Kieselalgen sind eine Hauptgruppe von Algen, und sind einer der allgemeinsten Typen von phytoplankton. Die meisten Kieselalgen sind einzellig, obwohl sie als Kolonien in Form Glühfäden oder Zierbänder bestehen können (z.B. Fragilaria), Anhänger (z.B. Meridion), Zickzacke (z.B. Tabellaria), oder Sternkolonien (z.B. Asterionella). Kieselalgen sind Erzeuger innerhalb der Nahrungsmittelkette. Eine charakteristische Eigenschaft von Kieselalge-Zellen ist, dass sie innerhalb einer einzigartigen Zellwand eingeschlossen werden, die aus der Kieselerde gemacht ist (hydratisiertes Silikondioxyd) hat einen frustule genannt. Diese frustules zeigen eine breite Ungleichheit in der Form, aber bestehen gewöhnlich aus zwei asymmetrischen Seiten mit einem Spalt zwischen ihnen, folglich der Gruppenname. Fossil-Beweise weisen darauf hin, dass sie während, oder vorher, die frühe Jurassic Periode entstanden sind. Kieselalge-Gemeinschaften sind ein populäres Werkzeug, um Umweltbedingungen, Vergangenheit und Gegenwart zu kontrollieren, und werden in Studien der Wasserqualität allgemein verwendet. Einige Kieselalgen sind zur Bewegung über die Geißelung fähig.

Allgemeine Biologie

Es gibt mehr als 200 Klassen von lebenden Kieselalgen, und es wird geschätzt, dass es etwa 100,000 noch vorhandene Arten gibt. Kieselalgen sind eine weit verbreitete Gruppe und können in den Ozeanen im Süßwasser-in Böden und auf feuchten Oberflächen gefunden werden. Meiste lebend ozeanisch in offenem Wasser, obwohl einige als Oberflächenfilme an der Wasserbodensatz-Schnittstelle (benthic), oder sogar unter feuchten atmosphärischen Bedingungen leben. Sie sind in Ozeanen besonders wichtig, wo, wie man schätzt, sie bis zu 45 % der primären ozeanischen Gesamtproduktion beitragen.

Der Raumvertrieb der phytoplankton Seearten wird sowohl horizontal als auch vertikal eingeschränkt. Gewöhnlich mikroskopisch können einige Arten von Kieselalgen bis zu 2 Millimeter in der Länge erreichen.

Kieselalgen gehören einer großen Gruppe genannt den heterokonts, einschließlich beider autotrophs (z.B goldene Algen, Kelp) und heterotrophs (z.B Wasserformen). Ihre gelblich-braunen Chloroplasten sind für heterokonts mit vier Membranen typisch und Pigmente wie der carotenoid fucoxanthin enthaltend. Personen haben gewöhnlich an Geißeln Mangel, aber sie sind in Geschlechtszellen anwesend und haben die übliche heterokont Struktur, außer haben ihnen an den Haaren (mastigonemes) Eigenschaft in anderen Gruppen Mangel. Die meisten Kieselalgen sind non-motile, obwohl eine Bewegung über die Geißelung. Da ihre relativ dichten Zellwände sie veranlassen sogleich zu sinken, planktonic Formen in offenem Wasser verlassen sich gewöhnlich auf das unruhige Mischen der oberen Schichten durch den Wind, um sie aufgehoben in sonnenbeschienenem Oberflächenwasser zu halten. Einige Arten regeln aktiv ihre Ausgelassenheit mit intrazellulärem lipids, um das Sinken zu entgegnen. Eine Eigenschaft von Kieselalgen ist der Harnstoff-Zyklus, der sie evolutionär mit Tieren verbindet.

