Čo je fytoplanktón? Väčšina fytoplanktónu je príliš malá na to, aby ju bolo možné vidieť voľným okom. V dostatočne veľkom množstve však niektoré druhy možno vidieť ako farebné škvrny na povrchu vody, kvôli obsahu chlorofylu vo vnútri ich buniek a pomocných pigmentov, ako sú fykobiliproteíny alebo xantofyly.
Čo je fytoplanktón
Fytoplanktón sú fotosyntetické mikroskopické biotické organizmy, ktoré žijú v hornej vodnej vrstve takmer všetkých oceánov a jazier na Zemi. Sú tvorcami organických zlúčenín z oxidu uhličitého rozpusteného vo vode – teda iniciátormi procesu, ktorý udržiava vodnú potravinovú sieť.
Fotosyntéza
Fytoplanktón získava energiu prostredníctvom fotosyntézy, a preto musí žiť v dobre osvetlenej povrchovej vrstve (nazývanej eufotická zóna) oceánu, mora, jazera alebo iného vodného útvaru. Fytoplanktón tvorí asi polovicu všetkéhofotosyntetická aktivita na Zemi. Jeho kumulatívna fixácia energie v uhlíkových zlúčeninách (primárna produkcia) je základom pre veľkú väčšinu oceánskych a mnohých sladkovodných potravinových reťazcov (chemosyntéza je výraznou výnimkou).
Unikátny druh
Aj keď takmer všetky druhy fytoplanktónu sú výnimočné fotoautotrofy, existujú aj také, ktoré sú mitotrofné. Zvyčajne ide o nepigmentované druhy, ktoré sú v skutočnosti heterotrofné (druhé sa často považujú za zooplanktón). Najznámejšie sú dinoflagelárne rody ako Noctiluca a Dinophysis, ktoré získavajú organický uhlík požitím iných organizmov alebo úlomkov.
Význam
Fytoplanktón absorbuje energiu zo slnka a živiny z vody na výrobu vlastnej potravy. Počas fotosyntézy sa do vody uvoľňuje molekulárny kyslík (O2). Odhaduje sa, že asi 50 % alebo 85 % svetového kyslíka pochádza z fotosyntézy fytoplanktónu. Zvyšok je produkovaný fotosyntézou suchozemských rastlín. Aby ste pochopili, čo je fytoplanktón, musíte si uvedomiť jeho veľký význam pre prírodu.
Vzťah s minerálmi
Fytoplanktón je kriticky závislý od minerálov. Sú to predovšetkým makroživiny ako dusičnany, fosforečnany či kyselina kremičitá, ktorých dostupnosť je daná rovnováhou medzi takzvanou biologickou pumpou a stúpaním hlbokých vôd bohatých na živiny. Avšak na veľkých plocháchV oceánoch, ako je Južný oceán, je fytoplanktón tiež obmedzený nedostatkom mikroživín železa. To viedlo niektorých vedcov k tomu, aby obhajovali hnojenie železom ako prostriedok proti akumulácii oxidu uhličitého (CO2) vyprodukovaného ľuďmi v atmosfére.
Vedci experimentovali s pridávaním železa (zvyčajne vo forme solí, ako je síran železnatý) do vody, aby podporili rast fytoplanktónu a odstránili atmosférický CO2 do oceánu. Spory týkajúce sa manažmentu ekosystému a účinnosti hnojenia železom však takéto experimenty spomalili.
Variety
Pojem "fytoplanktón" zahŕňa všetky fotoautotrofné mikroorganizmy vo vodných potravinových reťazcoch. Avšak na rozdiel od suchozemských spoločenstiev, kde väčšinu autotrofov tvoria rastliny, je fytoplanktón rôznorodou skupinou vrátane prvokových eukaryotov, ako sú eubakteriálne a archaebakteriálne prokaryoty. Existuje asi 5000 známych druhov morského fytoplanktónu. Zatiaľ nie je jasné, ako sa táto rozmanitosť vyvinula napriek obmedzeným potravinovým zdrojom.
Najdôležitejšie skupiny fytoplanktónu zahŕňajú rozsievky, sinice a dinoflageláty, hoci v tejto veľmi rôznorodej skupine sú zastúpené mnohé ďalšie skupiny rias. Jedna skupina, kokolitoforidy, sú zodpovedné (čiastočne) za uvoľňovanie značného množstva dimetylsulfidu (DMS) do atmosféry. DMS oxiduje za vzniku síranu, ktorý v oblastiach s nízkou koncentráciou aerosólových častíc môžeprispievajú k vzniku špeciálnych oblastí kondenzácie vzduchu, čo vedie najmä k zvyšovaniu oblačnosti a hmly nad vodou. Táto vlastnosť je charakteristická aj pre jazerný fytoplanktón.
