Co je fytoplankton? Většina fytoplanktonu je příliš malá, aby ji bylo možné vidět pouhým okem. V dostatečně velkém množství však mohou být některé druhy vidět jako barevné skvrny na povrchu vody, kvůli obsahu chlorofylu uvnitř jejich buněk a pomocných pigmentů, jako jsou fykobiliproteiny nebo xantofyly.
Co je fytoplankton
Fytoplankton jsou fotosyntetické mikroskopické biotické organismy, které žijí v horní vrstvě vody téměř všech oceánů a jezer na Zemi. Jsou tvůrci organických sloučenin z oxidu uhličitého rozpuštěného ve vodě – tedy iniciátory procesu, který udržuje vodní potravní síť.
Fotosyntéza
Fytoplankton získává energii prostřednictvím fotosyntézy, a proto musí žít v dobře osvětlené povrchové vrstvě (nazývané eufotická zóna) oceánu, moře, jezera nebo jiné vodní plochy. Fytoplankton tvoří asi polovinu všechfotosyntetická aktivita na Zemi. Jeho kumulativní fixace energie ve sloučeninách uhlíku (primární produkce) je základem pro drtivou většinu oceánských a mnoha sladkovodních potravinových řetězců (chemosyntéza je výraznou výjimkou).
Unikátní druh
Přestože téměř všechny druhy fytoplanktonu jsou výjimečné fotoautotrofy, existují některé, které jsou mitotrofy. Obvykle se jedná o nepigmentované druhy, které jsou ve skutečnosti heterotrofní (druhé jsou často považovány za zooplankton). Nejznámější jsou dinoflagelární rody jako Noctiluca a Dinophysis, které získávají organický uhlík požitím jiných organismů nebo úlomků.
Význam
Fytoplankton absorbuje energii ze slunce a živiny z vody, aby si vytvořil vlastní potravu. Při fotosyntéze se do vody uvolňuje molekulární kyslík (O2). Odhaduje se, že asi 50 % nebo 85 % světového kyslíku pochází z fotosyntézy fytoplanktonu. Zbytek je produkován fotosyntézou suchozemských rostlin. Abyste pochopili, co je fytoplankton, musíte si být vědomi jeho velkého významu pro přírodu.
Vztah s minerály
Fytoplankton je kriticky závislý na minerálech. Jsou to především makroživiny jako dusičnany, fosforečnany nebo kyselina křemičitá, jejichž dostupnost je dána rovnováhou mezi tzv. biologickou pumpou a vzestupem hlubokých vod bohatých na živiny. Ovšem na velkých plocháchV oceánech, jako je Jižní oceán, je fytoplankton také omezen nedostatkem mikroživin železa. To vedlo některé vědce k tomu, aby obhajovali hnojení železem jako prostředek proti hromadění oxidu uhličitého (CO2) produkovaného lidmi v atmosféře.
Vědci experimentovali s přidáváním železa (obvykle ve formě solí, jako je síran železnatý) do vody, aby podpořili růst fytoplanktonu a odstranili atmosférický CO2 do oceánu. Spory o řízení ekosystému a účinnost hnojení železem však takové experimenty zpomalily.
Rozmanitost
Pojem "fytoplankton" zahrnuje všechny fotoautotrofní mikroorganismy ve vodních potravních řetězcích. Na rozdíl od suchozemských společenství, kde většinu autotrofů tvoří rostliny, je fytoplankton různorodou skupinou zahrnující prvoková eukaryota, jako jsou eubakteriální a archaebakteriální prokaryota. Existuje asi 5 000 známých druhů mořského fytoplanktonu. Jak se tato rozmanitost vyvinula navzdory omezeným potravinovým zdrojům, zatím není jasné.
