Symbiodinium
Symbiodinium Celule Symbiodinium văzute la microscopCamp | Eukaryota |
---|---|
Sub-domnie | Biciliata |
Infra-regat | Alveolata |
Ramură | Myzozoa |
Clasă | Dinophyceae |
Ordin | suedez |
Familie | Symbiodiniaceae |
Zooxanthellae ( „animal galben“ în limba greacă ), sau pur și simplu xanthelle ( „galben“ în limba greacă, alge din genul Symbiodinium ) este o alga unicelulare, care poate trăi în simbioză cu corali , dar , de asemenea , cu scoici , și că , cu multe specii de scyphozoan meduze , cum ar fi genul Cassiopea sau Cotylorhiza , de exemplu, și la alte animale marine ( Hydrozoans , echinodermele , radiolari , ciliate , demosponges , actinias, etc.). În straturile de suprafață ale mării calde, lipsite de baza lanțului alimentar marin care este planctonul , zooxanthelele se dezvoltă prin absorbția dioxidului de carbon eliberat de corali (sau de către un alt animal gazdă) și, în schimb, furnizează diferiți nutrienți gazdei lor.
In corali greu construirea recif (Scleractinians sau Madreporaria) și în anumite Actinians, Corallimorphaires, Zoanthaires și Octocoralliaries ( Alcyonacea și Gorgonacea ) La endoderm de polipi conține, fără excepție, alge unicelulare.
Aceste alge sunt dinoflagelate maronii aurii din genul Symbiodinium . Ele sunt de obicei maro, culoarea cea mai potrivită pentru a absorbi lumina albastră. Zooxanthelele, care trăiesc în simbioză cu corali (precum și cu alte nevertebrate), joacă un rol foarte important în metabolismul animalului. Această asociere între alge și corali constituie o adevărată simbioză deoarece asociația beneficiază ambii parteneri. Astfel, metabolismele gazdei ( coralului ) și ale simbiontului (algelor) interferează puternic.
La corali, zooxanthelele sunt localizate în endoderm și sunt intracelulare. Sunt deja prezenți în ou chiar după fertilizare, în ectodermul planulei pe care îl lasă pentru a ajunge la endoderm când larva s-a fixat. Acestea se înmulțesc prin fisiparitate la adulți și sunt prezente în toate straturile celulelor endodermice, dar mai abundente în discul oral, tentacule și coenosarh (zone mai expuse la lumină). Această biomasă vegetală stocată de polipi variază în funcție de specie și poate ajunge la 45 până la 60% din biomasa proteică a coralului. Densitatea zooxanthelelor și distribuția lor în țesuturi depind de fiziologia polipului, de condițiile de iluminare și de temperatura apei. Lipsa luminii duce la o mai mare dispersie a zooxanthelelor și la o scădere a numărului acestora. În schimb, prea multă lumină sau o creștere a temperaturii apei poate duce la o abundență mare de zooxanteli. Coralii sunt capabili să se aclimatizeze la mediul lor prin reglarea genetică a numărului lor de zooxanteli. Această adaptare este controlată genetic de răspunsuri moleculare adaptive. Aceasta este cheia rezistenței lor la încălzirea globală și acest subiect face obiectul multor cercetări.
În condiții proaste, polipii sunt stresați, ceea ce declanșează sistemul lor imunitar. Dacă acest stres este prea mare sau durează prea mult, polipii resping zooxantelele degenerate: coralii devin albi . Această situație este posibil reversibilă dacă condițiile devin din nou favorabile.
La fel ca toate plantele fotosintetice, zooxanthelele conțin pigmenți precum clorofilele a și c , carotenoizi . Acești pigmenți sunt moleculele responsabile de fotosinteză .
Având mai mulți pigmenți diferiți, zooxanthelele se pot adapta la diferite condiții de iluminare în ceea ce privește calitatea și cantitatea, indiferent de adâncime. Această celebră fotosinteză care poate fi rezumată pur și simplu la fabricarea compușilor de carbon complexi din apă și dioxid de carbon sub acțiunea energetică a luminii nu este lipsită de influență asupra metabolismului gazdei care adăpostește algele. Astfel, schimburile respiratorii, metabolismul general, precum și procesul de calcificare sunt strâns legate de metabolismul zooxanthelelor.
De asemenea, coralii sintetizează substanțe toxice. Se crede că aceste substanțe le protejează de prădători și chiar de infecții bacteriene. Printre aceste substanțe găsim chinoneiminele, viu colorate, precum ascididemina, calliactina, kuanoniamina, care în prezent fac obiectul testelor preclinice ca medicamente anti-cancer. Se crede că zooxanthelele participă parțial sau chiar total la sinteza acestor substanțe.
