Noctiluca (N. scintillans) — bioluminestsentne mere dinoflagellaat
Noctiluca (N. scintillans) — bioluminestsentne mere dinoflagellaat: sädelev "piimamere" efekt, heterotroofne planktonipüüdja, endosümbiootid ja tsütoplasmaalsed stsintillonid.
Noctiluca, tavaliselt Noctiluca scintillans, on mere sädeluss. Tegemist on vabalt elava meres elava dinoflagellaadi liigiga.
See näitab häirimisel bioluminestsentsi: see tekitab "piimamere efekti". Bioluminestsents tekib selle ainuraksete protistide tsütoplasmas. See toimub luciferiini-lutsiferaasi reaktsiooni abil tuhandetes sfäärilistes organellides, mida nimetatakse stsintillonideks. Sugukonna Noctiluca mitte-luminestseerivatel populatsioonidel puuduvad need stsintilloonid.
Noctiluca on heterotroofne (mittefotosünteetiline), mis neelab fagotsütoosi teel. Nad söövad planktoni, diatoomi, teisi dinoflagellaate, kalamune ja baktereid. Diatoom Thalassiosira on teadaolevalt Noctiluca lemmiktoiduks.
N. scintillans võtab vastu ka pisikesi fütoplanktoneid, mis elavad endosümbiontidena. Nad teevad fotosünteesi oma suurema peremehe jaoks. Diatoomid leiduvad sageli Noctiluca vakuaarides (sisemised membraaniga seotud ladustamisruumid). Rohelised mittesöödavad sümbiondid võivad kasvada fotoautotroofselt põlvkondade kaupa.
Morfoloogia ja eluviis
Noctiluca on väga suur üksikrakk võrreldes enamikuga planktonitest: rakkude läbimõõt võib olla mõnesajast mikromeetrist kuni ligikaudu millimeetrini. Tüvestruktuuriks on suur vakuool, mille ümber paikneb õhuke tsütoplasma-kiht, kus asuvad organellid, toitunud osakesed ja stsintillonid (bioluminestsentsi organellid). Kuigi tegemist on dinoflagellaadiga, on Noctiluca heterotroofne ja toitumine toimub peamiselt fagotsütoosi teel — rakk ümbritseb ja neelab saaki.
Levik ja hooajalised õied
Noctiluca scintillans esineb maailmamerdes — rannikuvetes, lahtedes ja mõnikord ka avamere piirkondades. Bloom'id ehk vohamised tekivad tavaliselt soojemas vees, eriti koos toitaineterikkuse (nitraadid, fosfaat) või veevoolu tingimuste muutusega. Need vohamised võivad muuta vee värvuse (tuntud kui "punavee" või "red tide") või tekitada öösel bioluminestsentsi nähtusi, mis muudavad kaldavee helendavaks.
Ökoloogiline roll ja mõju keskkonnale
- Toidurõngas: Noctiluca osaleb mikroplanktoni toiduvõrgustikes — nad tarbivad nii taimi kui loomi ning ise on toiduks mõnele suuremale organismile.
- Bloom'id ja negatiivsed tagajärjed: Suured vohamised võivad põhjustada hapnikupuudust, sest lagunemisel tarbitakse vett hapnikku, mis võib põhjustada kalade ja teiste mereloomade hukkumist. Kuigi N. scintillans ei ole alati otseselt mürgine, võivad nende massilised õied muuta elutingimusi ja vähendada kalanduse saagikust.
- Võistlus teiste planktoniliikidega: Enamikul juhtudel suudavad suured Noctiluca populatsioonid tarbida või varjutada teisi planktoniliike, muutes kogu ökosüsteemi dünaamikat.
Bioluminestsents ja kaitsemehhanism
Bioluminestsents on toksiliselt neutraalne mehanism, mida kutsutakse sageli kaitseliseks vastusena mehaanilisele ärritusele (näiteks lainetuse, saakloomade või laevasõidu tõttu). Valgusreaktsioon toimub luciferin–lutsiferaasi reaktsiooni kaudu stsintillonides, seda nähtust võib kohata öösel rannikualadel ja lainete murdudes, tekitades silmapaistev "sädeluse".