Mezi nejdůležitější skupiny fytoplanktonu patří rozsivky, sinice a dinoflageláty, i když v této velmi rozmanité skupině je zastoupeno mnoho dalších skupin řas. Jedna skupina, coccolithophorids, jsou zodpovědné (částečně) za uvolňování významného množství dimethylsulfidu (DMS) do atmosféry. DMS oxiduje za vzniku síranu, který v oblastech s nízkou koncentrací aerosolových částic můžepřispívají ke vzniku zvláštních oblastí kondenzace vzduchu, což vede především ke zvýšení oblačnosti a mlhy nad vodou. Tato vlastnost je také charakteristická pro jezerní fytoplankton.
Všechny typy fytoplanktonu si v různých ekosystémech udržují různé trofické (tj. potravní) úrovně. V oligotrofních oceánských oblastech, jako je Sargasové moře nebo jižní Tichý oceán, jsou nejběžnějším fytoplanktonem malé, jednobuněčné druhy zvané pikoplankton a nanoplankton (také nazývané pikoflageláty a nanoflageláty). Fytoplanktonem se rozumí především sinice (Prochlorococcus, Synechococcus) a pikoeukaryota jako Micromonas. V produktivnějších ekosystémech jsou základem biomasy fytoplanktonu velké dinoflageláty.
Vliv na chemické složení vody
Na počátku dvacátého století Alfred C. Redfield našel podobnosti mezi elementárním složením fytoplanktonu a hlavními rozpuštěnými živinami v hlubinách oceánu. Redfield navrhl, že poměr uhlíku k dusíku k fosforu (106:16:1) v oceánu je řízen požadavky fytoplanktonu, protože fytoplankton následně uvolňuje dusík a fosfor, když se remineralizují. Tento takzvaný „Redfieldův poměr“při popisu stechiometrie fytoplanktonu a mořské vody se stal základním principem pro pochopení evoluce mořské ekologie, biogeochemie a toho, co je fytoplankton. Redfieldův koeficient však není univerzální hodnotou a může se lišit v důsledku změn ve složení exogenních živin a mikrobů. V oceáně. Produkce fytoplanktonu, jak by čtenář již měl pochopit, ovlivňuje nejen hladinu kyslíku, ale také chemické složení oceánské vody.
Biologické vlastnosti
Dynamická stechiometrie vlastní jednobuněčným řasám odráží jejich schopnost ukládat živiny do vnitřního rezervoáru a měnit složení osmolitu. Různé buněčné složky mají své vlastní jedinečné stechiometrické charakteristiky, například zařízení pro sběr dat (světlo nebo živiny), jako jsou proteiny a chlorofyl, obsahují vysokou koncentraci dusíku, ale nízký obsah fosforu. Mezitím mechanismy genetického růstu, jako je ribozomální RNA, obsahují vysoké koncentrace dusíku a fosforu (N a P). Potravní řetězec fytoplankton-zooplankton, navzdory rozdílu mezi těmito dvěma typy tvorů, je základem ekologie vodních prostorů na celé planetě.
Životní cykly
Na základě rozložení zdrojů je fytoplankton klasifikován do tří životních fází: přežití, kvetení a konsolidace. Přežívající fytoplankton má vysoký poměr N:P (dusík a fosfor) (> 30) a obsahuje mnoho mechanismů shromažďování zdrojů pro udržení růstu, když jsou zdroje vzácné. Kvetoucí fytoplankton má nízký poměr N:P (<10) a je přizpůsoben exponenciálnímu růstu. Konsolidovaný fytoplankton má podobný poměr N: P k Redfield a obsahuje relativně stejný poměr mechanismů růstu a akumulace zdrojů.
Současnost a budoucnost
Studie publikovaná v Nature v roce 2010 zjistila, že mořský fytoplankton ve světových oceánech za poslední století podstatně ubylo. Odhaduje se, že koncentrace fytoplanktonu v povrchových vodách klesla od roku 1950 asi o 40 % rychlostí asi 1 % ročně, pravděpodobně v reakci na oteplování oceánů. Studie vyvolala mezi vědci kontroverze a vedla k vášnivým debatám. V následné studii z roku 2014 autoři použili velkou databázi měření a revidovali své analytické metody, aby reagovali na několik publikovaných kritik, ale skončili s podobně znepokojivými závěry: Počty řas fytoplanktonu rychle klesají.