Kieselalge-Zellen werden innerhalb eines einzigartigen Silikats (silicic Säure) Zellwand enthalten, die zwei getrennte Klappen (oder Schalen) umfasst. Die biogenic Kieselerde, aus der die Zellwand zusammengesetzt wird, wird intrazellulär durch die Polymerisation von silicic Säure monomers aufgebaut. Dieses Material wird dann zum Zelläußeren ausgestoßen und zur Wand hinzugefügt. Kieselalge-Zellwände werden auch frustules oder Tests genannt, und ihre zwei Klappen überlappen normalerweise ein über anderen wie die zwei Hälften eines petri Tellers. In den meisten Arten, wenn sich eine Kieselalge teilt, um zwei Tochter-Zellen zu erzeugen, behält jede Zelle eine der zwei Hälften und baut eine kleinere Hälfte innerhalb ihrer an. Infolgedessen, nach jeder Abteilung fahren Rad die durchschnittliche Größe von Kieselalge-Zellen in der Bevölkerung wird kleiner. Sobald solche Zellen eine bestimmte minimale Größe erreichen, anstatt sich einfach vegetativ zu teilen, kehren sie diesen Niedergang um, indem sie einen auxospore bilden. Das breitet sich in der Größe aus, um eine viel größere Zelle zu verursachen, die dann zu Größe verringernden Abteilungen zurückkehrt. Produktion von Auxospore wird fast immer mit meiosis und sexueller Fortpflanzung verbunden.

Zergliederung und Zerfall von Kieselalgen führen organisch und anorganisch (in der Form des Silikats) Bodensatz, dessen anorganischer Bestandteil zu einer Methode führen kann, vorige Seeumgebungen durch corings von Ozeanstöcken oder kastanienbraunen Schlammen zu analysieren, da die anorganische Sache in der Absetzung von Tönen und Schlämmen eingebettet wird und eine dauerhafte geologische Aufzeichnung solcher Seeschichten bildet.

Die Studie von Kieselalgen ist ein Zweig von phycology, und phycologists, die sich auf Kieselalgen spezialisieren, werden diatomists genannt.

Klassifikation

Die Klassifikation von heterokonts ist noch unerledigt, und sie können als eine Abteilung (oder Unterabteilung), Königreich oder etwas Zwischen-behandelt werden. Entsprechend können Gruppen wie die Kieselalgen überall von der Klasse aufgereiht werden (gewöhnlich hat gerufen Diatomophyceae) zur Abteilung (hat gewöhnlich Bacillariophyta genannt), mit entsprechenden Änderungen in den Reihen ihrer Untergruppen.

Kieselalgen werden in zwei Ordnungen traditionell geteilt:

• zentrische Kieselalgen (Centrales), die radial symmetrischer sind
• Pennate-Kieselalgen (Pennales), die bilateral symmetrisch sind. Der erstere ist paraphyletic den Letzteren.

Eine neuere Klassifikation teilt die Kieselalgen in drei Klassen:

• zentrische Kieselalgen (Coscinodiscophyceae)
• Pennate-Kieselalgen
• ohne einen raphe (Fragilariophyceae)
• mit einem raphe (Bacillariophyceae)

Es ist wahrscheinlich, dass es weitere Revisionen als das Verstehen ihrer Beziehungszunahmen geben wird.

Kieselalgen erstrecken sich allgemein in der Größe von ca. 2-200μm, und werden aus einer Zellwand zusammengesetzt in erster Linie aus der Kieselerde zusammengesetzt. Diese kieselhaltige Wand kann mit einer Vielfalt von Poren, Rippen, Minutenstacheln, Randkämmen und Erhebungen hoch gestaltet werden; von denen alle verwertet werden können, um Klassen und Arten zu skizzieren. Die Zelle selbst besteht aus zwei Hälften, jeder, einen im Wesentlichen flachen Teller, oder Klappe und das Randanschließen oder Gürtel-Band enthaltend. Eine Hälfte, der hypotheca, ist ein bisschen kleiner als die andere Hälfte, der epitheca. Kieselalge-Morphologie ändert sich. Obwohl die Gestalt der Zelle normalerweise kreisförmig ist, können einige Zellen dreieckig, quadratisch, oder elliptisch sein.

