stringtranslate.com

Карения (динофлагеллята)

Карения — это род, состоящий из одноклеточных фотосинтезирующих планктонных организмов, обитающих в морской среде. [1] В настоящее время род состоит из 12 описанных видов. [1] Они наиболее известны своим плотным токсичным цветением водорослей и красными приливами , которые наносят значительный экологический и экономический ущерб; некоторые виды Карении вызывают серьезную смертность животных. [1] Известно, чтоодин вид, Karenia brevis , вызывает респираторный дистресс и нейротоксическое отравление моллюсками (NSP) у людей. [1]

Таксономия

Род Karenia назван в честь доктора Карен Штайдингер за ее исключительный вклад в исследования динофлагеллят. [1] Она провела много десятилетий, исследуя Карению Бревис . [1]

В роду Карения к настоящему времени описано 12 видов : [1]

История знаний

Характерные убийства рыбы, описанные испанскими исследователями 15 и 16 веков, вероятно, были самыми ранними зарегистрированными наблюдениями в Карении . [2] Другие крупные убийства рыб были зарегистрированы в 1844 году у побережья Флориды. [1] Ода в 1935 году был первым, кто назвал какой-либо вид из того, что сейчас называется родом Karenia : [3] Gymnodinium mikimotoi , но позже был переименован в Karenia mikimotoi . [1] Дэвис в 1948 году был первым, кто задокументировал, что причиной гибели рыб была динофлагеллята Gymnodinium breve , [4] которая была переименована в Ptychodiscus brevis , а с 2001 года теперь известна как Karenia brevis. [1]

Описание

Карении представляют собой голые, плоские, одноклеточные фотосинтезирующие клетки, которые весьма плеоморфны: размер обычно колеблется в пределах 20–90 мкм. [1] Клетка содержит прямую апикальную бороздку, а различия в апикальных бороздках (акробазах) часто используются для различения видов. [5] Текальные пластинки отсутствуют. [6] Тело клетки можно разделить на эписому и гипосому, как и у других динофлагеллят. [6] В поясной извилине и борозде присутствуют два разных жгутика, которые участвуют в передвижении. [6] Цитоплазма содержит множество желто-зеленых хлоропластов. [7] Пластида Карении особенно примечательна, поскольку она является продуктом третичного эндосимбиоза путем поглощения гаптофита. [7] Следовательно, у них отсутствует типичный пигмент динофлагеллят перидинин, и они имеют пластиду с пигментами хлорофиллами a + c и 19'-гексаноилоксифукоксантином, обычно гаптофитными пигментами. [7] Ядро также находится в клетке, и его расположение и форма позволяют различать виды. [5]

Среда обитания и экология

Карения встречается по всему миру как в океанических, так и в прибрежных водах. [2] Его численность относительно спорадична, но летом или осенью он может образовывать обильное цветение, что может иметь серьезные экологические и экономические последствия. [8] Эти цветения обычно называют вредоносным цветением водорослей (ВЦВ), но иногда их также называют красными приливами. [2] Карения, как известно, делится очень медленно, но способна образовывать плотные цветки, вероятно, из-за своей способности быстро плавать, что, вероятно, обеспечивает им доступ к более высоким концентрациям питательных веществ. [2] Многие из этих цветов состоят из более чем одного типа каренийских видов. [1] Причина цветения до сих пор плохо изучена. [8]

Когда происходит большое цветение, ресурсы становятся ограниченными, а это означает усиление конкуренции за пространство и солнечный свет между несколькими морскими организмами — когда род Karenia начинает умирать, они выделяют свои нейротоксины , которые могут убить рыбу и другие организмы. [8] Густое цветение также может стать причиной гибели животных из-за аноксии. [8] Karenia brevis также вызывает страдания у людей в виде нейротоксического отравления моллюсками (NSP), которое биомагнируется вверх по пищевой цепи. [2] Виды Karenia производят множество токсинов, причем многие из них, вероятно, производят более одного. [2]

Карении в первую очередь считаются автотрофными организмами, но было обнаружено, что некоторые из них являются миксотрофными, поскольку они также могут поглощать микробы. [2]

Было также замечено, что микробы способны атаковать виды Карении , хотя их роль в динамике популяций недостаточно изучена. [1]

Биология

Жизненный цикл

Хотя род Karenia состоит из 12 описанных видов, большая часть исследований жизненного цикла была проведена у Karenia brevis , о чем и пойдет речь здесь. Карения следуют типичному жизненному циклу динофлагеллят с подвижной гаплоидной бесполой клеткой с регулярными митотическими делениями. [1] Такое бинарное деление происходит примерно раз в 2–10 дней, а деление происходит преимущественно ночью (Брэнд и др., 2012). [1] Иногда они производят диплоидные планозиготы (подвижные зиготы), что означает, что они способны к половому размножению. [1] Было замечено, что они участвуют в процессе конъюгации, типе одноклеточного полового размножения. [1] Они могут перейти на стадию гипнозиготной кисты, которая часто представляет собой толстостенную покоящуюся кисту, возникающую в результате полового слияния. [1] Это происходит, когда условия окружающей среды неблагоприятны и позволяют ему находиться в состоянии покоя и распространяться, вызывая цветение водорослей в других местах. [1]

