Interested Article - Пикопланктон

Фотосинтетический пикопланктон из Тихого океана (у Маркизских островов , наблюдаемый с помощью эпифлуоресцентной микроскопии (синий возбуждающий свет). Оранжевые флуоресцентные точки соответствуют цианобактериям *Synechocococus* , красные флуоресцентные точки — пикоукариотам. Также можно увидеть более крупные клетки (например, диатомовые , справа вверху)

Пикопланктон — это фракция планктона , состоящая из клеток размером от 0,2 до 2 мкм, которые могут быть как прокариотическими, так и эукариотическими фототрофами и гетеротрофами. Распространён среди микробных сообществ планктона как пресноводных, так и морских экосистем. Играет важную роль в составлении значительной части общей биомассы сообществ фитопланктона.

Классификация

Планктон можно классифицировать на основе физиологических, таксономических или размерных характеристик. Общая классификация планктона включает в себя:

Существует более простая схема, которая классифицирует планктон на основе логарифмической шкалы размеров:

(200—2000 мкм)
(20—200 мкм)
Нанопланктон (2—20 мкм)
Пикопланктон (0,2—2 мкм)
(0,02—0,2 мкм)
(менее 0,02 мкм).

У пикопланктона есть свои собственные дополнительные подразделения, такие как прокариотические и эукариотические фототрофы и гетеротрофы, которые распространены по всему миру в различных типах озёр и тропических государствах. Чтобы различать автотрофный пикопланктон и гетеротрофный пикопланктон, автотрофы могут иметь фотосинтетические пигменты и способность проявлять аутофлуоресценцию, что позволяет проводить их подсчёт под эпифлуоресцентной микроскопией. Так впервые стали известны мельчайшие эукариоты . В целом, пикопланктон играет важную роль в олиготрофных озёрах, потому что они способны очень эффективно производить и затем перерабатывать растворённое органическое вещество (DOM) в условиях, когда конкуренция других фитопланктонов нарушается такими факторами, как ограничение питательных веществ и хищники. Пикопланктон ответственен за наиболее первичную продуктивность в олиготрофных круговоротах и отличается от нанопланктона и микропланктона . Поскольку они маленькие, они имеют большее отношение поверхности к объёму, что позволяет им получать дефицитные питательные вещества в этих экосистемах. Кроме того, некоторые виды также могут быть миксотрофными .

Роль в экосистемах

Пикопланктон вносит большой вклад в биомассу и первичную продукцию как в морских , так и в пресноводных озёрных экосистемах. В океане концентрация пикопланктона составляет 10 ⁵ —10 ⁷ клеток на миллилитр воды океана . Водорослевый пикопланктон отвечает за до 90 процентов общего производства углерода ежедневно и ежегодно в олиготрофных морских экосистемах . Количество общего производства углерода пикопланктоном в олиготрофных пресноводных системах также является высоким, составляя 70 процентов от общего годового производства углерода. Морской пикопланктон составляет более высокий процент производства биомассы и углерода в олиготрофных зонах, таких как открытый океан, по сравнению с районами у берега, которые более богаты питательными веществами . Их процентное содержание биомассы и углерода также увеличивается с увеличением глубины в эвфотической зоне . Это связано с использованием фотопигментов и эффективностью использования сине-зелёного света на этих глубинах. Плотность населения пикопланктона не колеблется в течение года, за исключением нескольких небольших озёр, где их биомасса увеличивается с повышением температуры воды в озере.

Пикопланктон также играет важную роль в микробной петле этих систем, помогая обеспечивать энергией более высокие трофические уровни . Они пасутся различным количеством организмов, таких как жгутиконосцы , инфузории , коловратки и веслоногие ракообразные . Жгутиконосцы являются их основным хищником из-за их способности плыть к пикопланктону для его потребления.

Океанический пикопланктон

Пикопланктон играет важную роль в круговороте питательных веществ во всех основных океанах, где он существует в наибольшем количестве . Он имеют много особенностей, которые позволяют ему выживать в этих олиготрофных (с низким содержанием питательных веществ) и слабых регионах, таких как использование нескольких источников азота, включая нитрат, аммоний и мочевину . Небольшой размер и большая площадь поверхности обеспечивают эффективное поглощение питательных веществ, поглощение падающего света и рост организма . Небольшой размер также обеспечивает минимальное метаболическое поддержание .

