Kokkoliitoforid (koccoliidid): mikroskoopilised kriidi tootjad ja fossiilid

Avasta kokkoliitoforid (koccoliidid): mikroskoopilised kriiditootjad ja fossiilid — nende roll mere setetes, geoloogias, biogeokeemias ja kliimamuutuste jälgimises.

Koccoliidid on mikroskoopilised plaadid, mis moodustavad kriidi. Neid valmistab üks tähtsamaid eukarüootseid fütoplanktonlasi. Tegemist on ainuraksete protistidega, mille täisnimetus on koksoliitofoorid või koksoliitofoorid. Kokkooliitide sfääriline skelett on koksosfäär.

Suur osa ülemise kriidiaja merepõhja kihtidest koosneb 95% kuni 99% ulatuses kokkooliitidest, kaltsiumkarbonaatplaatidest (CaCO3), mida koccolithophorid toodavad.

Esmakordselt uuris kokoliite Cristian Gottfried Ehrenberg (1795-1875), kes pidas neid anorgaanilisteks toodeteks. Need nimetas ja tunnistas elusorganismide poolt valmistatudeks Thomas Henry Huxley, kes mõistis, et need on peamine osa kivimitest, mida me nimetame kriidiks. Selle loo, kuidas tilluke rakk oma kokosfääri toodab, jutustab Westbroek:

"Väike kokkooliiti tekitav vetikas... on geoloogiline dünamiit, tohutu jõud, mis aitab juhtida tohutuid kaltsiumi- ja karbonaadivooge ookeani põhja poole".

Koccolithofoorid on süvamere setete karbonaatide peamine koostisosa. Atlandi ookeani kirdeosas moodustasid kokkooliidid viimase jääaja-interglaatsiaalse tsükli (jääaja) ajal 70-80% kogu karbonaadist, soojade perioodide ajal aga vähem jääaja ajal.

Esmakordselt on kokoliite nähtud triassiaja lõpus, 200 miljonit aastat tagasi. Huvitav on, et peaaegu samal ajal ilmub fossiilide registrisse ka teine pisikeste vetikate rühm, diatoomid. Kokkooliitide kõigi aegade tippaeg oli kriidiaja sooja sisemaa ja mandrilava merede ajal. Neil on endiselt suur ökoloogiline ja geoloogiline tähtsus.

Morfoloogia ja ehitus

Koccolithophorid on üherakulised haptophyte vetikad, kelle rakuvälise kesta moodustavad arvukad väikesed kaltsiumkarbonaadist plaadid ehk kokkooliidid. Need plaadid pole juhuslikud killud: neid toodetakse raku sees Golgi aparaatidest pärit vesiikulites ja paigutatakse täpselt ümber raku, et moodustada kaitsev koksosfäär. Kokkooliitide suurus on tavaliselt mõne mikromeetri suurusjärgus; kogu koksosfääri läbimõõt jääb sageli vahemikku ~3–30 µm, kuid võib olenevalt liigist erineda.

Elutsükkel ja tüübid

• Paljud liigid vaheldavad sugutut ja sugulist staadiumi; heterokokooliit ja holokokooliit tähistavad erinevaid kaltsifikatsioonistiile ja elujärku.
• Funktsionaalselt saavad koccolithophorid kiiresti paljuneda ning mõningatel tingimustel muutuvad nad rühmiti (blumi), mis võib pinnavee värvust ja optilisi omadusi tugevasti mõjutada.
• Tuntud liigid: näiteks Emiliania huxleyi ja Gephyrocapsa perekonnad, kusjuures E. huxleyi on tänapäeval laialt levinud ja tihti uuritud model-liigiks.

Ökoloogiline ja kliimiline roll

Koccolithophorid mängivad suurt rolli ookeani süsiniku- ja karbonaadiringes. Nad fototroofidena siduvad atmosfääri CO2 osaliselt orgaaniliseks aineks, samal ajal toodavad nad transporditavat CaCO3, mis kaltsifitseerituna langeb setetena merepõhja. See kaksikprotsess mõjutab süsiniku pikaajalist säilitamist ja ookeani happesust.