Zellen sind einsam oder in Kolonien von verschiedenen Arten vereinigt, die durch kieselhaltige Strukturen verbunden werden können; Mucilage-Polster oder Stiele; Mucilage-Tuben; amorphe Massen von mucilage und Fäden des Polysaccharids (chitin), die durch Strutted-Prozesse verborgen werden. Hauptpigmente von Kieselalgen sind Chlorophyll a und c, Beta-Karotin, fucoxanthin, diatoxanthin und diadinoxanthin. Kieselalgen sind in erster Linie photosynthetisch. Einige sind jedoch verpflichten heterotrophs, während andere heterotrophically ohne Licht leben können, vorausgesetzt dass eine passende organische Kohlenstoff-Quelle verfügbar ist. Lagerungsprodukte sind chrysolaminarin und lipids.

Round & Crawford (1990) und Hoek u. a. (1995) stellen umfassenderen Einschluss der Kieselalge-Taxonomie zur Verfügung.

Ökologie

Kieselalgen von Planktonic in Süßwasser- und Seeumgebungen stellen normalerweise einen "Boom und Büste" (oder "Blüte und Büste") Lebensstil aus. Wenn Bedingungen in der oberen Mischschicht (Nährstoffe und Licht) geneigt sind (z.B am Anfang des Frühlings), erlaubt ihr Wettbewerbsvorteil ihnen, phytoplankton Gemeinschaften ("Boom" oder "Blüte") schnell zu beherrschen. Als solcher werden sie häufig als opportunistische R-Strategen klassifiziert (d. h. jene Organismen, deren Ökologie durch eine hohe Wachstumsrate, r definiert wird).

Wenn Bedingungen ungünstig gewöhnlich auf die Erschöpfung von Nährstoffen werden, nehmen Kieselalge-Zellen normalerweise in der sinkenden Rate zu und herrschen über die obere Mischschicht ("Büste"). Dieses Sinken wird entweder durch einen Verlust der Ausgelassenheitskontrolle, die Synthese von mucilage veranlasst, der Kieselalge-Zellen zusammen oder durch die Produktion von schweren sich ausruhenden Sporen durchsticht. Das Sinken aus der oberen Mischschicht entfernt Kieselalgen von Bedingungen, die für das Wachstum, einschließlich grazer Bevölkerungen und höherer Temperaturen ungünstig sind (der Zellmetabolismus sonst vergrößern würde). Zellen, die tieferes Wasser oder den seichten seafloor erreichen, können sich dann ausruhen, bis Bedingungen geneigter wieder werden. Im offenen Ozean werden viele sinkende Zellen gegen das tiefe verloren, aber Unterschlupf-Bevölkerungen können in der Nähe vom thermocline verharren.

Schließlich gehen Kieselalge-Zellen in diesen sich ausruhenden Bevölkerungen in die obere Mischschicht wiederein, wenn das vertikale Mischen sie verlädt. In den meisten Verhältnissen füllt dieses Mischen auch Nährstoffe in der oberen Mischschicht wieder, die Szene für die nächste Runde von Kieselalge-Blüten setzend. Im offenen Ozean (weg von Gebieten von dauerndem upwelling) kehrt dieser Zyklus der Blüte, Büste, dann zu Vorblüte-Bedingungen zurück normalerweise kommt über einen jährlichen Zyklus mit Kieselalgen vor, die nur während des Frühlings- und Anfang des Sommers überwiegend sind. In einigen Positionen, jedoch, kann eine Herbstblüte, verursacht durch die Depression der Sommerschichtung und den entrainment von Nährstoffen vorkommen, während leichte Niveaus noch für das Wachstum genügend sind. Da das vertikale Mischen zunimmt, und leichte Niveaus fallen, weil sich Winter nähert, sind diese Blüten kleiner und kürzer gelebt als ihre Frühlingsentsprechungen.

Im offenen Ozean ist die Bedingung, die normalerweise Kieselalge (frühlings)-Blüten veranlasst zu enden, ein Mangel an Silikon. Verschieden von anderen Nährstoffen ist das nur eine Hauptvoraussetzung von Kieselalgen, so wird sie im Plankton-Ökosystem so effizient nicht regeneriert wie, zum Beispiel, Stickstoff oder Phosphor-Nährstoffe. Das kann in Karten von Oberflächennährkonzentrationen gesehen werden - als sich Nährstoffe entlang Anstiegen neigen, ist Silikon gewöhnlich erst um (gefolgt normalerweise vom Stickstoff dann Phosphor) erschöpft zu werden.

