stringtranslate.com

Фрустул

Сканирующие электронные микрофотографии панцирей некоторых видов водорослей - масштабная линейка = 10 микрометров на рисунках a, c и d и 20 микрометров на рисунках b

Панцирь — это твердая и пористая клеточная стенка или внешний слой диатомовых водорослей . Панцирь состоит почти исключительно из кремнезема , полученного из кремниевой кислоты , и покрыт слоем органического вещества, которое в ранней литературе о диатомовых водорослях называлось пектином , волокном, наиболее часто встречающимся в клеточных стенках растений . [1] [2] Этот слой на самом деле состоит из нескольких типов полисахаридов . [3]

Структура панциря обычно состоит из двух перекрывающихся секций, известных как теки (или менее формально как клапаны). Соединение между двумя тека поддерживается полосами кремния (поясными полосами), которые удерживают их вместе. Это перекрытие обеспечивает некоторое внутреннее пространство для расширения и имеет важное значение в процессе размножения. Панцирь также содержит множество пор, называемых ареолами, и щелей, которые обеспечивают диатомеям доступ к внешней среде для таких процессов, как удаление отходов и секреция слизи .

Микроструктурный анализ панцирей показывает, что поры имеют различные размеры, форму и объем. Большинство пор открыты и не содержат примесей. Размеры нанопор находятся в диапазоне 250–600 нм. [4] [5] [6]

Тека

Панцирь обычно состоит из двух теки одинаковой формы, но немного разного размера. Тека, которая немного меньше, имеет край, который слегка заходит внутрь соответствующего края большей теки. Эта перекрывающаяся область укреплена поясковыми полосами кремния и представляет собой естественный «компенсационный сустав». Большая тека обычно считается «верхней» и поэтому называется эпитекой. Меньшая тека обычно считается «нижней» и поэтому называется гипотекой. [1] По мере деления диатомей каждая дочерняя клетка сохраняет одну теку исходной панциря и производит одну новую теку. Это означает, что одна дочерняя клетка имеет тот же размер, что и родительская (эпитека и новая гипотека), в то время как у другой дочерней старая гипотека становится эпитекой, которая вместе с новой и немного меньшей гипотекой составляет меньшую клетку.

Псевдосептум

Некоторые роды диатомовых водорослей развивают гребни на внутренней поверхности панциря, которые простираются во внутреннюю полость. Гребни обычно называют Pseudoseptum с множественным числом pseudosepta . [7] В семействе Aulacoseiraceae гребень более конкретно называется ринглейстом или ринглейстом . [8]

Скелеты диатомовых водорослей и их использование

Когда диатомовые водоросли умирают и их органический материал разлагается, панцири опускаются на дно водной среды. Этот остаточный материал — диатомит или « диатомовая земля », и используется в коммерческих целях в качестве фильтров, минеральных наполнителей, механических инсектицидов, в изоляционных материалах, антислеживающих агентов, в качестве тонкого абразива и для других целей. [9] Также ведутся исследования относительно использования панцирей диатомовых водорослей и их свойств в области оптики, наряду с другими клетками, такими как клетки в чешуйках бабочек. [2]

Формирование панциря

Когда диатомовая водоросль готовится к разделению, она проходит несколько процессов, чтобы начать производство либо новой гипотеки, либо новой эпитеки. Как только каждая клетка полностью отделена, они получают аналогичную защиту и способность продолжать производство панциря. [10]

Краткую и крайне упрощенную версию можно объяснить так: [10]

  1. После митоза внутри материнской клетки образуются две дочерние клетки, причем ядро ​​каждой дочерней клетки перемещается в ту сторону диатомеи, где сформируется новая гипотека.
  2. Между ядром и плазматической мембраной располагается центр микротрубочек, над которым будет располагаться новая гипотека.
  3. Между плазматической мембраной и центром микротрубочки образуется везикула, известная как везикула отложения кремния. Это формирует центр рисунка, и отложение кремния может продолжаться наружу от этой точки, образуя огромную везикулу вдоль одной стороны клетки.
  4. Новый клапан формируется внутри везикулы отложения кремния путем направленного транспорта кремния, белков и полисахаридов. После формирования клапан подвергается экзоцитозу путем слияния мембраны везикулы отложения кремния (силикалеммы) с плазматической мембраной.
  5. Дочерние клетки полностью разделяются, а внутренняя поверхность силикалеммы становится новой плазматической мембраной.
  6. После разделения дочерние клетки образуют поясковые полосы, позволяющие клеткам расширяться в одном направлении вдоль оси деления клетки.

Ссылки

  1. ^ ab «Диатомовые водоросли: больше о морфологии».
  2. ^ ab Parker, Andrew R.; Townley, Helen E. (3 июня 2007 г.). «Биомиметика фотонных наноструктур». Nature Nanotechnology . 2 (6): 347–353. Bibcode : 2007NatNa...2..347P. doi : 10.1038/nnano.2007.152. PMID  18654305.
  3. ↑ Progress in Phycological Research: v. 7 (1991) FE Round (редактор тома), David J. Chapman (редактор тома)
  4. ^ Река, Арианит; Ановски, Тодор; Богоевски, Слободан; Павловски, Благой; Бошковски, Бошко (29 декабря 2014 г.). «Физико-химические и минералого-петрографические исследования диатомита из месторождения близ деревни Рожден, Республика Македония». Geologica Macedonica . 28 (2): 121–126.
  5. ^ Река, Арианит А.; Павловски, Благой; Макрески, Петре (октябрь 2017 г.). «Новый оптимизированный метод низкотемпературного гидротермального производства пористой керамики с использованием диатомовой земли». Ceramics International . 43 (15): 12572–12578. doi :10.1016/j.ceramint.2017.06.132.
  6. ^ Река, Арианит А.; Павловский, Благой; Адеми, Эгзон; Джашари, Ахмед; Боев, Блазо; Боев, Иван; Макрески, Петре (31 декабря 2019 г.). «Эффект термической обработки трепеля в диапазоне температур 800-1200˚С». Открытая химия . 17 (1): 1235–1243. doi : 10.1515/chem-2019-0132 .
  7. ^ "Pseudoseptum". Диатомовые водоросли . Получено 11 апреля 2022 г.
  8. ^ "Ringleiste". Диатомовые водоросли . Получено 11 апреля 2022 г.
  9. ^ Диатомовая водоросль Панцирь 2
  10. ^ ab Zurzolo, Chiara; Bowler, Chris (1 декабря 2001 г.). «Изучение формирования бионеорганических паттернов в диатомовых водорослях. История поляризованного трафика». Физиология растений . 127 (4): 1339–1345. doi : 10.1104/pp.010709 . PMC 1540160. PMID  11743071 . 

Внешние ссылки

Относительно формулы Супер