Picoeucariota
Organismos eucariotas picoplanctónicos de 3,0 μm o menos de tamaño
Picoplancton fotosintético de las Islas Marquesas observado mediante microscopía de epifluorescencia (luz azul excitante). Los puntos fluorescentes anaranjados corresponden a la cianobacteria Synechococcus y los puntos fluorescentes rojos a las especies picoeucariotas.

Los picoeucariotas son organismos eucariotas picoplanctónicos de 3,0 μm o menos de tamaño. Se distribuyen por todos los ecosistemas marinos y de agua dulce del mundo y constituyen una contribución significativa a las comunidades autótrofas . Aunque el prefijo del SI pico- podría implicar un organismo de tamaño menor que el atómico , es probable que el término se haya utilizado para evitar confusiones con las clasificaciones de tamaño existentes del plancton .

Características

Parte de una serie sobre
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Temas relacionados

Estructura celular

Los picoeucariotas pueden ser autótrofos y heterótrofos , y por lo general contienen un número mínimo de orgánulos . Por ejemplo, Ostreococcus tauri , un picoeucariota autótrofo perteneciente a la clase Prasinophyceae , contiene solo el núcleo , una mitocondria y un cloroplasto , empaquetados firmemente dentro de una membrana celular . Los miembros de una clase heterótrofa, los Bicosoecida , de manera similar contienen solo dos mitocondrias, una vacuola alimenticia y un núcleo. [1]

Distribuciones

Estos organismos se encuentran en todas las columnas de agua. Los picoeucariotas autótrofos están restringidos a los 100–200 m superiores (la capa que recibe la luz) y a menudo se caracterizan por un máximo celular agudo cerca de la capa máxima de clorofila profunda (DCML) [2] y disminuyen significativamente por debajo. [3] Los grupos heterotróficos se encuentran a mayores profundidades y, por ejemplo, en el océano Pacífico , se han encontrado en las proximidades de los respiraderos hidrotermales a profundidades de hasta 2000–2550 m. Algunos linajes heterotróficos se encuentran, no estratificados, a todas las profundidades desde la superficie hasta los 3000 m. [1] Muestran una alta diversidad filogenética [4] [5] y una alta variabilidad en las concentraciones celulares globales, que van desde 10 7 a 10 5 litro −1 . [3]

Diversidad

Los picoeucariotas autótrofos que se encuentran comúnmente en la naturaleza son miembros de grupos como Prasinophyceae [6] (un tipo de alga verde ) y Haptophyceae . [4] [7] A pesar de su pequeño tamaño, se ha descubierto que estos organismos contribuyen con >10% de la productividad primaria neta acuática global total . [8] Aunque son mucho menos abundantes que el picoplancton fotosintético cianobacteriano , se ha demostrado que son tan importantes en términos de biomasa y producción primaria que las picocianobacterias . [9] En entornos más oligotróficos, como la Estación ALOHA , los investigadores creen que aproximadamente el 80% de la biomasa de clorofila α se debe a células en el rango de tamaño pico . [2] y ahora se sabe que los picoeucariotas constituyen una gran fracción de la biomasa y la productividad en esta fracción de tamaño en entornos de océano abierto [10] e incluso en el carbono exportado en el Bloom del Atlántico Norte. [11] El análisis de las secuencias de ADNr indica que los picoeucariotas oceánicos heterotróficos pertenecen a linajes como los Alveolata , los stramenopiles , los coanoflagelados y los Acantharea . [5] En estos linajes, muchos grupos aún no tienen representantes cultivados. Los experimentos de pastoreo han demostrado que los nuevos picoeucariotas stramenopiles son bacterívoros. [4]