Wegen dieses Blüte-Und-Büstezyklus, wie man glaubt, spielen Kieselalgen eine unverhältnismäßig wichtige Rolle im Export von Kohlenstoff von ozeanischem Oberflächenwasser (sieh auch die biologische Pumpe). Bedeutsam spielen sie auch eine Schlüsselrolle in der Regulierung des biogeochemical Zyklus von Silikon im modernen Ozean.

glaubt, ist der Gebrauch von Silikon durch Kieselalgen von vielen Forschern der Schlüssel zu ihrem ökologischen Erfolg. In einer jetzt klassischen Studie hat Egge & Aksnes (1992) gefunden, dass die Kieselalge-Überlegenheit von mesocosm Gemeinschaften direkt mit der Verfügbarkeit von silicic Säure verbunden gewesen ist — als Konzentrationen größer waren als 2 mmol M, haben sie gefunden, dass Kieselalgen normalerweise mehr als 70 % der phytoplankton Gemeinschaft vertreten haben. Rabe (1983) hat bemerkt, dass, hinsichtlich organischer Zellwände, Kieselerde frustules weniger Energie verlangt (etwa 8 % einer vergleichbaren organischen Wand), potenziell ein bedeutendes Sparen auf dem gesamten Zellenergiebudget zu synthetisieren. Andere Forscher haben vorgeschlagen, dass die biogenic Kieselerde in Kieselalge-Zellwänden als ein wirksamer PH-Pufferungsagent handelt, die Konvertierung des Bikarbonats zu aufgelöstem CO erleichternd (der mehr sogleich assimiliert wird). Trotz der möglichen durch Silikon zugeteilten Vorteile haben Kieselalgen normalerweise höhere Wachstumsraten als andere Algen einer entsprechenden Größe.

Kieselalgen kommen in eigentlich jeder Umgebung vor, die Wasser enthält. Das schließt nicht nur Ozeane, Meere, Seen und Ströme, sondern auch Boden ein.

Lebenszyklus

Kieselalgen sind non-motile; jedoch kann in einigen Arten gefundenes Sperma geißelt werden, obwohl motility gewöhnlich auf eine gleitende Bewegung beschränkt wird. Die Fortpflanzung unter diesen Organismen ist in erster Linie durch die binäre Spaltung mit jeder Tochter-Zelle geschlechtslos, die einen von zwei frustules der Elternteilzelle (oder theca) erhält. Das wird durch jede Tochter-Zelle als der größere frustule verwendet (oder epitheca), in den ein zweiter, kleiner frustule (oder hypotheca) gebaut wird.

Diese Form der Abteilung läuft auf die Größe-Verminderung der Tochter-Zelle hinaus, die den kleineren frustule vom Elternteil erhalten hat und deshalb die durchschnittliche Zellgröße einer Kieselalge-Bevölkerung abnimmt, bis die Zellen ungefähr ein Drittel ihre maximale Größe sind. Es ist jedoch bemerkt worden, dass bestimmte taxa in der Lage sind sich zu teilen, ohne die Verminderung der Zellgröße zu verursachen. Dennoch, um die Zellgröße einer Kieselalge-Bevölkerung für diejenigen wieder herzustellen, die wirklich die Größe-Verminderung erleiden, müssen sexuelle Fortpflanzung und auxospore Bildung vorkommen. Vegetative Zellen von Kieselalgen sind diploid (2N), und so kann meiosis stattfinden, männliche und weibliche Geschlechtszellen erzeugend, die dann durchbrennen, um die Zygote zu bilden. Die Zygote verschüttet seine Kieselerde theca und wächst in einen großen Bereich hinein, der durch eine organische Membran, den auxospore bedeckt ist. Eine neue Kieselalge-Zelle der maximalen Größe, die anfängliche Zelle, formt sich innerhalb des auxospore, der so eine neue Generation beginnt. Ruhe von Sporen kann auch als eine Antwort auf ungünstige Umweltbedingungen mit dem Germinationsauftreten gebildet werden, wenn sich Bedingungen verbessern.

