.
Τα διάτομα (ομοταξία: Βακιλλαριοφύκη (Bacillariophyceae)) αποτελούν μια πολύ σημαντική ομάδα φυτοπλαγκτικών οργανισμών και είναι άφθονα τόσο στα θαλάσσια οικοσυστήματα όσο και στα εσωτερικά νερά. Πρόκειται για μονοκύτταρα φύκη με κυτταρικό τοίχωμα που εμφανίστηκαν την Ιουρασική περίοδο, πριν από περίπου 185 εκατομμύρια χρόνια. Ο αριθμός των ειδών που ανήκουν στα διάτομα δεν είναι απόλυτα γνωστός, αλλά πιστεύεται ότι σήμερα υπάρχουν περίπου 100.000 είδη, τα μισά από τα οποία είναι θαλάσσια. Είναι μονοκύτταροι ευκαρυωτικοί οργανισμοί, αν και πολλά από αυτά σχηματίζουν αποικίες σε μορφή αλυσίδας ή σε αστερόμορφους και άλλους σχηματισμούς. Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της ομάδας είναι το κυτταρικό τοίχωμα, με βασικό του συστατικό το διοξείδιο του πυριτίου. Οι κοινωνίες των διατόμων συχνά χρησιμοποιούνται ως βιολογικοί δείκτες σε προγράμματα παρακολούθησης της οικολογικής κατάστασης των υδάτων.
Διάτομα, μια κοινή ομάδα φυτοπλαγκτικών οργανισμών
Μορφολογία
Το μέγεθος των οργανισμών κυμαίνεται από 2 έως 200 μm. Τα είδη της ομοταξίας έχουν χρώμα από κίτρινο έως καφέ και οφείλεται στην ύπαρξη των κίτρινων – φαιών καροτινοειδών χρωστικών τους. Οι φωτοσυνθετικές χρωστικές των διατόμων γενικά είναι οι χλωροφύλλες a, c1 και c2, οι β- και ε-καροτίνες και από τις ξανθοφύλλες η φουκοξανθίνη (που δίνει στα διάτομα το χαρακτηριστικό τους χρώμα), η διατοξανθίνη και η διαδινοξανθίνη.
Το χαρακτηριστικό της ομοταξίας είναι το ανάγλυφο κυτταρικό τους τοίχωμα ή θήκη, όπως συχνά ονομάζεται, με κύριο συστατικό του το διοξείδιο του πυριτίου (SiO2). Αποτελείται από μια εσωτερική συνεχή μεμβράνη από πηκτινικές ουσίες και εξωτερικά από δύο κελυφοειδείς θυρίδες οι οποίες εφαρμόζουν μεταξύ τους και η μία είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από την άλλη. Η θήκη δεν είναι απλή στη μορφή αλλά διάτρητη και μπορεί να φέρει περίπλοκες δομές όπως ραβδώσεις, αγκάθια, πόρους και προεξοχές. Η θήκη των διατόμων είναι διαφανής και διαπερατή από το φως, ώστε οι οργανισμοί να μπορούν να δεσμεύουν την ηλιακή ενέργεια απαραίτητη για τη φωτοσύνθεση, ενώ οι πόροι επιτρέπουν τη διέλευση των διαλυμένων στο νερό αερίων και των θρεπτικών συστατικών μέσα και έξω από τα κύτταρα. Η περίπλοκη δομή του τοιχώματος των διατόμων αποτελεί σημαντικό διαγνωστικό χαρακτηριστικό για την ταξινόμησή τους σε γένη και είδη.
Οικολογία
Τα διάτομα είναι άφθονα στις εύκρατες και πολικές περιοχές, τόσο στα παράκτια όσο και στα ωκεάνια νερά. Γενικά είναι κοινά σε νερά πλούσια σε θρεπτικά συστατικά. Η ομάδα των διατόμων περιλαμβάνει είδη της θάλασσας και των εσωτερικών υδάτων (λίμνες και ποτάμια). Τα περισσότερα διάτομα είναι πλαγκτικά, δηλαδή προσαρμοσμένα να ζουν σε αιώρηση μέσα στο νερό, αλλά πολλά είδη διαθέτουν προσαρμογές και εξαρτήματα που τους επιτρέπουν να προσκολλώνται σε σκληρές επιφάνειες όπως βράχους και σημαδούρες.
Τα διάτομα είναι σημαντικοί πρωτογενείς παραγωγοί στα υδάτινα οικοσυστήματα. Συγκεκριμένα υπολογίζεται ότι το 20 – 25% της συνολικής δέσμευσης του διοξειδίου του άνθρακα πραγματοποιείται από αυτά, ενώ θεωρούνται οι σημαντικότεροι μη προσκολλημένοι πρωτογενείς παραγωγοί της ανοικτής θάλασσας στις εύκρατες και πολικές περιοχές. Λίγα μόνο είδη είναι άχρωμα και ζουν προσκολλημένα πάνω στις επιφάνειες των φυκών ως ετερότροφοι οργανισμοί.
Διάτομα όπως το Biddulphia tridens αποτελούν βασικό παράγοντα που οξυγονώνει την γήινη ατμόσφαιρα ενώ παράλληλα αποτελούν τροφή για πολλά θαλάσσια πλάσματα. Οι βιολόγοι χρησιμοποιούν τα διάτομα όπως το Triceratium castelliferum ως βιοδείκτες για την ποιότητα του νερού μια και είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στις αλλαγές του περιβάλλοντος.