Erinevad vormid: "punane" ja "roheline" Noctiluca
Populatsioonid võivad erineda: traditsiooniline "punane" vorm on peamiselt heterotroofne ja värvus tuleneb neelatud saagist, samas kui teatud populatsioonidel on sisemised fotoautotroofsed endosümbiondid, mis annavad neile rohelise tooni ning võimaldavad osalist fotosünteesi. Rohelised vormid suudavad tänu sümbiootilistele vetikatele toota osa vajalikust energiast, mis võib muuta nende ökoloogiat ja vohamise tingimusi.
Oluline teadus- ja majandusmõju
Uurijad jälgivad Noctiluca populatsioone, sest nende vohamised on head indikaatorid muutustest meres — eriti eutrofeerumisest ja kliimamuutustest. Majanduslikult võivad laialdased õied kahjustada kalandust ja turismi (õõvastavad vaated, lõhn ning kalade hukkumine). Seetõttu on tähtis jälgida toitainete sissevoolu rannikualadesse ja rakendada meetmeid eutrofeerumise vähendamiseks.
Huvitavad faktid
- Vaatlus: Bioluminestsentssetel päevadel on Noctiluca vohamisi imetlevad ja uurivad nii teadlased kui loodussõbrad — öösel rallivad lainelained äraheledavates randades erilise vaatemängu.
- Uuringud: Noctiluca on tähtis mudelorganism bioluminestsentsi ning planktoni ökoloogia uurimisel.
Kuigi Noctiluca scintillans on visuaalselt muljetavaldav ja teadusliku huvi objekt, tuleb meeles pidada, et selle vohamised võivad avaldada olulist mõju kohalikele meresüsteemidele ja majandusele. Parimad leevendusmeetmed hõlmavad reovee- ja põllumajandusarenduse paremat juhtimist ning rannikualade monitooringut.
Noctiluca scintillans' i bioluminestsentsi pikaajaline ekspositsioonipilt Zeebrugge'i jahisadamas Belgias.
Küsimused ja vastused
K: Mis on Noctiluca scintillans?
V: Noctiluca scintillans on vabalt elav meres elav dinoflagellati liik, mis häirimisel näitab bioluminestsentsi.
K: Kuidas tekitab Noctiluca scintillans bioluminestsentsi?
V: Noctiluca scintillans toodab bioluminestsentsi tsütoplasmas luciferiin-lutsiferaasi reaktsiooni kaudu tuhandetes sfäärilistes organellides, mida nimetatakse skintilloonideks.
K: Mis on piimamere efekt?
V: Piimamere efekt tekib siis, kui Noctiluca scintillans'i häiritakse ja selle tsütoplasmas toimuv bioluminestsentsreaktsioon tekitab merepinnal piimja välimuse.
K: Mida Noctiluca scintillans sööb?
V: Noctiluca scintillans on heterotroof, mis neelab oma toitu fagotsütoosi abil. Ta sööb planktoni, diatoomi, teisi dinoflagellaate, kalamune ja baktereid. Tema lemmiktoiduallikas on kimalas Thalassiosira.
Küsimus: Kas kõigil Noctiluca perekonna liikidel on sädelussid?
V: Ei, Noctiluca perekonna mitte-luminestseerivatel populatsioonidel puuduvad stintillonid.
K: Kas Noctiluca scintillans fotosünteesib?
V: Ei, Noctiluca scintillans on heterotroof ja ei fotosüntesta.
K: Kas Noctiluca scintillans'i sees elavad sümbiootilised organismid?
V: Jah, Noctiluca scintillans võtab endosümbiontidena elavaid pisikesi fütoplanktonikesi, kes teevad fotosünteesi oma suurema peremehe jaoks. Noctiluca vakuaarides leidub sageli diatoomi.
Otsige