Mikä on kasviplankton? Suurin osa kasviplanktonista on liian pieniä nähdäkseen paljaalla silmällä. Kuitenkin riittävän suuria määriä jotkin lajit voidaan nähdä värillisinä täplinä veden pinnalla, koska niiden soluissa on klorofylliä ja apupigmenttejä, kuten fykobiliproteiineja tai ksantofyllejä.
Mikä on kasviplankton
Kasviplanktoni ovat fotosynteettisiä mikroskooppisia bioottisia organismeja, jotka elävät lähes kaikkien maapallon v altamerten ja järvien ylemmässä vesikerroksessa. He ovat orgaanisten yhdisteiden luojia veteen liuenneesta hiilidioksidista – toisin sanoen veden ravintoverkkoa ylläpitävän prosessin käynnistäjiä.
valokuvasynteesi
Kasviplankton saa energiaa fotosynteesin kautta, ja siksi sen on elettävä v altameren, meren, järven tai muun vesistön hyvin valaistussa pintakerroksessa (kutsutaan eufoottiseksi vyöhykkeeksi). Kasviplankton muodostaa noin puolet kaikestafotosynteettinen toiminta maan päällä. Sen kumulatiivinen energian sitoutuminen hiiliyhdisteisiin (alkutuotanto) on perusta suurimmalle osalle v altamerien ja monien makean veden ravintoketjuista (kemosynteesi on merkittävä poikkeus).
Ainutlaatuiset lajit
Vaikka melkein kaikki kasviplanktonlajit ovat poikkeuksellisia fotoautotrofeja, jotkut ovat mitotrofeja. Nämä ovat yleensä pigmentoimattomia lajeja, jotka ovat itse asiassa heterotrofisia (jälkimmäisiä pidetään usein eläinplanktonina). Tunnetuimpia ovat dinoflagellar-suvut, kuten Noctiluca ja Dinophysis, jotka saavat orgaanista hiiltä nielemällä muita organismeja tai likaa.
Merkitys
Kasviplanktoni imee energiaa auringosta ja ravinteita vedestä tuottaakseen omaa ravintoaan. Fotosynteesin aikana veteen vapautuu molekyylistä happea (O2). On arvioitu, että noin 50 % tai 85 % maailman hapesta tulee kasviplanktonin fotosynteesistä. Loput tuotetaan maakasvien fotosynteesillä. Ymmärtääksesi mitä kasviplankton on, sinun on oltava tietoinen sen suuresta merkityksestä luonnolle.
Suhde mineraaleihin
Kasviplankton on kriittisesti riippuvainen mineraaleista. Nämä ovat ensisijaisesti makroravinteita, kuten nitraattia, fosfaattia tai piihappoa, joiden saatavuuden määrää ns. biologisen pumpun ja syvien, ravinnerikkaiden vesien nousun välinen tasapaino. Kuitenkin suurilla alueillaV altamereissä, kuten eteläisellä v altamerellä, kasviplanktonia rajoittaa myös hivenravinteiden raudan puute. Tämä on saanut jotkut tutkijat kannattamaan raudan lannoitusta keinona estää ihmisen tuottaman hiilidioksidin (CO2) kertymistä ilmakehään.
Tutkijat ovat kokeilleet raudan (yleensä suolojen, kuten rautasulfaatin) lisäämistä veteen kasviplanktonin kasvun edistämiseksi ja ilmakehän hiilidioksidin poistamiseksi v altameriin. Kiistat ekosysteemien hoidosta ja rautalannoituksen tehokkuudesta ovat kuitenkin hidastaneet tällaisia kokeita.
Lajike
Termi "kasviplankton" kattaa kaikki fotoautotrofiset mikro-organismit vesien ravintoketjuissa. Toisin kuin maanpäälliset yhteisöt, joissa useimmat autotrofit ovat kasveja, kasviplanktonit ovat monipuolinen ryhmä, joka sisältää alkueläineukaryootteja, kuten eubakteeri- ja arkkibakteeriprokaryootteja. Meren kasviplanktonlajeja tunnetaan noin 5000. Ei ole vielä selvää, kuinka tämä monimuotoisuus kehittyi rajallisista ruokaresursseista huolimatta.
Kasviplanktonin tärkeimpiä ryhmiä ovat piilevät, syanobakteerit ja dinoflagellaatit, vaikka monet muut leväryhmät ovat edustettuina tässä erittäin monimuotoisessa ryhmässä. Yksi ryhmä, kokkolitoforidit, on vastuussa (osittain) merkittävien määrien dimetyylisulfidia (DMS) vapauttamisesta ilmakehään. DMS hapettuu muodostaen sulfaattia, joka voi alueilla, joissa aerosolihiukkasten pitoisuus on alhainenedistää erityisten ilmatiivistymisalueiden syntymistä, mikä johtaa pääasiassa pilvisyyden ja sumun lisääntymiseen veden päällä. Tämä ominaisuus on ominaista myös järven kasviplanktonille.