Генетика

Карении , как и все организмы группы динофлагеллят, характерны уникальный постоянно конденсированный хроматин , лишенный нуклеосом и гистонов . [9] Менее плотно упакованные петли ДНК состоят из активно транскрибируемой ДНК. [8] Гаплоидный геном велик (приблизительно в 30 раз больше человеческого) и обычно содержит большое количество повторяющейся некодирующей ДНК . [9] Они также описывают уникальный митоз , при котором ядерная оболочка остается неповрежденной, а митотическое веретено имеет дополнительные ядерные микротрубочки, которые проходят через ядро ​​через цитоплазматические каналы. [9]

Размер генома Karenia brevis оценивается примерно в 1 x 10^11 пар оснований, хотя геном не был секвенирован ни у одного представителя этого рода. [8]

Токсичность

Карения хорошо известна своими токсичными цветами, которые убивают рыбу, морские организмы и других животных. Эти цветения, также называемые красными приливами, наносят огромный экологический и экономический ущерб. Причины такого вредного цветения водорослей до сих пор плохо изучены. [1]

Karenia brevis имеет особое значение для человека, поскольку она также может вызывать нейротоксическое отравление моллюсками (NSP) и респираторный дистресс из-за накопления токсинов в тканях. [1] Эти токсины поглощаются моллюсками без каких-либо вредных последствий, но они причиняют вред людям, которые глотают моллюсков. [1] Дистресс вызван нейротоксинами, называемыми бреветоксинами . [10] Бреветоксины растворимы в жирах и способны к биомагнификации по пищевой цепи. [10] Они работают, активируя чувствительные к напряжению натриевые каналы и заставляя их оставаться открытыми в течение длительного времени, что приводит к неконтролируемой деполяризации нервной мембраны. [10] Это приводит к постоянному возбуждению нейронов. [10] Смертельных случаев в связи с применением бреветоксина не зарегистрировано, но были отмечены серьезные последствия, такие как тошнота, рвота и невнятная речь. [10]

Рекомендации

  1. ^ abcdefghijklmnopqrstu v Брэнд, Ларри Э.; Кэмпбелл, Лиза; Бреснан, Эйлин (2012). «Карения: биология и экология токсичного рода». Вредные водоросли . 14 : 156–178. дои : 10.1016/j.hal.2011.10.020. ПМЦ  9891709 . ПМИД  36733478.
  2. ^ abcdefg Брэнд, Ларри Э.; Комптон, Анджела (2007). «Долгосрочное увеличение численности Karenia brevis вдоль юго-западного побережья Флориды». Вредные водоросли . 6 (2): 232–252. дои : 10.1016/j.hal.2006.08.005. ПМК 2330169 . ПМИД  18437245. 
  3. ^ Ода, М (1935). «Красный прилив Gymnodinium mikimotoi nsp. (MS.) и эффект изменения сульфата меди для предотвращения его роста». Добуцугаку Засси, Зоологическое общество Японии .
  4. ^ Дэвис, CC (1948). «Gymnodinium brevis sp. nov., причина обесцвечивания воды и смертности животных в Мексиканском заливе». Ботанический вестник . 109 (3): 358–360. дои : 10.1086/335488. JSTOR  2472837. S2CID  84823699.
  5. ^ Аб Ян, ЗБ (2000). « Karenia digitata sp. nov. (Gymnodiniales, Dinophyceae), новый вредный вид цветения водорослей из прибрежных вод западной Японии и Гонконга». Психология . 39 (6): 463–470. Бибкод : 2000Phyco..39..463Y. дои : 10.2216/i0031-8884-39-6-463.1. S2CID  85603177.
  6. ^ abc Хейвуд, Эллисон Дж.; Штайдингер, Карен А.; Труби, Эрнест В.; Бергквист, Патрисия Р.; Бергквист, Питер Л.; Адамсон, Джанет; Маккензи, Линкольн (1 февраля 2004 г.). «Сравнительная морфология и молекулярно-филогенетический анализ трех новых видов рода Karenia (Dinophyceae) из Новой Зеландии». Журнал психологии . 40 (1): 165–179. Бибкод : 2004JPcgy..40..165H. дои : 10.1111/j.0022-3646.2004.02-149.x. ISSN  1529-8817. S2CID  83753181.
  7. ^ abc Габриэльсен, ТМ (2011). «Эволюция генома третичной пластиды динофлагеллят». ПЛОС ОДИН . 6 (4): e19132. Бибкод : 2011PLoSO...619132G. дои : 10.1371/journal.pone.0019132 . ПМЦ 3082547 . ПМИД  21541332. 
  8. ^ abcdef Варго, Габриэль А. (2009). «Краткое изложение физиологии и экологии красных приливов Карении Бревис- Дэвис (Г. Хансен и Моэструп, ноябрь) на шельфе Западной Флориды, а также гипотез, выдвинутых для их возникновения, роста, поддержания и прекращения». Вредные водоросли . 8 (4): 573–584. дои : 10.1016/j.hal.2008.11.002.
  9. ^ abc «Почему последовательность Карения Бревис» . 7 ноября 2013 г.
  10. ^ abcde Наар, Джером; Бурделе, Андреа; Томас, Кармело; Кубанек, Юлия; Уитни, Филип Л.; Флюэллинг, Линн; Штайдингер, Карен; Ланкастер, Джонни; Баден, Дэниел Г. (2002). «Конкурентный ИФА для обнаружения бреветоксинов Karenia brevis (ранее Gymnodinium breve) в морской воде, моллюсках и жидкостях организма млекопитающих». Перспективы гигиены окружающей среды . 110 (2): 179–185. дои : 10.1289/ehp.02110179. ПМК 1240733 . ПМИД  11836147. 

дальнейшее чтение