In zentrischen Kieselalgen haben die kleinen männlichen Geschlechtszellen eine Geißel, während die weiblichen Geschlechtszellen groß sind und non-motile (oogamous). Umgekehrt in gefiederten Kieselalgen haben beide Geschlechtszellen an Geißeln (isoogamous) Mangel. Bestimmte araphid Arten sind als anisogamous dokumentiert worden und werden deshalb betrachtet, eine Übergangsbühne zwischen zentrischen und gefiederten Kieselalgen zu vertreten.

Entwicklungsgeschichte

Chloroplasten von Heterokont scheinen, aus denjenigen von roten Algen, aber nicht direkt von prokaryotes abgeleitet zu werden, wie es in Werken vorgekommen ist. Das weist darauf hin, dass sie einen neueren Ursprung hatten als viele andere Algen. Jedoch sind Fossil-Beweise spärlich, und es ist wirklich nur mit der Evolution der Kieselalgen selbst, dass die heterokonts einen ernsten Eindruck auf der Fossil-Aufzeichnung machen.

Das frühste bekannte Fossil-Kieselalge-Datum von frühem Jurassic (~185 Ma), obwohl molekulare Uhr und sedimentäre Beweise einen früheren Ursprung andeuten. Es ist darauf hingewiesen worden, dass ihr Ursprung mit dem End-Permian Massenerlöschen verbunden sein kann (~250 Ma), nach dem viele Seenischen geöffnet wurden. Die Lücke zwischen diesem Ereignis und die Zeit, dass Fossil-Kieselalgen zuerst erscheinen, kann eine Periode anzeigen, als Kieselalgen unsilicified waren und ihre Evolution rätselhaft war. Seit dem Advent von silicification haben Kieselalgen einen bedeutenden Eindruck auf der Fossil-Aufzeichnung, mit Hauptablagerungen von Fossil-Kieselalgen gefunden schon zu Lebzeiten von die frühe Kreide, und einige Felsen (diatomaceous Erde, diatomite, kieselguhr) gemacht, fast völlig aus ihnen zusammengesetzt werden.

Obwohl die Kieselalgen bestanden haben können, seit Triassic sind das Timing ihrer Überlegenheit und "die Übernahme" des Silikonzyklus neuer. Vor Phanerozoic (vor 544 Ma) wird es geglaubt, dass mikrobische oder anorganische Prozesse schwach den Silikonzyklus des Ozeans geregelt haben. Nachher scheint der Zyklus beherrscht (und stärker geregelt) durch den radiolarians und die kieselhaltigen Schwämme, der erstere als zooplankton, die Letzteren als sitzende Filteresser in erster Linie auf den Festlandsockeln. Innerhalb der letzten 100 Mein wird es gedacht, dass der Silikonzyklus unter der noch dichteren Kontrolle gekommen ist, und dass das auf die ökologische Überlegenheit der Kieselalgen zurückzuführen ist.

Jedoch ist das genaue Timing der "Übernahme" unklar, und verschiedene Autoren haben widerstreitende Interpretationen der Fossil-Aufzeichnung. Einige Beweise, wie die Versetzung von kieselhaltigen Schwämmen von den Borden, weisen darauf hin, dass diese Übernahme in der Kreide begonnen hat (146 Ma 65 Ma), während Beweise von radiolarians darauf hinweisen, dass "Übernahme" bis zu Cenozoic (65 Ma nicht begonnen hat zu präsentieren). Wie man glaubt, hat die Vergrößerung der Weide biomes und der Entwicklungsradiation von Gräsern während Miocene den Fluss von auflösbarem Silikon zu den Ozeanen vergrößert, und es ist behauptet worden, dass das die Kieselalgen während des Zeitalters von Cenozoic gefördert hat. Jedoch weist die Arbeit an der Schwankung der Kieselalge-Ungleichheit während Cenozoic stattdessen darauf hin, dass Kieselalge-Erfolg decoupled von der Evolution von Gräsern ist, und dass Kieselalgen vor der Diversifikation von Gräsern am verschiedensten waren. Dennoch, unabhängig von den Details des "Übernahme"-Timings, ist es klar, dass diese neuste Revolution viel dichtere biologische Kontrolle über den biogeochemical Zyklus von Silikon installiert hat.