Unul din produsele secundare ale fotosintezei este dioxigenul și acesta se poate difuza din algă în citoplasma celulelor polipului, constituind astfel o contribuție deloc neglijabilă pentru respirația polipului.
În timpul zilei, polipul absoarbe dioxigenul din apa de mare și primește în plus pe cel produs de zooxanteli, în timp ce noaptea poate fi utilizat doar dioxigenul din apa de mare, deoarece fotosinteza este oprită. Aceasta implică difuzia gazelor pe membrana zooxanthelelor.
Per ansamblu, în timpul zilei există un echilibru respirator pozitiv, adică producția de oxigen din asociația coral-zooxanthellae este mai mare decât consumul. În general, consumul de oxigen este mare, dar variază de la o specie la alta. De exemplu, Acropora sunt consumatori grei, ceea ce explică rezistența lor scăzută la creșterea temperaturii, determinând scăderea concentrației de oxigen dizolvat.
Fotosintetizarea Zooxanthellae și zooxanthelele care trăiesc simbiotic par să aibă o performanță fotosintetică la fel de bună ca și cele care trăiesc libere. Pe lângă producția de dioxigen, zooxanthelele produc alte molecule care vor fi benefice pentru polipi: glicerol , glucoză , aminoacizi , peptide etc.
Aceste molecule, pentru a fi utilizate de polipi, trebuie să traverseze în mod imperativ membrana algelor pentru a ajunge în citoplasma celulelor polipului. Transferul este favorizat de enzimele digestive secretate de corali, care fac pereții celulari ai algelor permeabili la metaboliți. Prezența enzimelor sale sugerează că ar fi posibil ca coralii să controleze fluxul de substanțe nutritive către zooxanteli. Compușii produși de zooxanteli sunt folosiți pe scară largă de polip pentru propriul său metabolism al carbohidraților , proteinelor și lipidelor . În cele din urmă, algele simbiotice pot fi considerate rezervorul de carbon organic al coralului. În plus, zooxanthelele sunt capabile să asimileze deșeurile rezultate din catabolismul coralilor și vor putea apoi transforma aceste deșeuri catabolice în compuși energetici precum aminoacizi și zaharuri (glucoză, glicerol etc.). Acești compuși vor fi apoi translocați în polip unde vor putea fi utilizați în catabolismul cnidarienilor. Zooxanthelele permit reciclarea deșeurilor azotate de la cnidari în compuși energetici, ceea ce permite coralilor să fie eficienți în apele oligotrofe.
Zooxanthelele contribuie, de asemenea, la stimularea calcificării coralilor. În cadrul recifelor de corali, coralii scleractinoși au un schelet de carbonat de calciu cristalizat sub formă de aragonit. Formarea carbonatului de calciu este mai mare atunci când există lumină și prezența zooxanthelelor. În plus, două produse importante ale fotosintezei acestor microalge, glicerina și oxigenul, permit o creștere puternică a acestei calcificări pentru corali albiți (care au expulzat zooxanteli), care își arată rolul important în acest proces. De asemenea, s-ar părea că zooxantelele fac posibilă modificarea compoziției mediului (pH și carbon anorganic) în care are loc calcificarea, pentru a o promova.
Deșeurile de azot și fosfor din corali sunt utilizate parțial de alge. S-a crezut mai întâi că dioxidul de carbon produs de respirația polipului a fost preluat de alge pentru fotosinteză, dar, de fapt, se pare mai degrabă că sursa de CO 2 utilizată de algă provine din bicarbonatele din apa de mare. au arătat clar că fosfații (compușii fosforului) sunt folosiți de zooxanteli pentru metabolismul proteinelor. În mod similar, la unele specii de corali, amoniacul (compusul azotat) este excretat cu o rată de zece ori mai mică în lumină decât în întuneric, indicând faptul că fotosinteza zooxanthelelor folosește amoniac. Nitriții, nitrații și aminoacizii pot fi folosiți și într-o măsură mai mică.
Studii recente au evidențiat, pe lângă marea diversitate a zooxanthelelor (inclusiv în cadrul aceleiași specii și al aceleiași populații de corali), existența altor tipuri de simbionți cu un rol încă slab înțeles, sporozoarele (filumul Apicomplexa ) numite coralicolid .
Conform AlgaeBase (14 iunie 2012) :
|
Conform Registrului mondial al speciilor marine (5 aprilie 2019) :
|
Conform Catalogului vieții (14 iunie 2012) :
|