ДИНОФЛАГЕЛАТИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, КЛАСИФИКАЦИЈА, ЖИВОТНИ ЦИКЛУС - БИОЛОГИЈА - 2025

У динофлагелате су агенције Краљевине Протиста чија је основна карактеристика је да имају пар флагела да помогне да помериш у средини. Први пут их је описао 1885. немачки природњак Јоханн Адам Отто Буетсцхли. Они су прилично велика група, укључујући фотосинтетске, хетеротрофне, слободно живе организме, паразите и симбионте.

Са еколошког становишта, они су веома важни, јер заједно са другим микроалгама, попут дијатомеја, творе фитопланктон, који заузврат представља храну многих морских животиња попут риба, шкољки, ракова и сисара.

Цератиум. Динофлагелатне врсте. Извор: Кеисотио, са Викимедиа Цоммонс

Исто тако, када се претерано и неконтролисано шире, настају феномен који се зове „Црвена плима“, у којем су мора обојена разним бојама. Ово представља озбиљан еколошки проблем, јер увелико утиче на равнотежу екосистема и организама који их обитавају.

Таксономија

Таксономска класификација динофлагелата је следећа:

Домен: Еукариа

Краљевина: Протиста.

Суперфило: Алвеолата.

Врста : Миозоа.

Субпхилум : Мизозоа.

Динозоа

Суперкласа: Динофлагеллата

Морфологија

Динофлагелати су једноћелијски организми, односно састоје се од једне ћелије. Различите су по величини, неке су толико мале да се не могу видети голим оком (50 микрона), док су друге мало веће (2 мм).

Спољни изглед

У динофлагелатима се могу наћи два облика: такозвани оклопни или текадоски и голи. У првом случају ћелија је окружена отпорном структуром, попут оклопа, коју чини биополимер целулоза.

Овај слој је познат као "тиковина". У голим динофлагелатима нема присуства заштитног слоја. Због тога су веома крхки и подложни тешким условима окружења.

Изразита карактеристика ових организама је присуство флагела. Ово су ћелијски додаци или избочења који се првенствено користе да омогуће мобилност ћелије.

У случају динофлагелата представљају две флагеле: попречне и уздужне. Попречни флагеллум окружује ћелију и даје јој ротирајуће кретање, док је уздужни флагеллум одговоран за вертикално кретање динофлагелата.

Неке врсте имају гене биолуминесценције у својој ДНК. То имплицира да су способни да одају одређени сјај (попут неке медузе или кријеснице).

Нуклеарна структура

Исто тако, као и сваки еукариотски организам, генетски материјал (ДНК и РНА) је упакован у структуру познату као ћелијско језгро, која је ограничена мембраном, нуклеарном мембраном.

Сада, организми који припадају овом суперкласи имају врло посебне карактеристике због којих су јединствени унутар еукариота. Прво, ДНК се проналази вишегодишњим хромозомом, који остаје кондензован у сваком тренутку (укључујући све фазе ћелијског циклуса).

Надаље, нема хистона и нуклеарна мембрана се не распада током процеса дијељења ћелија, као што је случај у случају других еукариотских организама.

Садржај цитоплазме

У погледу електронским микроскопом, у динофлагелатним ћелијама може се посматрати присуство различитих цитоплазматских органела, типичних за било који еукариот.

Ту спадају: Голгијев апарат, ендоплазматски ретикулум (глатки и храпави), митохондрије, складишне вакуоле, као и хлоропласти (у случају аутотрофичних динофлагелата).

Опште карактеристике

Динофлагеллата суперкласа је широка и обухвата велики број врста, неке врло различите од других. Међутим, они се слажу о одређеним карактеристикама:

Прехрана

Група динофлагелата је толико широка да нема посебан образац исхране. Постоје врсте које су аутотрофне. То значи да су у стању да синтетишу своје хранљиве материје током процеса фотосинтезе. То се дешава зато што између њихових цитоплазматских органела имају хлоропласти, унутар којих се налазе молекули хлорофила.

С друге стране, мало је оних који су хетеротрофи, односно хране се другим живим бићима или супстанцама које производе. У овом случају постоје врсте које се хране другим протестима који припадају портозојанима, дијатомским или чак динофлагелатима.

Исто тако, постоје неке врсте паразита, као што су оне у класи Еллобиопсеа, које су ектопаразити неких ракова.

Начин живота

Овај аспект је прилично разнолик. Постоје врсте које живе слободно, док постоје и друге које формирају колоније.

Слично томе, постоје врсте које успостављају ендосимбиотске односе са припадницима класе Антхозоа из врсте Цнидарианс, као што су анемони и кораљи. У тим партнерствима оба члана обострано имају користи и требају једни друге да би преживели.

Пример за то је врста Гимнодиниум мицрооадриатицум која обилује коралним гребенима и доприноси њиховом стварању.

