 경우,이 조류들은 주로 녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류,녹색 조류, 2005).

나노기술 연구

규조류에 의한 실리카의 증착은 나노기술에도 유용할 수 있다(브래드버리 2004). 규조류 세포는 특정 모양과 크기의 밸브를 반복적으로 안정적으로 제조하여 규조류가 광학 시스템을 포함한 다양한”위젯”에서 사용할 수있는 마이크로 또는 나노 스케일 구조를 제조 할 수 있습니다; 반도체 나노 리소그래피;심지어 약물 전달을위한 차량으로 규조류 밸브를 사용. 적절한 인공 선택 절차를 사용하여,특정 모양과 크기의 밸브를 생산하는 규조류는 실험실에서 진화 한 다음 대량 나노 구성 요소(드럼과 고든 2003)를 생산하는 화학 물질 배양에 사용 될 수있다.1408>

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모든 링크는 2017 년 10 월 24 일에 검색되었습니다.

• 규조류에서의 패턴 형성의 컴퓨터 시뮬레이션.
• 규조류 게놈–공동 게놈 연구소.
• 흙 EST 데이터베이스–에콜 어쩔 수 superieure.
• 규조류의 생활사 및 생태학–캘리포니아 대학교 고생물학 박물관.