פיטופלנקטון

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מקור השם מיוונית. פיטון- φυτόν - צמח. פלאנקטוס -πλαγκτός - לשוטט או לנוע.

     היצורים החיים בסביבה הימית מתחלקים לשלושה סוגים: הפלנקטון, יצורים הצפים במים, מרחפים עם הזרם, עם יכולת שחייה מוגבלת מאוד או לא קיימת; הנקטון, יצורים המסוגלים לשחות וכוללים בתוכם דגים, צבים, תמנונים, יונקים ימיים, וכו'; והבנטון, יצורים החיים על קרקעית הים. לפלנקטון חשיבות רבה בקביעת אופי החיים בסביבתם, כמזון וכמפרקי חומרים. החלוקה הבסיסית ביותר אותה אנו עושים היא לפיטופלנקטון, המבצעים פוטוסינתזה ועל כן הם יצרנים ראשוניים, וזואופלנקטון, הניזונים מהפיטופלנקטון.

     פיטופלנקטון הם צמחים קטנים, החיים במסת המים. יש יותר מ-4000 מינים. גודלם הוא בין חצי מיקרון לאלף מיקרון (1 מ"מ, ניתן לראות בעין). חשיבותם של הפיטופלנקטון במארג המזון הוא גדול. הם היצרנים הראשונים ותחתית שרשרת המזון. בתהליך הפוטוסינטזה הם משחררים חמצן לנשימה ומקבעים פחמן. הפיטופלנקטון לוקחים CO2 מהאוויר ובעיקר מהמים, בעזרתו הם בונים חומר אורגני/ביומסה. הם נאכלים על ידי דגים בשכבות העליונות, מה שמשחרר CO2 חזרה לאטמוספרה. חלק מהביומסה אינה ממוחזרת בשכבות העליונות, אלא שוקעת למטה. במעמקים, חלק מהביומסה עובר פירוק על ידי חיידקים, ושוב משתחרר CO2 שמומס במים. תרומת הפיטופלנקטון למערכת הביולוגית היא בעצם העברת חומר אורגני מהשכבות העליונות של הים למעמקים. הפיטופלנקטון משחקים תפקיד חשוב במחזור הפחמן, הנוטריאנטים ואספקת מזון לים העמוק בדרך זו.

הפיטופלנקטון נחלקים לשתי קבוצות עיקריות לפי גודל- פיקופלנקטון ונאנו פלנקטון.

פיקופלנקטון- יצורים קטנים מ-2 מיקרון, בדרך כלל חיידקים פוטוסינתטיים. קשה לראותם במיקרוסקופ רגיל. במשך שנים לא היה ידוע על קיומם והם התגלו באמצעות מיקרוסקופ אור שסורק בעזרת UV. היצורים הללו בולעים קרינת UV ופולטים אור בעל אורך גל ארוך יותר. ניתן לכמתם באמצעות מכשיר ה FACS המשתמש בלייזר ובתכונות פיזור, פלורסנציה ובליעה מפיגמנטים לזהות אוכלוסיות פלנקטון בגדלים קטנים מ-8 מיקרון.

נאנופלנקטון- יצורים שגודלם נע בין 2-20 מיקרון. אלו בעיקר אצות חד תאיות ששייכות לאאוקריוטים. אלו הם תאים גדולים בעלי אברונים. בין איברונים אלו ניתן למנות את הכלורופלסטים שאחראיים על הפוטוסינתזה. כמו כן, יש לתאים אלו גרעין תא.

קבוצות הפיטופלנקטון הדומיננטיות בים הן:

     ציאנובקטריה- פיטופלקנטון פרוקריוטיים. חשובים כיצרנים ראשוניים בים. נעים בגודל במגוון עצום (מהקטנים ביותר לגדולים ביותר מהפיטופלקטונים). זוהי צורת החיים העתיקה ביותר הידועה, עם רקורד
פוסילי של מעל 3.5 מיליארד שנים. מדובר בתאים פרוקריוטים, ולכן חסרי אברונים. באמצעות תהליך של אנדו סימביוזה, הם אחראיים להיווצרות כל האאוקריוטים. ניתן למצוא אותם כתאים בודדים או כשרשראות ארוכות. לעתים קרובות, שרשראות אלו חוברות יחד למחצלות גדולות, אשר יכולות להיות מחוברות אל הקרקע או לצוף במים. רוב הציאנו בקטריה חיים במים חמים יחסית, בים פתוח, שם אין הרבה נוטריינטים. הם יצרנים ראשוניים עיקריים במקומות בהם יש מחסור בנוטריאנטים, גודלם הזעיר ובהתאם יחס שטח פנים לנפח גדול נותן להם יתרון תחרותי בקליטת נוטריאנטים, ולכן חשובים במיוחד באוקיינוסים אוליגוטרופיים. הם היצור הראשון להשתמש במים כמקור לאלקטרונים בתהליך הפוטוסינתזה והיצורים הראשונים שעשו פוטוסינתזה אוקסיגנית, ועזרו להפוך את האטמוספרה למחמצנת. נציגים מקבוצת הציאנובקטריה כגון טריכודזמיום וקרוקוספירה מסוגלים להפוך חנקן אטמוספירי לחנקן אורגני ובכך מספקים לעצמם ולמארג המזון תוספת חנקן חיונית.


