حقيقيات النوى الصغيرة

الكائنات حقيقية النواة النانوية هي كائنات حقيقية النواة تعيش في العوالق النانوية، ويبلغ حجمها 3.0 ميكرومتر أو أقل. تنتشر هذه الكائنات في جميع أنحاء النظم البيئية البحرية والمياه العذبة في العالم ، وتُشكل مساهمة كبيرة في المجتمعات ذاتية التغذية . على الرغم من أن البادئة "بيكو" في النظام الدولي للوحدات قد توحي بكائن حي أصغر من الحجم الذري ، إلا أن هذا المصطلح استُخدم على الأرجح لتجنب الخلط مع التصنيفات الحجمية الحالية للعوالق .
صفات
بنية الخلية
يمكن أن تكون الكائنات حقيقية النواة متناهية الصغر ذاتية التغذية أو غيرية التغذية ، وعادةً ما تحتوي على عدد قليل من العضيات . على سبيل المثال، يحتوي طحلب Ostreococcus tauri ، وهو كائن حقيقي النواة متناهي الصغر ذاتي التغذية ينتمي إلى فئة Mamiellophyceae ، على نواة واحدة وميتوكوندريا واحدة وبلاستيدة خضراء واحدة فقط ، مُرتبة بإحكام داخل غشاء خلوي . وبالمثل، تحتوي الكائنات من فئة Bicosoecida غيرية التغذية على ميتوكوندريا واحدة وفجوة غذائية واحدة ونواة واحدة. [ 1 ]
التوزيعات
توجد هذه الكائنات الحية في جميع طبقات المياه. تقتصر الكائنات حقيقية النواة ذاتية التغذية متناهية الصغر على الطبقة العليا التي يتراوح عمقها بين 100 و200 متر (الطبقة التي تستقبل الضوء)، وتتميز عادةً بوجود ذروة حادة في عدد الخلايا بالقرب من طبقة الكلوروفيل القصوى العميقة (DCML) [ 2 ] ، ثم تنخفض بشكل ملحوظ في الأعماق الأعمق. [ 3 ] توجد المجموعات غيرية التغذية في أعماق أكبر، فعلى سبيل المثال، في المحيط الهادئ ، وُجدت بالقرب من الفتحات الحرارية المائية على أعماق تصل إلى 2000-2550 مترًا. توجد بعض السلالات غيرية التغذية، دون طبقات، على جميع الأعماق من السطح وصولًا إلى 3000 متر. [ 1 ] تُظهر هذه السلالات تنوعًا وراثيًا عاليًا [ 4 ] [ 5 ] وتفاوتًا كبيرًا في تركيز الخلايا الكلي، حيث يتراوح من 10⁷ إلى 10⁵ خلية / لتر . [ 3 ]
تنوع
تُعدّ الكائنات حقيقية النواة ذاتية التغذية متناهية الصغر، الشائعة في الطبيعة، أعضاءً في مجموعات مثل الطحالب الخضراء ( Prasinophyceae ) [ 6 ] والطحالب الخضراء (Haptophyceae ) [ 4 ] [ 7 ] . على الرغم من صغر حجمها، فقد وُجد أن هذه الكائنات تُساهم بأكثر من 10% من إجمالي الإنتاجية الأولية الصافية العالمية للمسطحات المائية [ 8 ] . ورغم أنها أقل وفرةً بكثير من العوالق النباتية الضوئية متناهية الصغر ، فقد ثبت أنها لا تقل أهميةً عنها من حيث الكتلة الحيوية والإنتاج الأولي [ 9 ] . في البيئات قليلة المغذيات ، مثل محطة ألوها ، يعتقد الباحثون أن حوالي 80% من الكتلة الحيوية للكلوروفيل ألفا تعود إلى خلايا في نطاق حجم البيكو . [ 2 ] ومن المعروف الآن أن حقيقيات النوى متناهية الصغر تُشكل جزءًا كبيرًا من الكتلة الحيوية والإنتاجية في هذه الفئة الحجمية في بيئات المحيطات المفتوحة [ 7 ] ، وحتى في الكربون المُصدَّر في ظاهرة ازدهار شمال الأطلسي. [ 10 ] تشير تحليلات تسلسل الحمض النووي الريبوزي إلى أن حقيقيات النوى متناهية الصغر المحيطية غيرية التغذية تنتمي إلى سلالات مثل الألفيولاتا ، والسترامينوبيلات ، والكوكوفلاجيلات ، والأكانثاريا . [ 5 ] في هذه السلالات، لا تزال العديد من المجموعات تفتقر إلى ممثلين مُستزرعين. وقد أثبتت تجارب الرعي أن حقيقيات النوى متناهية الصغر الجديدة من السترامينوبيلات تتغذى على البكتيريا. [ 4 ]
علم البيئة