Všetky typy fytoplanktónu si v rôznych ekosystémoch zachovávajú rôzne trofické (t. j. potravné) úrovne. V oligotrofných oceánskych oblastiach, ako je Sargasové more alebo južný Tichý oceán, sú najbežnejším fytoplanktónom malé, jednobunkové druhy nazývané pikoplanktón a nanoplanktón (nazývané aj pikoflageláty a nanoflageláty). Fytoplanktónom sa rozumejú najmä sinice (Prochlorococcus, Synechococcus) a pikoeukaryoty ako Micromonas. V produktívnejších ekosystémoch sú veľké dinoflageláty základom biomasy fytoplanktónu.
Vplyv na chemické zloženie vody
Začiatkom dvadsiateho storočia našiel Alfred C. Redfield podobnosti medzi elementárnym zložením fytoplanktónu a hlavnými rozpustenými živinami v hlbinách oceánu. Redfield navrhol, že pomer uhlíka k dusíku k fosforu (106:16:1) v oceáne je riadený požiadavkami fytoplanktónu, pretože fytoplanktón následne uvoľňuje dusík a fosfor, keď sa remineralizujú. Tento takzvaný "Redfieldov pomer" pri popise stechiometrie fytoplanktónu a morskej vody sa stal základným princípom pre pochopenie vývoja morskej ekológie, biogeochémie a toho, čo je fytoplanktón. Redfieldov koeficient však nie je univerzálna hodnota a môže sa líšiť v dôsledku zmien v zložení exogénnych živín a mikróbov.v oceáne. Produkcia fytoplanktónu, ako by už čitateľ mal pochopiť, ovplyvňuje nielen hladinu kyslíka, ale aj chemické zloženie oceánskej vody.
Biologické vlastnosti
Dynamická stechiometria vlastná jednobunkovým riasam odráža ich schopnosť ukladať živiny vo vnútornej nádrži a meniť zloženie osmolitu. Rôzne bunkové zložky majú svoje vlastné jedinečné stechiometrické charakteristiky, napríklad zariadenia na zber zdrojov (svetlo alebo živiny), ako sú bielkoviny a chlorofyl, obsahujú vysokú koncentráciu dusíka, ale nízky obsah fosforu. Medzitým mechanizmy genetického rastu, ako je ribozomálna RNA, obsahujú vysoké koncentrácie dusíka a fosforu (N a P). Potravinový reťazec fytoplanktón-zooplanktón, napriek rozdielom medzi týmito dvoma typmi tvorov, je základom ekológie vodných priestorov na celej planéte.
Životné cykly
Na základe distribúcie zdrojov je fytoplanktón rozdelený do troch životných štádií: prežitie, kvitnutie a konsolidácia. Prežívajúci fytoplanktón má vysoký pomer N:P (dusík a fosfor) (> 30) a obsahuje mnoho mechanizmov na zhromažďovanie zdrojov na udržanie rastu, keď sú zdroje vzácne. Kvitnúci fytoplanktón má nízky pomer N:P (<10) a je prispôsobený exponenciálnemu rastu. Konsolidovaný fytoplanktón má podobný pomer N: P k Redfield a obsahuje relatívne rovnaký pomer mechanizmov rastu a akumulácie zdrojov.
Súčasnosť a budúcnosť
Štúdia publikovaná v Nature v roku 2010 zistila, že morský fytoplanktón vo svetových oceánoch za posledné storočie výrazne ubudol. Odhaduje sa, že koncentrácie fytoplanktónu v povrchových vodách klesli od roku 1950 asi o 40 % rýchlosťou asi 1 % ročne, pravdepodobne v reakcii na otepľovanie oceánov. Štúdia vyvolala medzi vedcami polemiku a viedla k búrlivým diskusiám. V nasledujúcej štúdii z roku 2014 autori použili veľkú databázu meraní a revidovali svoje analytické metódy, aby sa zaoberali niekoľkými publikovanými kritikami, ale skončili s podobne znepokojujúcimi závermi: Počet rias fytoplanktónu rýchlo klesá.