    

דיאטומיאות- קבוצת הפיטופלנקטון הגדולה ביותר, תוארו כ-2000 מינים. גודלם וריאבילי מאוד (2-1000 מיקרון, מננו-פלנקטון עד מיקרו-פלנקטון). ניתן למצוא אותם כמעט בכל סביבת חיים ימית ובעיקר באזורים רוויים בנוטריאנטים כגון איזורי Upwelling, בקווי רוחב גבוהים ואיזורים טורבולנטיים בים הפתוח. אין להם שום אמצעי תנועה, אלא תלויים לגמרי בזרמים. מה שמונע מהם לשקוע למטה זה קוצים בנויים מסיליקה (צורן) וכן הם מייצרים חומצות שומן בתוך גופם וכך שומרים על עצמם מפני שקיעה מהירה. פעמים רבות הם נצמדים בעזרת הקוצים לתאים אחרים בני מינם כדי ליצור שרשראות תאים ארוכות, שמוחזקות ביחד עם חוט של ריר או צורן. שלדם בנוי שתי קשוות העשויות סיליקה אופלינית, שבתוכן יושב התא. לפי הצורה מחלקים אותם למאורכים או מעוגלים (centric). הרוב פלגיים, אך יש מס' מינים בנטיים, הקשורים לקרקעית הים. ברקורד הפוסילי הם נשמרים בצורת סלעי צור ואופל. כאשר התאורה והתנאים הנוטריאנטיים מתאימים, כל הדיאטומיאות יכולות לפרוח ולהתרבות בקצב מהיר עד למספרים כבירים. זוהי הקבוצה החשובה ביותר באוקיינוסים מבחינת ייצור המזון. דיאטומיאה בודד עושה יותר מפי מליון פוטוסינתזה מחיידק פוטוסינתטי יחיד.


    דינופלגלטים- תוארו כ-1600 מינים. יותר גדולים מרוב הפיטופלנקטון (20-200 מיקרון, אך יש גם כאלה שניתן לראות בעין). בעלי שני שוטונים, שיכולים להיות בקצה התא, פולריים. קבוצה זו נקראת
desmophyceae. יש קבוצה נוספת בעלת שוטון אחד בקצה התא, ואחד סביב הגוף או באמצע הגוף, והם נקראים dinophyceae. השוטון בקצה אחראי לתזוזה קדימה, והשני מסובב את התא סביב צירו. שחייה זו היא מאוד מזערית. אצות אלו הם תאים בעלי מעטפת הבנויה מפלטות של חומר אורגני ולמרות זאת, השלדים שלהם משתמרים היטב ברקורד הפוסילי. זאת מכיוון ששלדם בנוי מרב סוכרים שלא מומס אפילו בחומצה פלואורית. מכיוון שהם גדולים יחסית, הם נראים בקלות בדגימות פלנקטון. לא כל היצורים בקבוצה זו מבצעים פוטוסינתזה, אלא חלקם יצורים הטרו טרופיים שמסוגלים לעכל מזון באופן ישיר. הדינופלגלטים הגדולים יותר נמצאים בעיקר בקרבת החוף, איפה שהטרמוקלינה רדודה יותר. את הדינופלגלטים הקטנים יותר נמצא במקומות בהם הטרמוקלינה עמוקה, רחוק מהחוף. כמו פיטופלנקטון אחרים, הם עוברים מחזורי פריחה כאשר הם נמצאים בשפע. פריחת הדינופלגלטים קורית לאחר שהדיאטומיאות כבר פרחו וגמרו את הנוטריינטים שהצטברו בים במשך החורף. בתהליך זה, האצות מפרישות חומרים רעילים רבי עוצמה שהורגים את כלל היצורים החיים במים. פריחה זו נותנת למים גוון אדמדם ולכן נקראת "גאות אדומה"- תופעה נפוצה מאוד בחופים בהם יש שפכים של ביוב וזיהום.


 
    קוקוליטופורידים- פיטופלנקטון אאוקריוטי . גודלם קטן (מתחת ל-20 מיקרון). תאים שמכוסים במגנים עשויים מקלציום קרבונט. לחלקם יכולת שחייה. ברקורד הפוסילי נשמרים רק הקוקוליטים שלא עוברים החלפה, שכן הם בנויים מקלצית. בגלל תפוצתם הרחבה וגודלם הקטן הם נהיו מאובן מנחה אשר בין היתר יכול לשמש כאינדיקציה לטמפרטורת ומליחות פני האוקיאנוס. הקוקוליטופורידים מתרבים באמצעות חלוקה תאית פשוטה ולעיתים נדירות באמצעות רבייה מינית. הם חסרי כלורופלסט, אך מבצעים פוטוסינתזה באמצעות ממברנה תילקואידית. הם נמצאים בעיקר קרוב לפני הים באזור הפוטי של האוקיאנוס באיזורים קרים . כמו שאר הפיטופלנקטונים הם עושים פוטוסינתזה. מעבר לכך, ייחודם בכך שהם יכולים להתקיים במים רווים 2CO. הקוקוליטופורידים מעורבים ביצירת עננים ובמחזור הגופרית בכך שהם משחררים DMS שיכול לשמש כ-CCN. בים יש שכבות ענקיות של יצורים אלו ששקעו ויוצרים מעין הרים סידניים.



פיטופלנקטון מהווים פחות מאחוז אחד מביומסת הצמחים, אבל אחראיים על כ- 45% מהיצרנות הראשונית.


נושא זה נחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים http://earth.huji.ac.il

כלים אישיים