Kaikki kasviplanktonin tyypit ylläpitävät erilaisia troofisia (eli ravinto-) tasoja eri ekosysteemeissä. Oligotrofisilla v altameren alueilla, kuten Sargassonmerellä tai Eteläisellä Tyynellämerellä, yleisimmät kasviplanktonit ovat pieniä yksisoluisia lajeja, joita kutsutaan pikoplanktoniksi ja nanoplanktoniksi (kutsutaan myös pikoflagellaateiksi ja nanoflagellaateiksi). Kasviplanktonilla tarkoitetaan pääasiassa sinileviä (Prochlorococcus, Synechococcus) ja pikoeukaryootteja, kuten Micromonas. Tuottavammissa ekosysteemeissä suuret dinoflagellaatit ovat kasviplanktonin biomassan perusta.
Vaikutus veden kemialliseen koostumukseen
1900-luvun alussa Alfred C. Redfield havaitsi yhtäläisyyksiä kasviplanktonin alkuainekoostumuksen ja v altameren tärkeimpien liuenneiden ravinteiden välillä. Redfield ehdotti, että hiilen ja typen suhdetta fosforiin (106:16:1) v altameressä säätelevät kasviplanktonin vaatimukset, koska kasviplankton vapauttaa myöhemmin typpeä ja fosforia uudelleenmineralisoituessaan. Tästä niin kutsutusta "Redfield-suhteesta" kasviplanktonin ja meriveden stoikiometriaa kuvattaessa on tullut perusperiaate meriekologian, biogeokemian ja kasviplanktonin evoluution ymmärtämisessä. Redfield-kerroin ei kuitenkaan ole yleinen arvo, ja se voi poiketa ulkoisten ravinteiden ja mikrobien koostumuksen muutoksista.meressä. Kasviplanktonin tuotanto, kuten lukijan pitäisi jo ymmärtää, ei vaikuta pelkästään happipitoisuuteen, vaan myös meriveden kemialliseen koostumukseen.
Biologiset ominaisuudet
Yksisoluisille leville luontainen dynaaminen stoikiometria heijastaa niiden kykyä varastoida ravinteita sisäiseen säiliöön ja muuttaa osmoliitin koostumusta. Eri solukomponenteilla on omat ainutlaatuiset stoikiometriset ominaisuutensa, esimerkiksi resurssien (valo tai ravinne) tiedonkeruulaitteet, kuten proteiinit ja klorofylli, sisältävät korkean typpipitoisuuden, mutta vähän fosforipitoisuutta. Samaan aikaan geneettiset kasvumekanismit, kuten ribosomin RNA, sisältävät korkeita pitoisuuksia typpeä ja fosforia (vastaavasti N ja P). Kasviplanktonin ja eläinplanktonin ravintoketju on näiden kahden olentotyypin välisestä erosta huolimatta koko planeetan vesitilojen ekologian perusta.
Elinkaaret
Resurssien jakautumisen perusteella kasviplankton luokitellaan kolmeen elämänvaiheeseen: selviytyminen, kukinta ja konsolidoituminen. Eloonjääneellä kasviplanktonilla on korkea N:P (typpi ja fosfori) -suhde (> 30), ja se sisältää monia resurssien keräämismekanismeja kasvun ylläpitämiseksi, kun resurssit ovat niukat. Kukkivan kasviplanktonin N:P-suhde on alhainen (<10) ja ne ovat sopeutuneet eksponentiaaliseen kasvuun. Konsolidoidulla kasviplanktonilla on samanlainen N: P:n suhde Redfieldiin, ja se sisältää suhteellisen saman verran kasvu- ja resurssien kertymismekanismeja.
Nykyisyys ja tulevaisuus
Nature-lehdessä vuonna 2010 julkaistussa tutkimuksessa todettiin, että meren kasviplanktonin määrä on vähentynyt merkittävästi maailman v altamerissä viimeisen vuosisadan aikana. Pintavesien kasviplanktonpitoisuuksien on arvioitu laskeneen noin 40 % vuodesta 1950 lähtien noin 1 % vuodessa, mahdollisesti v altamerten lämpenemisen seurauksena. Tutkimus herätti kiistaa tutkijoiden keskuudessa ja johti kiihkeisiin keskusteluihin. Myöhemmässä 2014 tutkimuksessa kirjoittajat käyttivät laajaa mittaustietokantaa ja tarkistivat analyysimenetelmiään vastatakseen useisiin julkaistuihin kritiikkiin, mutta päätyivät yhtä huolettaviin päätelmiin: Kasviplanktonlevämäärät vähenevät nopeasti.