Ecología

Dado que el tamaño de estos organismos determina cómo interactúan con su entorno, no es de sorprender que no se sepa que formen agregados orgánicos significativos que se hunden. [12] Su contribución al ciclo del carbono es difícil de evaluar porque son difíciles de separar mediante técnicas como la filtración. [13] Los experimentos recientes de hibridación in situ fluorescente (FISH) han demostrado que los picoeucariotas son bastante abundantes en las profundidades marinas . [1] La mayor resolución con el desarrollo de mejores técnicas de FISH indica que el estudio y la detección deberían ser más fáciles. [14] Además, la qPCR ha sido un enfoque valioso para delinear y cuantificar las diferentes especies, por ejemplo, las especies oceánicas y costeras de Bathycoccus [15] y Ostreococcus . [16] La investigación también ha demostrado que los picoeucariotas tienen una fuerte correlación con las concentraciones de clorofila tanto en reservorios mesoautotróficos como en reservorios hipereutróficos. [17] Además, los experimentos de enriquecimiento con nitrógeno sugieren que las células picoeucariotas tienen una ventaja sobre las células más grandes a la hora de adquirir nutrientes debido a su gran superficie por unidad de volumen. Han mostrado una mayor eficacia en la captación de fotones y nutrientes de entornos con pocos recursos. [8]

Caracteristicas biologicas

Los picoeucariotas fotosintéticos, al igual que otras especies planctónicas de la zona fótica oceánica, están expuestos a variaciones de luz durante el ciclo diurno y debido al desplazamiento vertical en la capa mixta de la columna de agua. Tienen reacciones biológicas especializadas que les ayudan a lidiar con densidades excesivas de luz, como el ciclo de las xantofilas . [18] Sin embargo, también hay muchos tipos de picoeucariotas no fotosintéticos que se extienden hacia las profundidades del océano y no tienen estas vías bioquímicas. [19]