Репродукција

Размножавање је већином асексуално, док код неколицине других може доћи до сексуалне репродукције.

Асексуална репродукција догађа се процесом познатим као бинарна фисија. При томе се свака ћелија дели на две ћелије потпуно исто као и надређена.

Динофлагелати имају врсту бинарне фисије познат као лонгитудинални. У овом типу осовина дељења је уздужна.

Ова подела је разнолика. На пример, постоје врсте попут рода Цератиум, код којих се дешава процес назван десмоцхисис. При томе свака ћерка која потиче одржава половину зида матичне ћелије.

Постоје и друге врсте код којих се догађа нешто што се назива елеутхероцхисис. Овде се дељење одвија унутар матичне ћелије, а после поделе свака ћерка ћелија ствара нови зид или нову теку, у случају врста тека.

Сада се сексуална репродукција догађа фузијом гамета. Код ове врсте репродукције долази до спајања и размене генетског материјала између две гамете.

Имају пигменте

Динофлагелати садрже различите врсте пигмената у својој цитоплазми. Већина садржи хлорофил (типа а и ц). Такође постоји присуство других пигмената, међу којима се истичу ксантофили перидинин, диадиноксантин, диатоксантин и фукоксантин. Такође је присутно и бета-каротен.

Производе токсине

Велики број врста производи токсине који могу бити три врсте: цитолитички, неуротоксични или хепатотоксични. То су врло токсичне и штетне за сисар, птице и рибе.

Токсине могу конзумирати неке шкољке, попут дагњи ​​и остриге, и накупљају се у њима на високим и опасним нивоима. Када други организми, укључујући човека, гутају шкољке контаминиране токсином, могу представити синдром тровања који, ако се не лечи на време и правилно, може имати фатални исход.

Станиште

Сви динофлагелати су водени. Већина врста се налази у морским стаништима, док се мали проценат врста налази у слаткој води. Имају склоност ка подручјима где сунчева светлост посеже. Међутим, примерци су пронађени на великим дубинама.

Чини се да температура није ограничавајући елемент за локацију ових организама, јер су се налазили како у топлим водама тако и у екстремно хладним водама попут оних у поларним екосистемима.

Животни циклус

Животни циклус динофлагелата посредује околним условима, јер се у зависности да ли су повољни или не, дешавају се различити догађаји.

Исто тако, има хаплоидну и диплоидну фазу.

Хаплоидна фаза

У хаплоидној фази догађа се да ћелија подвргне мејози, стварајући две хаплоидне ћелије (са половином генетског оптерећења врсте). Неки научници ове ћелије називају гаметама (+ -).

Када услови у окружењу више нису идеални, два динофлагелата се уједињују, формирајући зиготу познату као планозигота, која је диплоидна (потпуно генетско оптерећење врсте).

Животни циклус динофлагелата. (1) Бинарна фисија. (2) Спој два динофлагелата. (3) Планозигота. (4) Хипнозигота. (5) Планомеиоцит. Извор: Францисцосп2, из Викимедиа Цоммонс

Диплоидна фаза

Касније планозигота губи своје флагеле и еволуира у другу фазу која се назива хипнозигота. Прекрива га много тврђи и отпорнији тиковина, а такође је препун резервних материја.

То ће омогућити хипнозиготу да остане безбедно од било ког предатора и заштићено од тешких услова околине дуго времена.

Хипнозигота се таложи на морском дну чекајући да околински услови поново постану идеални. Када се то догоди, тиковина која га окружује разбија се и то постаје прелазни стадиј познат као планомеиоцито.

Ово је краткотрајна фаза јер ћелија брзо враћа свој карактеристични облик динофлагелата.

Класификација

Динофлагелати укључују пет класа:

• Еллобиопсеа: ово су организми који се могу наћи у слатководним или морским стаништима. Већина су паразити (ектопаразити) неких ракова.
• Окиррхеа: састоји се од једног рода Окиррхис. Организми ове класе су грабежљивци који се налазе у чисто морским стаништима. Њени атипични хромозоми су дуги и танки.
• Динопхицеае: У ову класу спадају типични динофлагелатни организми. Имају два флагела, од којих су већина фотосинтетски аутотрофи, имају животни циклус у којем доминира хаплоидна фаза и многи од њих представљају ћелијску заштитну облогу познату као тхеца.
• Синдинеа: за организме ове групе је карактеристично да не представљају врхове и да имају паразитски или ендосимбионтни начин живота.
• Ноцтилуцеа: сачињена од одређених организама у чијем животном циклусу доминира диплоидна фаза. Исто тако, они су хетеротрофни, велики (2 мм) и биолуминесцентни.

"Црвена плима"

Такозвана "Црвена плима" је појава која се јавља у воденим водама у којима се множе одређене микроалге које су део фитопланктона, нарочито оне из групе динофлагелата.

Када се број организама знатно повећава и неконтролисано се шире, вода се обично обоји у различитим бојама, међу којима могу бити: црвена, браон, жута или окер.