Mõned olulised mõjud:

• Suured bloomid võivad pritsida pindvett valkjaks ja muuta mere peegeldusvõimet (albedo).
• Koccolithophorid toodavad ka orgaanilisi ühendeid nagu dimetüülsulfonpropionaat (DMSP), mille lõhustumisel tekib dimetüülsulfaat (DMS) — see võib mõjutada pilvede moodustumist ja kliimat.
• Setete moodustumise kaudu annavad nad olulise panuse kivimite nagu kriit ja lubjakivi tekkele (näiteks Doveri valged pangad on osaliselt koccolithide pärand).

Fossiilne tähendus ja uurimismeetodid

Kokkolite fossiilide rikkalik esinemine võimaldab paleoökoloogiatel ja geoloogidel rekonstrueerida mineviku ookeanide seisundeid. Kokkooliitide liigiline koosseis, kontsentratsioon ja keemiline koostis (nt isotooopide ja elementide suhtarvud) annavad infot vee temperatuuride, toitainete olukorra ja süsiniku tsükli kohta minevikus.

Tähtsad uurimismeetodid hõlmavad mikroskoopiat (valgus- ja elektronmikroskoopia), keemilisi analüüse (stabiilsed isotoobid, trace-metallid) ja molekulaarse geneetika lähenemisi kaasaegsete populatsioonide uurimiseks. Satelliitandmed aitavad jälgida suuremaid blume ja nende levikut üle maailma.

Inimtegevuse mõju ja tulevik

Ookeani soojenemine, happesuse muutused ja toitainete kättesaadavus võivad mõjutada koccolithophoride levikut ja kaltsifikatsiooni. Mõned liigid võivad soodsate tingimuste korral levida kiirelt, samas kui suurenenud happesus takistab kaltsiumi karbonaadi sadestumist, mis võib vähendada koccolithide moodustumist. Seetõttu on koccolithophorid oluline indikaator nii bioloogiliste protsesside kui ka globaalsete kliimamuutuste jaoks.

Kokkuvõte

Koccolithophorid on väikesed, kuid geoloogiliselt ja ökoloogiliselt tähtsad organismid. Nad toodavad kaltsiumkarbonaadist plaate, mis kuhjuvad setetena ja moodustavad suures osas kriiti ning teisi karbonaatkivereid. Nende fossiilne ajalugu ulatub vähemalt triasiajast ja kriidiajal olid nad eriti olulised. Tänapäeval mõjutavad koccolithophorid ookeani keemiat, mereoptilisi omadusi ja süsiniku ringet ning nende reaktsioonid kliimamuutustele on aktiivse uurimise objektiks.

Emiliania huxleyi

Emiliania huxleyi (lühendatult Ehux) on üks tähtsamaid planktilisi vetikaid tänapäeval. See on maailma ookeanides kõige levinum kokkooliitfoor. Ta domineerib Atlandi ookeani kirdeosas, Vaikse ookeani kirdeosas ja Vahemere idaosas. Tema hiiglaslikke vetikapaljandeid on kerge näha satelliidipiltidel. See õitsemine algas ~80 000 ja 50 000 aastat tagasi ning tähistab nn Ehux Acme'i vööndi algust fossiilsetes andmetes.

Ehuxi esineb ainult suhteliselt noortes setetes ja see peab olema kujunenud üsna hiljuti. Ehuxi esmakordset esinemist setetes kasutatakse biostratigraafilise markerina. See ilmumine dateeriti ~270 000 aastat tagasi. Hiljem dateeris Weaver selle ~242-268 000 aastat tagasi.

Helesinine/roheline värvus on tingitud Emiliania huxleyi suurest kontsentratsioonist.

Küsimused ja vastused

K: Mis on kokkooliidid?

K: Kes uuris esimesena kokkooliite?

K: Kuidas tuvastati, et kokkooliidid on elusorganismide poolt valmistatud?

K: Kui suur osa kriidist koosneb kokoliididest?

K: Millal tekitas tilluke rakk oma esimese koksosfääri?

K: Milline teine tillukeste vetikate rühm teeb umbes sel ajal sissekande fossiilidesse?

K: Kui palju panustavad kokkooliidid Atlandi ookeani kirdeosas jääaja jooksul süvamere setetes karbonaatidesse?

Otsing