Пикопланктон, в частности фототрофный пикопланктон, играет значительную роль в производстве углерода в открытой океанической среде, что в значительной степени способствует глобальному производству углерода . Вклад первичной продуктивности вносят как в олиготрофные, так и в глубокие зоны океанов. Пикопланктон доминирует в биомассе в районах открытого океана .

Пикопланктон также образует основу водных микробных пищевых сетей и является источником энергии в микробной петле . Все трофические уровни в морской пищевой сети зависят от производства углерода пикопланктоном и увеличения или потери пикопланктона в окружающей среде, особенно в олиготрофных условиях. Морские хищники пикопланктона включают в себя гетеротрофных жгутиконосцев и инфузорий . Простейшие являются доминирующим хищником пикопланктона. Пикопланктон часто теряется в результате таких процессов, как выпас скота, паразитизм и вирусный лизис .

Измерение

За последние 10—15 лет морские учёные постепенно начали понимать важность даже самых маленьких подразделений планктона и их роль в водных пищевых сетях и в переработке органических и неорганических питательных веществ. Следовательно, возможность точного измерения биомассы и распределения по размерам сообществ пикопланктона в настоящее время стала весьма важной. Двумя распространёнными методами, используемыми для идентификации и подсчёта пикопланктона, являются флуоресцентная микроскопия и визуальный подсчёт. Однако оба метода устарели из-за их трудоёмкого и неточного характера. В результате в последнее время появились новые, более быстрые и точные методы, в том числе проточная цитометрия и флуоресцентная микроскопия с анализом изображений. Оба метода эффективны при измерении нанопланктона и автофлуоресцентного фототрофного пикопланктона. Однако измерение очень маленьких диапазонов размеров пикопланктона часто оказывается трудным, поэтому устройства с зарядовой связью (ПЗС) и видеокамеры сейчас используются для измерения небольшого пикопланктона, хотя камера на основе ПЗС с медленным сканированием более эффективна при обнаружении и определении размеров крошечных частиц, таких как бактерии, окрашенные флуорохромом.

См. также

Примечания

C. Callieri & J.G. Stockner. Пресноводный автотрофный пикопланктон: обзор, J. Limnol., 2002, 61, 1—14.
Vershinin, Alexander . Russian Federal Children Center Orlyonok. Дата обращения: 15 января 2019. 12 августа 2011 года.
Schmidt, T. M. (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1991. — 1 July ( vol. 173 , no. 14 ). — P. 4371—4378 . — ISSN . — doi : . — . 16 января 2019 года.
Stockner, John G. Algal Picoplankton from Marine and Freshwater Ecosystems: A Multidisciplinary Perspective (англ.) // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences : journal. — 1986. — 14 April ( vol. 43 , no. 12 ). — P. 2472—2503 . — doi : .
Fogg, G. E. (англ.) // Aquat Microb Ecol : journal. — 1995. — 28 April ( vol. 9 ). — P. 33—39 . — doi : . 31 октября 2017 года.
Stockner, John . Phototrophic picoplankton: An overview from marine and freshwater ecosystems (англ.) // The American Society of Limnology and Oceanography : journal. — 1988. — Vol. 4 , no. 33 . — P. 765—775 .
Agawin, Nona S. Nutrient and temperature control of the contribution of picoplankton to phytoplankton biomass and production (англ.) // The American Society of Limnology and Oceanography : journal. — 2000. — Vol. 3 , no. 45 . — P. 591—600 .
Callieri, Cristiana. Freshwater autotrophic picoplankton: a review (неопр.) // Journal of Limnology. — 2002. — Т. 1 , № 61 . — С. 1—14 .
Moon-van der Staay, Seung Yeo. Oceanic 18S rDNA sequences from picoplankton reveal unsuspected eukaryotic diversity (англ.) // Nature : journal. — 2001. — February ( no. 409 ). — P. 607—610 .