بما أن حجم هذه الكائنات الحية يحدد كيفية تفاعلها مع بيئتها، فليس من المستغرب أنها لا تُعرف بتكوين تجمعات عضوية غاطسة ذات أهمية. [ 11 ] ويصعب تقييم مساهمتها في دورة الكربون لصعوبة فصلها بتقنيات مثل الترشيح. [ 12 ] وقد أظهرت تجارب التهجين الموضعي الفلوري (FISH) الحديثة أن حقيقيات النوى متناهية الصغر وفيرة نسبيًا في أعماق البحار . [1] ويشير تحسن دقة تقنيات FISH إلى سهولة دراستها والكشف عنها. [ 13 ] بالإضافة إلى ذلك ، أثبت تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي (qPCR) فعاليته في تحديد وقياس الأنواع المختلفة، مثل أنواع Bathycoccus المحيطية والساحلية [ 14 ] و Ostreococcus . [ 15 ] كما أظهرت الأبحاث وجود ارتباط قوي بين حقيقيات النوى متناهية الصغر وتركيزات الكلوروفيل في كل من الخزانات ذاتية التغذية المتوسطة والخزانات شديدة التغذية. [ 16 ] علاوة على ذلك، تشير تجارب إثراء النيتروجين إلى أن حقيقيات النوى متناهية الصغر تتمتع بميزة على الخلايا الأكبر حجمًا فيما يتعلق بالحصول على العناصر الغذائية نظرًا لمساحة سطحها الكبيرة لكل وحدة حجم. وقد أظهرت فعالية أكبر في امتصاص الفوتونات والعناصر الغذائية من البيئات الفقيرة بالموارد. [ 8 ]
الخصائص البيولوجية
تتعرض الكائنات حقيقية النواة النانوية الضوئية، شأنها شأن الأنواع العوالقية الأخرى في المنطقة الضوئية للمحيط، لتغيرات الضوء خلال الدورة اليومية، وذلك نتيجةً للإزاحة الرأسية في الطبقة المختلطة من عمود الماء. ولديها تفاعلات بيولوجية متخصصة تساعدها على التعامل مع الكثافة الضوئية العالية، مثل دورة الزانثوفيل . [ 17 ] مع ذلك، توجد أيضًا أنواع عديدة من الكائنات حقيقية النواة النانوية غير الضوئية التي تمتد إلى أعماق المحيط، والتي لا تمتلك هذه المسارات الكيميائية الحيوية. [ 18 ]
انظر أيضاً
ملحوظات
- موريرا ، د .؛ لوبيز-غارسيا، ب. (2002). "البيئة الجزيئية للكائنات حقيقية النواة الميكروبية تكشف عالمًا خفيًا". اتجاهات في علم الأحياء الدقيقة . 10 (1): 31-38 . doi : 10.1016/S0966-842X(01)02257-0 . PMID 11755083 .
- ١ ٢ كامبل، ليزا ودانيال فولوت. بنية مجتمع العوالق النانوية الضوئية في شمال المحيط الهادئ شبه الاستوائي بالقرب من هاواي (محطة ألوها). مؤرشف في ٢٠ مايو ٢٠١١ في أرشيف الإنترنت . أبحاث أعماق البحار، الجزء الأول، المجلد ٤٠، العدد ١٠، الصفحات ٢٠٤٣-٢٠٦٠ (١٩٩٣). تم الاطلاع عليه في ٣٠ أبريل ٢٠٠٨.
- 1 2 هول، جيه إيه وفينسنت، دبليو إف. البنية الرأسية والأفقية في مجتمعات العوالق النانوية لنظام تيارات صاعدة ساحلية. علم الأحياء البحرية 106، 465-471 (1990). تاريخ الوصول: 30 أبريل 2008.
- 1 2 3 ماسانا، ر. وآخرون. الكشف عن الكائنات الحية وراء تسلسلات الحمض النووي الريبوزي حقيقي النواة الجديدة من المحيط. علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي، 4554-4558 (2002). تاريخ الوصول: 30 أبريل 2008
- 1 2 مون-فان دير ستاي، إس. وآخرون. تسلسلات الحمض النووي الريبوزي 18S المحيطي من العوالق النانوية تكشف عن تنوع حقيقيات النوى غير المتوقع. نيتشر 409، 607-610 (2001). تم الاطلاع عليه في 30 أبريل 2008.
- ↑ ووردن، أ.ز. (2006). "تنوع حقيقيات النوى متناهية الصغر في المياه الساحلية للمحيط الهادئ" . علم البيئة الميكروبية المائية . 43 (2): 165-175 . doi : 10.3354/ame043165 .
- 1 2 كوفيلير إم إل، وآخرون (2010). "علم الجينوم البيئي المستهدف وعلم بيئة العوالق النباتية حقيقية النواة غير المستزرعة ذات الأهمية العالمية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 107 (33): 14679-84 . Bibcode : 2010PNAS..10714679C . doi : 10.1073/pnas.1001665107 . PMC 2930470. PMID 20668244 .
- 1 2 فويلاند، إي. وآخرون. إنتاجية ونمو مجموعة طبيعية من أصغر حقيقيات النوى الحرة المعيشة في ظل نقص النيتروجين وكفايته. علم البيئة الميكروبية 48، 103-110 (2004). تاريخ الوصول: 30 أبريل 2008.
