Frustule

Una frústula es la pared celular dura y porosa o capa externa de las diatomeas . La frústula está compuesta casi exclusivamente de sílice , hecha a partir de ácido silícico , y está recubierta por una capa de sustancia orgánica, a la que se hacía referencia en la literatura temprana sobre diatomeas como pectina , una fibra que se encuentra más comúnmente en las paredes celulares de las plantas . ^{[1] [2]} Esta capa está compuesta en realidad por varios tipos de polisacáridos . ^[3]

La estructura de la frústula suele estar compuesta por dos secciones superpuestas conocidas como tecas (o, de forma menos formal, como valvas). La unión entre las dos tecas está sostenida por bandas de sílice (bandas de cintura) que las mantienen unidas. Esta superposición permite cierto espacio de expansión interna y es esencial durante el proceso de reproducción. La frústula también contiene muchos poros llamados areolas y hendiduras que proporcionan a la diatomea acceso al entorno externo para procesos como la eliminación de desechos y la secreción de mucílago .

El análisis microestructural de los frústulos muestra que los poros son de diversos tamaños, formas y volúmenes. La mayoría de los poros están abiertos y no contienen impurezas. Las dimensiones de los nanoporos están en el rango de 250 a 600 nm. ^{[4] [5] [6]}

Parte de una serie relacionada con
Biomineralización
General Tejidos mineralizados Remineralización Biocristalización Biointerfaz Biopelícula
Exoesqueletos (caparazones) Artrópodo exoesqueleto cutícula Concha de braquiópodo Concha de cefalópodo concha cirratada hueso de sepia gladius Lorica Lorica coanoflagelada caparazón protista coccosfera cocolito frústula de diatomea prueba de foraminíferos amebas testadas Concha estereotipo del equinodermo concha de molusco nácar caparazón de quitón gastropod shell small shelly fauna scaly-foot snail shell estuary shells Sponge spicule Test
Endoskeletons (bones) Vertebrate skeleton Bone mineral Ossification
Teeth, scales, tusks etc Limpet teeth Otolith otolithic membrane Scale microfossils Tusk
Calcification amorphous calcium carbonate marine biogenic calcification calcareous nannofossils Aragonite oolitic aragonite sand aragonite sea Calcite microbial calcite precipitation calcite sea Great Calcite Belt
Silicification biogenic silica siliceous ooze diatomaceous earth
Other forms Bone bed Kerogen alginite oil shale Phosphate phosphorite Pyrena
Related Mineral evolution In soil mineralization immobilization Ballast minerals Magnetofossil Magnetosome Magnetotactic bacteria Magnetoreception Microfossils engrailed gene Druse Cupriavidus metallidurans Biomineralising polychaetes Mineral nutrients Microbial mat Fossilization permineralization petrifaction Burgess Shale preservation
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v t e

Una frústula se compone generalmente de dos tecas de forma idéntica pero de tamaño ligeramente diferente. La teca, que es un poco más pequeña, tiene un borde que encaja ligeramente dentro del borde correspondiente de la teca más grande. Esta región superpuesta está reforzada con bandas de sílice y constituye una "junta de expansión" natural. La teca más grande suele considerarse "superior" y, por lo tanto, se denomina epiteca. La teca más pequeña suele considerarse "inferior" y, por lo tanto, se denomina hipoteca. ^[1] A medida que la diatomea se divide, cada hija conserva una teca de la frústula original y produce una nueva teca. Esto significa que una célula hija tiene el mismo tamaño que la progenitora (epiteca y nueva hipoteca), mientras que en la otra hija, la antigua hipoteca se convierte en la epiteca que, junto con una nueva hipoteca ligeramente más pequeña, forma una célula más pequeña.

Algunos géneros de diatomeas desarrollan crestas en la superficie interna de los frústulos que se extienden hacia la cavidad interna. Las crestas se denominan comúnmente Pseudoseptum con el plural pseudosepta . ^[7] En la familia Aulacoseiraceae , la cresta se llama más específicamente ringleist o ringleiste . ^[8]

Cuando las diatomeas mueren y su materia orgánica se descompone, las frústulas se hunden hasta el fondo del medio acuático. Este material remanente es diatomita o " tierra de diatomeas ", y se utiliza comercialmente como filtros, rellenos minerales, insecticidas mecánicos, en material de aislamiento, agentes antiaglomerantes, como abrasivo fino y otros usos. ^[9] También se están realizando investigaciones sobre el uso de las frústulas de diatomeas y sus propiedades para el campo de la óptica, junto con otras células, como las de las escamas de las mariposas. ^[2]

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A medida que la diatomea se prepara para separarse, pasa por varios procesos para iniciar la producción de una nueva hipoteca o una nueva epiteca. Una vez que cada célula está completamente separada, tienen una protección similar y la capacidad de continuar con la producción de frústulas. ^[10]

Una versión breve y extremadamente simplificada se puede explicar así: ^[10]

1. Después de la mitosis, se forman dos células hijas dentro de la célula madre y el núcleo de cada célula hija se mueve hacia el lado de la diatomea donde se formará la nueva hipoteca.
2. Entre el núcleo y la membrana plasmática se sitúa un centro de microtúbulos, encima del cual se colocará la nueva hipoteca.
3. Entre la membrana plasmática y el centro de los microtúbulos se forma una vesícula denominada vesícula de deposición de sílice. Esta forma el centro del patrón y la deposición de sílice puede continuar hacia afuera desde ese punto, formando una vesícula enorme a lo largo de un lado de la célula.
4. Se forma una nueva válvula dentro de la vesícula de deposición de sílice mediante el transporte dirigido de sílice, proteínas y polisacáridos. Después de la formación, la válvula se exocita mediante la fusión de la membrana de la vesícula de deposición de sílice (el silicalema) con la membrana plasmática.
5. Las células hijas se separan completamente y la cara interna del silicalema se convierte en la nueva membrana plasmática.
6. Después de la separación, las células hijas generan bandas de cintura, lo que les permite expandirse unidireccionalmente a lo largo del eje de división celular.

• Frustule en Britannica
• frústula de diatomeas en astrographics.com
• Geometría y patrones en la naturaleza 1: Explorando las formas de las frústulas de diatomeas con la Superfórmula de Johan Gielis, por Christina Brodie, Reino Unido

• Explorando el mundo en miniatura en microscopy-uk.org.uk
• Superelipse y superelipsoide: una primitiva geométrica para el diseño asistido por ordenador, por Paul Bourke, enero de 1990
• Superformas (Superformula) de Paul Bourke, marzo de 2002