Црвена плима постаје негативна или штетна када размножавајуће врсте микроалги синтетишу токсине штетне за друга жива бића. Кад се неке животиње попут мекушаца или ракова хране овим алгама, токсини убацују у своје тело. Када се неке друге животиње хране њима, претрпеће последице гутања токсина.

Не постоје превентивне или корективне мере које би у потпуности уклониле црвену плиму. Међу мерама које су испробане су:

• Физичка контрола: елиминација алги кроз физичке поступке попут филтрирања и других.
• Хемијска контрола: употреба производа као што су алгаециди чији је циљ уклањање накупљених алги на морској површини. Међутим, они се не препоручују, јер утичу на друге компоненте екосистема.
• Биолошка контрола: овим мерама користе се организми који се хране овим алгама, као и неки вируси, паразити и бактерије, који помоћу природних биолошких механизама могу вратити равнотежу екосистема.

Патогенија

Организми који припадају групи динофлагелата нису патогени сами по себи, али, као што је горе споменуто, стварају токсине који у великој мери утичу на људе и друге животиње.

Када се повећава количина динофлагелата у неким дијеловима мора, то значи и производња токсина, попут сакситоксина и гониаутоксина.

Динофлагелати, који су важан и доминантан део фитопланктона, део су исхране ракова, шкољки и риба, у којима се токсини опасно накупљају. Оне прелазе на људе када се хране зараженом животињом.

Када се то догоди, настаје оно што је познато као синдром тровања шкољкама.

Синдром тровања шкољкама

Настаје када се конзумирају мекушци заражени различитим токсинима синтетизованима динофлагелатима. Сада постоји неколико врста токсина и карактеристике синдрома који се генеришу зависе од њих.

Парализујући токсин

Узрокује парализу тровања морском храном. Производи га углавном врста Гимнодиниум цатенатум и неколико родова Александриум.

Симптоми

• Бројање неких регија као што су лице, врат и руке.
• Пецкање
• Болест
• Повраћање
• Мишића парализа

Смрт обично долази као последица респираторног застоја.

Неуротоксични токсин

Изазива неуротоксично тровање. Синтетише га врсте које припадају роду Карениа.

Симптоми

• Јака главобоља
• Мишићна слабост
• Дрхтавице
• Болест
• Повраћање
• Укљученост мишића (парализа)

Дијареални токсин

То је узрок тровања дијарејом од конзумирања шкољкаша. Производи се по врсти рода Динопхисис.

Симптоми

• Пролив
• Болест
• Повраћање
• Вероватно настајање тумора у дигестивном тракту

Цигуатерски токсин

Узрокује тровање цигуатера једењем рибе. Синтетише га врсте Гамбиердисцус токус, Остреопсис спп и Цоолиа спп.

Симптоми

• Умор и дрхтање у рукама и ногама
• Болест
• Мишична парализа (у екстремним случајевима)

Еволуција

Симптоми се почињу појављивати између 30 минута и 3 сата након гутања контаминиране хране. То је зато што се токсин брзо апсорбује кроз оралну мукозу.

У зависности од количине унесеног токсина, симптоми могу бити више или мање озбиљни.

Полуживот елиминације токсина је отприлике 90 минута. Снижавање нивоа токсина у крви на сигурне нивое може трајати и до 9 сати.

Лечење

Нажалост, нема протуотрова за било који од токсина. Лечење је индицирано за ублажавање симптома, посебно респираторних симптома, као и за уклањање токсина.

Једна од уобичајених мера је изазивање повраћања, како би се елиминисао извор тровања. Обично се даје и активни угаљ, јер је способан да апсорбује токсине који су отпорни на деловање желучаног пХ.

Исто тако, даје се обилна течност, која настоји да исправи могућу ацидозу, као и да убрза излучивање токсина кроз бубреге.

Отровање било којим од ових токсина сматра се болничким хитним случајевима и као такво се мора лечити, те хитној особи одмах пружати специјализовану медицинску помоћ.

Референце

1. Адл, СМ и др. (2012). "Ревидирана класификација еукариота." Јоурнал оф Еукариотиц Мицробиологи, 59 (5), 429-514
2. Фауст, МА и Гулледге, РА (2002). Препознавање штетних морских динофлагелата. Доприноси Националног хербарија Сједињених Држава 42: 1-144.
3. Гомез Ф. (2005). Списак динофлагелатних врста које слободно живе у светским океанима. Ацта Ботаница Цроатица 64: 129-212.
4. Хернандез, М. и Гарате, И. (2006). Синдром тровања боли због конзумирања мекушаца. Рев Биомед. 17. 45-60
5. Ван Долах ФМ. Токсини морских алги: порекло, утицај на здравље и њихова појачана појава. Перспектива за заштиту животне средине. 2000; 108 Суппл 1: 133-41.