Динофлагелатите: определение, видове, екология и значимост

Динофлагелатите са голяма група флагелатни протисти. Около половината от тях са фотосинтезиращи, а останалите са предимно хетеротрофни хищници на други протисти. Фотосинтезиращите понякога се наричат свободно "водорасли", а хищниците - свободно "протозои".

Различни автори ги класифицират като разред, клас и филум. В момента се провеждат активни изследвания на техните взаимоотношения.

Повечето от тях са морски планктон, но се срещат и в сладководни местообитания. Популациите им се разпределят в зависимост от температурата, солеността или дълбочината. Групата включва много симбионти и биолуминисцентни видове.

Понастоящем са описани около 1555 вида свободно живеещи морски динофлагелати. Последните оценки сочат, че общо 2 294 живи вида динофлагелати включват морски, сладководни и паразитни динофлагелати.

Морфология и клетъчна организация

Динофлагелатите са едноклетъчни организми с разнообразна форма и големина. Типичната им характеристика е наличието на две флагели, разположени в специални жлебове: един трансверзален (обикновено обвиващ клетката в екваториална орбита) и един долен/дълъг, който дава посока и напредно движение. Много видове са покрити с плочки от целулоза (theca), образуващи характерна „панцирна“ структура, но има и незащитени (атекални) форми.

Клетките могат да носят хлоропласти с пигменти, подобни на тези при водораслите, но при някои фотоавтотрофни видове хлоропластите са придобити чрез вторичен или третичен ендосимбионтен произход. Някои динофлагелати имат сложни органели, като трихоки (стилети), клетки-улавители и специализирани структури за улавяне и преработка на храна.

Хранене и метаболитна стратегия

Сред динофлагелатите има:

• Фотосинтезиращи видове, които допринасят за първичната продукция в морските екосистеми.
• Хетеротрофни хищници, които улавят и поглъщат други протисти, бактерии или частици органична материя.
• Миксотрофни видове, които комбинират фотосинтеза с хетеротрофно хранене (поемане на плячка при недостиг на светлина или хранителни вещества).

Тази пластичност в храненето им дава конкурентно предимство в променливи среди и допринася за бързото увеличение на популациите при благоприятни условия.

Размножаване и жизнен цикъл

Динофлагелатите се размножават главно чрез безполово делене, но при много видове са описани и полови стадии. Много видове образуват покойни цисти (resting cysts), които падат в седиментите и могат да преживеят неблагоприятни периоди, след което да „съживят“ и да дадат началото на нова популация. Тези цисти често са важен фактор за повторяемостта на масовите размножавания (блумове).

Таксономия и филогенетика

Класификацията на динофлагелатите е сложна и променлива — различни автори ги поставят на различни таксономични нива (разред, клас или филум). Молекулярната филогенетика (геномни и рибозомни анализи) през последните десетилетия доведе до преразглеждане на много групи, разкривайки скрита диверсификация и уточнявайки еволюционните връзки.

Екология и разпространение

Повечето динофлагелати са морски планктон, но има и значителен брой сладководни и паразитни видове. Разпределението им зависи от фактори като температурата, солеността, ниво на хранителни вещества и дълбочина. Някои видове предпочитат повърхностни, слънчево осветени води, други — дълбоки или крайбрежни среди.

Динофлагелатите включват много симбионти, например такива, които живеят в телата на корали и други безгръбначни като важни фотосинтетични партньори, както и множество биолуминисцентни видове, чието светещо явление се наблюдава при механично раздразнение на водната колона.

Екологично и икономическо значение

Ролята на динофлагелатите в екосистемите е многопластова:

• Като фотосинтетични организми те са важна част от морската първична продукция и основа на хранителните мрежи.
• Някои видове формират масови размножавания — т.нар. „червени приливи“ или HABs (harmful algal blooms), които могат да причинят масова смърт на риби, натрупване на токсини в мекотели и рискове за човешкото здраве (напр. натрупване на сапситоксини, бреметоксини и други токсини, водещи до различни видове отравяния като PSP, NSP, DSP).
• Симбиотичните динофлагелати (напр. в кораловите полипи) са ключови за здравето на кораловите рифове; нарушаването на тази симбиоза (например при стрес от повишена температура) води до „избелване“ на коралите.
• Биоосветлението (биолуминисценция) и някои други свойства правят динофлагелатите интересни за науката и популярните наблюдения на природни явления.

Въздействие върху човека и управление

Хармоничното управление на риболов, аквакултури и мониторинг на морската вода е важно за предотвратяване на икономически загуби и здравни рискове, свързани с динофлагелатните блумове. Наблюдението на цисти, измерванията на хранителни вещества и моделирането на токове и температура спомагат за прогнозиране и ограничаване на негативните ефекти.

Научни изследвания и бъдещи направления

Активни изследвания обхващат генетика и геноми на динофлагелатите, механизмите на производство на токсини, еволюцията на симбиозата (напр. с коралови гостоприемници), ролята им в глобалния въглероден и хранителен цикъл, както и влиянието на климатичните промени върху разпространението и честотата на HABs. Много видове остават недоописани и вероятно реалното им разнообразие е значително по-голямо от настоящите оценки.

Ключови понятия: флагели, хлоропласти, миксотрофия, цисти, симбиоза, биолуминисценция, вредни цъфтежи (HABs), токсини.

Въпроси и отговори

В: Какво представляват динофлагелатите?

В: Всички ли динофлагелати са фотосинтетични?

В: Какви са различните наименования на фотосинтезиращите и хищните динофлагелати?

В: В какви среди се срещат динофлагелатите?

В: Какви фактори влияят на популациите на динофлагелатите?

В: Колко вида свободно живеещи морски динофлагелати са описани в момента?

В: Колко вида динофлагелати общо се предполага, че съществуват?

Търсене по буква