Fossil-Aufzeichnung

Die Fossil-Aufzeichnung von Kieselalgen ist durch die Wiederherstellung ihres kieselhaltigen frustules in See- und Nichtseebodensätzen größtenteils gegründet worden. Obwohl Kieselalgen sowohl eine See-als auch Nichtseestratigraphic-Aufzeichnung, Kieselalge biostratigraphy haben, der auf dem zeitgezwungenen Entwicklungsbeginn und Erlöschen von einzigartigem taxa basiert, nur gut entwickelt und in Seesystemen weit anwendbar wird. Die Dauer von Kieselalge-Art-Reihen ist durch die Studie von Ozeankernen und auf dem Land ausgestellten Felsen-Folgen dokumentiert worden. Wo Kieselalge biozones gut gegründet und zum geomagnetic zeitlichen Widersprüchlichkeitsrahmen kalibriert wird (z.B, Südlicher Ozean, der Nördliche Pazifische, östliche äquatoriale Pazifik), können Kieselalge-basierte Altersschätzungen zu innerhalb von aufgelöst werden

Obwohl kein Massenerlöschen von Seekieselalgen während Cenozoic beobachtet worden ist, sind Zeiten des relativ schnellen Entwicklungsumsatzes im Seekieselalge-Zusammenbau in der Nähe von der Paleocene-Eozängrenze und an der Eozän-Oligocene Grenze vorgekommen. Der weitere Umsatz des Zusammenbaues hat in verschiedenen Zeiten zwischen mittlerem Miocene und spätem Pliozän, als Antwort auf das progressive Abkühlen von polaren Gebieten und die Entwicklung von mehr endemischem Kieselalge-Zusammenbau stattgefunden. Eine globale Tendenz zur feineren Kieselalge frustules ist von Oligocene bis die Vierergruppe bemerkt worden. Das fällt mit einem zunehmend kräftigeren Umlauf von tiefem und verursachtem Oberflächenwasser des Ozeans durch die Erhöhung von Breitenthermalanstiegen am Anfall der Haupteiskappe-Vergrößerung auf der Antarktis und des progressiven Abkühlens durch Neogene und Quaternary zu einem bipolar glaciated Welt zusammen. Das hat die Kieselalgen in die uptaking Kieselerde mehr konkurrenzfähig gesteuert (d. h. Weniger Kieselerde in der Bildung ihres frustules zu verwenden). Das vergrößerte Mischen der Ozeane erneuert Kieselerde und andere Nährstoffe, die für das Kieselalge-Wachstum in Oberflächenwasser besonders in Gebieten von ozeanischem und Küstenupwelling notwendig sind.

Sammlung

Lebende Kieselalgen werden häufig gefunden, sich in großen Zahlen an filamentous Algen festklammernd, oder gallertartige Massen auf verschiedenen untergetauchten Werken bildend. Cladophora wird oft mit Cocconeis, einer Kieselalge in der elliptischen Form bedeckt; Vaucheria wird häufig mit kleinen Formen bedeckt. Kieselalgen sind oft als ein brauner, schlüpfriger Überzug auf untergetauchten Steinen und Stöcken da und können gesehen werden, mit dem Flussstrom "zu strömen".

Der Oberflächenschlamm eines Teichs, Abzugsgrabens oder Lagune wird fast immer einige Kieselalgen nachgeben. Sie können gemacht werden, zu erscheinen, indem sie ein Glas mit Wasser und Schlamm füllen, es in schwarzes Papier wickelnd und direktes Sonnenlicht lassend, auf der Oberfläche des Wassers fallen. Innerhalb eines Tages werden die Kieselalgen zur Spitze in einem Schaum kommen und können isoliert werden.