Véase también

Notas

  1. ^ abc Moreira, D.; P. Lopez-Garcia (2002). "La ecología molecular de los eucariotas microbianos revela un mundo oculto". Tendencias en Microbiología . 10 (1): 31–38. doi :10.1016/S0966-842X(01)02257-0. PMID  11755083.
  2. ^ ab Campbell, Lisa y Daniel Vaulot. Estructura de la comunidad de picoplancton fotosintético en el océano Pacífico norte subtropical cerca de Hawái (estación ALOHA). Archivado el 20 de mayo de 2011 en Wayback Machine . Investigación en aguas profundas, parte I, vol. 40, n.º 10, págs. 2043-2060 (1993). Consultado el 30 de abril de 2008.
  3. ^ ab Hall, JA y WF Vincent. Estructura vertical y horizontal en las comunidades de picoplancton de un sistema de surgencia costera. Marine Biology 106, 465-471 (1990). Consultado el 30 de abril de 2008.
  4. ^ abc Massana, R. et al. Descubriendo los organismos que se encuentran detrás de nuevas secuencias de ADN ribosómico eucariota del océano. Applied and Environmental Microbiology, 4554-4558 (2002). Consultado el 30 de abril de 2008.
  5. ^ ab Moon-van der Staay, S. et al. Oceanic 18S rDNA sequences from picoplankton revealed unsuspected eukaryotic diversity. Nature 409, 607-610 (2001). Consultado el 30 de abril de 2008.
  6. ^ Worden AZ (2006). "Diversidad de picoeucariotas en aguas costeras del océano Pacífico". Ecología microbiana acuática . 43 (2): 165–175. doi : 10.3354/ame043165 .
  7. ^ Cuvelier ML, et al. (2010). "Metagenómica dirigida y ecología del fitoplancton eucariota no cultivado de importancia global". Proc Natl Acad Sci USA . 107 (33): 14679–84. Bibcode :2010PNAS..10714679C. doi : 10.1073/pnas.1001665107 . PMC 2930470 . PMID  20668244. 
  8. ^ ab Fouilland, E. et al. Productividad y crecimiento de una población natural del eucariota de vida libre más pequeño en condiciones de deficiencia y suficiencia de nitrógeno. Microbial Ecology 48, 103–110(2004). Consultado el 30 de abril de 2008.
  9. ^ Worden AZ, Nolan JK, Palenik B (2004). "Evaluación de la dinámica y ecología del picofitoplancton marino: la importancia del componente eucariota". Limnología y Oceanografía . 49 (1): 168–179. Bibcode :2004LimOc..49..168W. CiteSeerX 10.1.1.527.5206 . doi :10.4319/lo.2004.49.1.0168. S2CID  86571162. 
  10. ^ Cuvelier ML, et al. (2010). "Metagenómica dirigida y ecología del fitoplancton eucariota no cultivado de importancia global". Proc Natl Acad Sci USA . 107 (33): 14679–84. Bibcode :2010PNAS..10714679C. doi : 10.1073/pnas.1001665107 . PMC 2930470 . PMID  20668244. 
  11. ^ Omand, MM; d'Asaro, EA; Lee, CM; Perry, MJ; Briggs, N.; Cetini, I.; Mahadevan, A. (2015). "La subducción impulsada por remolinos exporta carbono orgánico particulado de la floración primaveral". Science . 348 (6231): 222–225. Bibcode :2015Sci...348..222O. doi : 10.1126/science.1260062 . PMID  25814062.
  12. ^ Waite, Anya M.; Safi, Karl A.; Hall, Julie A.; Nodder, Scott D. (2000). "Sedimentación masiva de picoplancton incrustado en agregados orgánicos". Limnología y Oceanografía . 45 (1): 87–97. Bibcode :2000LimOc..45...87W. doi : 10.4319/lo.2000.45.1.0087 . JSTOR  2670791.
  13. ^ Worden, AZ et al. (2004). Evaluación de la dinámica y ecología del picofitoplancton marino: la importancia del componente eucariota. Limnología y Oceanografía 49 : 168-79.
  14. ^ Biegala, IC et al. Evaluación cuantitativa de picoeucariotas en el entorno natural mediante el uso de sondas de oligonucleótidos específicas de taxón en asociación con amplificación de señal de tiramida, hibridación in situ con fluorescencia y citometría de flujo. Applied and Environmental Microbiology, 5519-5529 (2003). Consultado el 30 de abril de 2008.
  15. ^ Limardo, Alexander J.; Sudek, Sebastian; Choi, Chang Jae; Poirier, Camille; Rii, Yoshimi M.; Blum, Marguerite; Roth, Robyn; Goodenough, Ursula; Church, Matthew J.; Worden, Alexandra Z. (2017). "La biogeografía cuantitativa de picoprasinofitas establece distribuciones de ecotipos y contribuciones significativas al fitoplancton marino". Microbiología ambiental . 19 (8): 3219–3234. Bibcode :2017EnvMi..19.3219L. doi : 10.1111/1462-2920.13812 . PMID  28585420.
  16. ^ Demir-Hilton, Elif; Sudek, Sebastian; Cuvelier, Marie L.; Gentemann, Chelle L.; Zehr, Jonathan P.; Worden, Alexandra Z. (2011). "Patrones de distribución global de distintos clados del picoeucariota fotosintético Ostreococcus". The ISME Journal . 5 (7): 1095–1107. Bibcode :2011ISMEJ...5.1095D. doi :10.1038/ismej.2010.209. PMC 3146286 . PMID  21289652. 
  17. ^ Wang, Baoli et al. Distribuciones del picoplancton otoñal en relación con factores ambientales en los embalses a lo largo del río Wujiang en la provincia de Guizhou, suroeste de China. Hydrobiologia 598:35–45 (2008). Consultado el 30 de abril de 2008.
  18. ^ Dimier, Celine et al. Propiedades fotofisiológicas del picoeucariota marino Picochlorum RCC 237 (Trebouxiophyceae, Chlorophyta). J. Phycol. 43, 275–283 (2007). Consultado el 30 de abril de 2008.
  19. ^ Not, Fabrice; Gausling, Rudolf; Azam, Farooq; Heidelberg, John F.; Worden, Alexandra Z. (2007). "Distribución vertical de la diversidad picoeucariota en el mar de los Sargazos". Microbiología ambiental . 9 (5): 1233–1252. Bibcode :2007EnvMi...9.1233N. doi :10.1111/j.1462-2920.2007.01247.x. PMID  17472637.
  • MicrobeWiki Un sitio sobre una wiki de biología administrado por Kenyon College
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