Τα διάτομα συμμετέχουν συχνά σε φαινόμενα «άνθισης του νερού» (ή φυτοπλαγκτικής «άνθισης») - ο αντίστοιχος αγγλικός όρος είναι «water bloom», δηλαδή φαινόμενα κατά τα οποία ορισμένοι φυτοπλαγκτικοί οργανισμοί αυξάνονται ανά περιόδους σε αφθονία και βιομάζα, εξ’ αιτίας της επικράτησης ευνοϊκών συνθηκών στο νερό (διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών και άλλοι παράγοντες) και το νερό χρωματίζεται ανάλογα με τις φωτοσυνθετικές χρωστικές των οργανισμών που επικρατούν. Τα διάτομα εμφανίζουν φαινόμενα άνθισης τόσο σε λίμνες όσο και σε παράκτιες αλλά και ωκεάνιες περιοχές (για παράδειγμα στον Ατλαντικό ωκεανό) κατά την άνοιξη.
Κάτω από δυσμενείς συνθήκες τα διάτομα έχουν την ικανότητα να σχηματίζουν ανθεκτικές δομές γνωστές ως έμμονα σπόρια, τα οποία διατηρούνται αδρανή όσο οι συνθήκες είναι δυσμενείς, ενώ όταν αυτές γίνουν ξανά ευνοϊκές προκύπτουν πάλι διάτομα από τα σπόρια.
Στο βυθό των θαλασσών σε διάφορες ωκεάνιες περιοχές οι θήκες των νεκρών διατόμων καθιζάνουν, συσσωρεύονται και σχηματίζουν μεγάλες αποθέσεις, γνωστές ως γη των διατόμων. Τα ιζήματα αυτά έχουν πολλές εμπορικές εφαρμογές, όπως κατασκευή φίλτρων, ηχομονωτικών και θερμομονωτικών υλικών, καθαριστικών, αποσμητικών, λειαντικών και πολλών άλλων υλικών.
Ταξινόμηση
Η ομοταξία των διατόμων χωρίζεται σε δύο τάξεις:
τα κεντρικά διάτομα (Biddulphiales ή Centrales) τα οποία έχουν ακτινωτή συμμετρία και κυλινδρικές θυρίδες, και
τα πτεροειδή διάτομα (Bacillariales ή Pennales) τα οποία έχουν κυρίως αμφίπλευρη συμμετρία και βαρκόμορφες θυρίδες.
Μια ακόμη διαφορά ανάμεσα στις δύο κλάσεις αφορά στην εγγενή αναπαραγωγή των οργανισμών: τα κεντρικά διάτομα παράγουν αρσενικούς γαμέτες που φέρουν μαστίγιο και κινούνται, ενώ ο θηλυκός γαμέτης δε φέρει μαστίγιο. Αντίθετα τα πτεροειδή διάτομα παράγουν γαμέτες που δε φέρουν μαστίγια.
Αναπαραγωγή
Ο πιο κοινός τρόπος αναπαραγωγής για τα διάτομα είναι η αγενής αναπαραγωγή με κυτταρική διαίρεση. Κατά τη διαδικασία αυτή το κάθε νέο κύτταρο φέρει μία θυρίδα από το αρχικό κύτταρο και εκκρίνει μια δεύτερη, μικρότερη θυρίδα. Επαναλαμβανόμενες κυτταρικές διαιρέσεις κατά τις περιόδους ταχείας αναπαραγωγής (γνωστή ως φάση ακμής) με ευνοϊκές συνθήκες στο περιβάλλον (θερμοκρασία, διαθεσιμότητα θρεπτικών κ.α.) οδηγούν σε σταδιακά μικρότερο μέγεθος των διατόμων, κυρίως επειδή το διαλυμένο στο νερό πυρίτιο εξαντλείται κατά την κατασκευή των νέων κυτταρικών τοιχωμάτων, αλλά και επειδή τα κελύφη τους δεν έχουν τη δυνατότητα να μαγαλώσουν. Όταν τα κύτταρα φτάσουν σε ένα ελάχιστο κρίσιμο μέγεθος σχηματίζονται τα αυξοσπόρια (στάδια ήπιας ανακαμπτικής ανάπτυξης), τα οποία σταδιακά αυξάνουν το μέγεθός τους και ανακτάται το κανονικό μέγεθος, ή λαμβάνει χώρα εγγενής αναπαραγωγή, σε συνδυασμό με την επικράτηση ορισμένων απαραίτητων ευνοϊκών συνθηκών στο περιβάλλον, όσον αφορά τη θερμοκρασία, τα θρεπτικά, τα ιχνοστοιχεία και άλλους παράγοντες. Με τη συγχώνευση των δύο γαμετών αναπτύσσεται ένα αυξοσπόριο και το μέγεθος αποκαθίσταται όπως περιγράφηκε προηγουμένως.
Πηγές
Castro, P., Huber, Μ.Ε., (1992). Marine Biology. Mosby-Year Book, Inc, St. Louis.
Lee, R. E., (2008). Phycology, fourth ed.. Cambridge University Press, Cambridge.
Μουστάκα – Γούνη, Μ., (1997). Ωκεανογραφία. Μια Βιολογική προσέγγιση.. Εκδόσεις EXIN, Θεσσαλονίκη.
Reynolds, C. S., (2006). Ecology of phytoplankton. Ecology, Biodiversity and Conservation.. Cambridge University Press, Cambridge.
Wetzel, R. G., (2001). Limnology: Lake and River Ecosystems, third ed.. Academic Press, London.
Hellenica World - Scientific Library
Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License