Da Kieselalgen einen wichtigen Teil des Essens von Mollusken, tunicates, und Fischen bilden, geben die Darmtrakte dieser Tiere häufig Formen nach, die auf andere Weisen nicht leicht gesichert werden. Seekieselalgen können durch die direkte Wasserstichprobenerhebung gesammelt werden, obwohl Benthic-Formen durch das Kratzen von Entenmuscheln, Austernschalen und anderen Schalen gesichert werden können.

Diese Abteilung verwendet Text von Methoden in Pflanzenhistologie.

EST SEQUENCING

Die ersten Einblicke in die Eigenschaften des P. tricornutum Genrepertoire wurden mit 1,000 ESTs beschrieben. Nachher wurde die Zahl von ESTs zu 12,000 erweitert, und der Diatom EST Database wurde für Funktionsanalysen gebaut. Diese Folgen sind verwendet worden, um eine vergleichende Analyse zwischen P. tricornutum und dem vermeintlichen ganzen proteomes von der grünen Alge Chlamydomonas reinhardtii, der roten Alge Cyanidioschyzon merolae und dem T. Pseudotrottel zu machen. Die Kieselalge EST Datenbank besteht jetzt in mehr als 200,000 ESTs von P. tricornutum (16 Bibliotheken) und T. Pseudotrottel (7 Bibliotheken) Zellen, die in einer Reihe von verschiedenen Bedingungen, vielen von denen entsprechend verschiedenen abiotischen Betonungen angebaut sind (verfügbar an http://www.biologie.ens.fr/diatomics/EST3/).

Genom sequencing

Die kompletten Genome der zentrischen Kieselalge, Pseudotrottel von Thalassiosira (32.4 Mb) und die pennate Kieselalge, Phaeodactylum tricornutum (27.4 Mb), sind sequenced gewesen. Vergleiche der zwei völlig sequenced Kieselalge-Genome finden, dass der P. tricornutum Genom weniger Gene einschließt (10,402 entgegengesetzte 11,776), als T. Pseudotrottel und kein größerer synteny (Genordnung) zwischen den zwei Genomen entdeckt werden konnten. T. Pseudotrottel-Gene zeigen einen Durchschnitt von ~1.52 introns pro Gen im Vergleich mit 0.79 in P. tricornutum, neuen weit verbreiteten Intron-Gewinn in der zentrischen Kieselalge andeutend. Trotz der relativ neuen Entwicklungsabschweifung (90 Millionen Jahre) zeigt das Ausmaß der molekularen Abschweifung zwischen centrics und pennates schnelle Entwicklungsraten innerhalb von Bacillariophyceae im Vergleich zu anderen eukaryotic Gruppen an. Vergleichender genomics hat auch festgestellt, dass eine spezifische Klasse von transposable Elementen, die Kieselalge Copia ähnlicher retrotransposons (oder CoDis), im P. tricornutum Genom in Bezug auf den T. Pseudotrottel bedeutsam verstärkt worden ist, 5.8 und 1 % der jeweiligen Genome einsetzend.

Wichtig hat Kieselalge genomics viel Information über das Ausmaß und die Dynamik des Prozesses der Endosymbiotic-Genübertragung (EGT) gebracht. Der Vergleich der T. Pseudotrottel-Proteine mit homologs in anderen Organismen hat darauf hingewiesen, dass Hunderte ihren nächsten homologs in der Abstammung von Plantae haben. EGT zu Kieselalge-Genomen kann durch die Tatsache illustriert werden, dass das T. Pseudotrottel-Genom sechs Proteine verschlüsselt, die am meisten nah mit Genen verbunden sind, die durch Guillardia theta (cryptomonad) nucleomorph Genom verschlüsselt sind. Vier dieser Gene werden auch in rotem algal plastid Genome gefunden, so aufeinander folgenden EGT von rotem algal plastid zum roten algal Kern (nucleomorph) zum Heterokont-Gastgeber-Kern demonstrierend. Neuere phylogenomic Analysen der Kieselalge proteomes zur Verfügung gestellte Beweise für einen prasinophyte ähnlichen endosymbiont im gemeinsamen Ahnen von chromalveolates, wie unterstützt, durch die Tatsache, die die 70 % von Kieselalge-Genen des Ursprungs von Plantae von der grünen Abstammungsherkunft sind, und dass solche Gene auch im Genom anderen stramenopiles gefunden werden. Deshalb wurde es vorgeschlagen, dass chromalveolates das Produkt von sekundärem Serienendosymbiosis zuerst mit einem Grün Algen sind, die von einer zweiten mit einem Rot Algen gefolgt sind, die die genomic Fußabdrücke des vorherigen erhalten haben, aber den grünen plastid versetzt haben. Jedoch wird phylogenomic Analysen der Kieselalge proteomes und chromalveolate Entwicklungsgeschichte wahrscheinlich genomic Ergänzungsdaten von unter - sequenced Abstammungen wie rote Algen ausnutzen.