- ↑ ووردن، أ.ز.، نولان، ج.ك.، بالينيك، ب. (2004). "تقييم ديناميكيات وبيئة العوالق النباتية النانوية البحرية: أهمية المكون حقيقي النواة" . علم البحيرات والمحيطات . 49 (1): 168-179 . Bibcode : 2004LimOc..49..168W . CiteSeerX : 10.1.1.527.5206 . doi : 10.4319/lo.2004.49.1.0168 . S2CID : 86571162 .
- ↑ أوماند، م.م.؛ داسارو، إ.أ.؛ لي، س.م.؛ بيري، م.ج.؛ بريغز، ن.؛ سيتيني، إ.؛ ماهاديفان، أ. (2015). "تصدير الكربون العضوي الجزيئي من ازدهار الربيع بفعل الانغراز المدفوع بالدوامات" . مجلة ساينس . 348 (6231): 222-225 . Bibcode : 2015Sci...348..222O . doi : 10.1126/science.1260062 . PMID 25814062 .
- ↑ وايت، أنيا م.؛ صافي، كارل أ.؛ هول، جولي أ.؛ نودر، سكوت د. (2000). "الترسيب الجماعي للعوالق النانوية المدمجة في التجمعات العضوية" . علم البحيرات والمحيطات . 45 (1): 87-97 . Bibcode : 2000LimOc..45...87W . doi : 10.4319/lo.2000.45.1.0087 . JSTOR 2670791 .
- ↑ ووردن، إيه زد وآخرون (2004). تقييم ديناميكيات وبيئة العوالق النباتية البحرية متناهية الصغر: أهمية المكون حقيقي النواة. علم البحيرات والمحيطات 49 : 168-79.
- ↑ بيغالا، آي سي وآخرون. التقييم الكمي للكائنات حقيقية النواة متناهية الصغر في البيئة الطبيعية باستخدام مجسات قليلة النوكليوتيدات خاصة بالتصنيف بالاقتران مع تضخيم إشارة التيراميد - التهجين الموضعي الفلوري وقياس التدفق الخلوي. علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي، 5519-5529 (2003). تاريخ الوصول: 30 أبريل 2008.
- ↑ ليماردو، ألكسندر جيه؛ سوديك، سيباستيان؛ تشوي، تشانغ جاي؛ بوارييه، كاميل؛ ري، يوشيمي إم؛ بلوم، مارغريت؛ روث، روبين؛ غودينوف، أورسولا؛ تشيرش، ماثيو جيه؛ ووردن، ألكسندرا زد. (2017). "الجغرافيا الحيوية الكمية للبيكوبراسينوفيتات تحدد توزيعات الأنماط البيئية ومساهماتها الهامة في العوالق النباتية البحرية" . علم الأحياء الدقيقة البيئية . 19 (8): 3219-3234 . Bibcode : 2017EnvMi..19.3219L . doi : 10.1111/1462-2920.13812 . PMID 28585420 .
- ↑ ديمير-هيلتون، إليف؛ سوديك، سيباستيان؛ كوفيليه، ماري ل.؛ جنتيمان، شيل ل.؛ زهر، جوناثان ب.؛ ووردن، ألكسندرا ز. (2011). "أنماط التوزيع العالمي لسلالات متميزة من الكائن الضوئي حقيقي النواة Ostreococcus" . مجلة ISME . 5 (7): 1095-1107 . Bibcode : 2011ISMEJ...5.1095D . doi : 10.1038 / ismej.2010.209 . PMC 3146286. PMID 21289652 .
- ↑ وانغ، باولي وآخرون. توزيع العوالق النباتية الدقيقة في فصل الخريف وعلاقته بالعوامل البيئية في الخزانات على طول نهر ووجيانغ في مقاطعة قويتشو، جنوب غرب الصين. مجلة هيدروبيولوجيا 598: 35-45 (2008). تاريخ الوصول: 30 أبريل 2008.
- ↑ ديمير، سيلين، وآخرون. الخصائص الفيزيولوجية الضوئية للكائن الحي الدقيق حقيقي النواة البحري بيكوكلوروم آر سي سي 237 (تريبوكسيوفيسيا، كلوروفيتا). مجلة علم الطحالب 43، 275-283 (2007). تاريخ الوصول: 30 أبريل 2008.
- ↑ نوت، فابريس؛ جاوسلينج، رودولف؛ عزام، فاروق؛ هايدلبرج، جون ف.؛ ووردن، ألكسندرا ز. (2007). "التوزيع الرأسي لتنوع حقيقيات النوى متناهية الصغر في بحر سارجاسو". علم الأحياء الدقيقة البيئية . 9 (5): 1233-1252 . Bibcode : 2007EnvMi...9.1233N . doi : 10.1111/j.1462-2920.2007.01247.x . PMID 17472637 .
روابط خارجية
- موقع MicrobeWiki هو موقع على ويكي علم الأحياء تديره كلية كينيون
- حقيقيات النوى المجهرية
- علم المحيطات البيولوجي
- علم العوالق
- علم البيئة المائية