Zusätzlich zu EGT kann horizontale Genübertragung (HGT) unabhängig von einem endosymbiotic Ereignis vorkommen. Die Veröffentlichung des P. tricornutum Genom hat berichtet, dass mindestens 587 P. tricornutum Gene scheinen, am meisten nah mit Bakteriengenen verbunden zu sein, für mehr als 5 % des P. tricornutum proteome verantwortlich seiend. Ungefähr Hälfte von diesen wird auch im T. Pseudotrottel-Genom gefunden, ihre alte Integration in der Kieselalge-Abstammung beglaubigend.

Nanotechnologie-Forschung

Die Absetzung der Kieselerde durch Kieselalgen kann sich auch erweisen, vom Dienstprogramm zur Nanotechnologie zu sein. Kieselalge-Zellen wiederholt und verfertigen zuverlässig Klappen von verschiedenen Gestalten und Größen, potenziell Kieselalgen erlaubend, mikro - oder Nano-Skala-Strukturen zu verfertigen, die von Nutzen in einer Reihe von Geräten sein können, einschließlich: optische Systeme; Halbleiter nanolithography; und sogar mit Kieselalge-Klappen als Fahrzeuge für die Rauschgift-Übergabe. Mit einem passenden künstlichen Auswahl-Verfahren konnten Kieselalgen, die Klappen von besonderen Gestalten und Größen erzeugen, im Laboratorium entwickelt, und dann in chemostat Kulturen an die Masse gewöhnt sein werden erzeugen nanoscale Bestandteile. Es ist auch vorgeschlagen worden, dass Kieselalgen als ein Bestandteil von Sonnenzellen, durch das Auswechseln gegen lichtempfindliches Titan-Dioxyd das in der Entwicklung von Zellwänden normalerweise verwendete Silikondioxyd verwendet werden konnten.

Siehe auch

• Algen
• Biologische Pumpe
• Erde von Diatomaceous
• Phytoplankton
• Plankton

Links

• Katalog von Kieselalge-Namen, Akademie von Kalifornien von Wissenschaften
• Kieselalge-Genom, gemeinsames Genom-Institut
• Kieselalge EST Datenbank, École Normale Supérieure
• Plankton*Net, taxonomische Datenbank einschließlich Images der Kieselalge-Arten
• Lebensgeschichte und Ökologie von Kieselalgen, Universität des Museums von Kalifornien der Paläontologie
• Kieselalgen: 'Die Marmore der Natur, Seite von Eureka, Universität von Bergen
• Kieselalge-Lebensgeschichte und Ökologie, Mikrofossil-Bildwiederherstellung und Umlauf für das Lernen und die Ausbildung (WUNDER), Universitätsuniversität London
• Kieselalge-Seite, der Königliche Botanische Garten Edinburgh
• Geometrie und Muster in der Natur 3: Die Löcher in radiolarian und Kieselalge prüfen
• Kieselalgen der Art deco, Wim van Egmond
• Kieselalge QuickFacts, Monterey Bucht-Aquarium-Forschungsinstitut
• Alge-Bilddatenbankakademie von Naturwissenschaften in Philadelphia (ANSP)
• Kieselalge taxa Akademie von Naturwissenschaften in Philadelphia (ANSP)
• Jetzt, Energie von einzelnen zelligen Algen Deccan Herald
• Computersimulationen der Muster-Bildung in Kieselalgen