DINOFLAGELLATEN: EIGENSCHAFTEN, KLASSIFIZIERUNG, LEBENSZYKLUS - BIOLOGIE - 2025

Die Dinoflagellaten sind Agenturen des Königreichs Protista, deren Hauptmerkmal darin besteht, dass sie ein Paar Flagellen haben, die Ihnen helfen, sich in der Mitte zu bewegen. Sie wurden erstmals 1885 vom deutschen Naturforscher Johann Adam Otto Buetschli beschrieben. Sie sind eine ziemlich große Gruppe, einschließlich photosynthetischer, heterotropher, frei lebender Organismen, Parasiten und Symbionten.

Aus ökologischer Sicht sind sie sehr wichtig, da sie zusammen mit anderen Mikroalgen wie Kieselalgen Phytoplankton bilden, das wiederum die Nahrung vieler Meerestiere wie Fische, Weichtiere, Krebstiere und Säugetiere ist.

Ceratium. Dinoflagellate Arten. Quelle: Keisotyo, aus Wikimedia Commons

Wenn sie sich übertrieben und unkontrolliert vermehren, entsteht ein Phänomen namens "Red Tide", bei dem die Meere in verschiedenen Farben gefärbt sind. Dies stellt ein ernstes Umweltproblem dar, da es das Gleichgewicht der Ökosysteme und der in ihnen lebenden Organismen stark beeinträchtigt.

Taxonomie

Die taxonomische Klassifikation von Dinoflagellaten lautet wie folgt:

Domäne: Eukarya.

Königreich: Protista.

Superfilo: Alveolata.

Stamm : Miozoa.

Subphylum: Myzozoa.

Dinozoa

Oberklasse: Dinoflagellata

Morphologie

Dinoflagellaten sind einzellige Organismen, dh sie bestehen aus einer einzelnen Zelle. Sie variieren in der Größe, einige sind so klein, dass sie mit bloßem Auge nicht gesehen werden können (50 Mikrometer), während andere etwas größer sind (2 mm).

Äußere Erscheinung

In Dinoflagellaten finden sich zwei Formen: die sogenannten Panzer- oder Tecados und die nackten. Im ersten Fall ist die Zelle von einer resistenten Struktur wie einer Panzerung umgeben, die aus der Biopolymercellulose besteht.

Diese Schicht ist als "Teak" bekannt. In nackten Dinoflagellaten ist die Schutzschicht nicht vorhanden. Daher sind sie sehr zerbrechlich und anfällig für raue Umgebungsbedingungen.

Die Besonderheit dieser Organismen ist das Vorhandensein von Flagellen. Dies sind Zellanhänge oder Projektionen, die hauptsächlich verwendet werden, um der Zelle Mobilität zu verleihen.

Bei Dinoflagellaten weisen sie zwei Flagellen auf: quer und längs. Das Querflagellum umgibt die Zelle und gibt ihr eine rotierende Bewegung, während das Längsflagellum für die vertikale Bewegung des Dinoflagellats verantwortlich ist.

Einige Arten haben Biolumineszenzgene in ihrer DNA. Dies impliziert, dass sie in der Lage sind, ein bestimmtes Leuchten abzugeben (wie einige Quallen oder Glühwürmchen).

Kernstruktur

Ebenso ist wie bei jedem eukaryotischen Organismus das genetische Material (DNA und RNA) in einer Struktur verpackt, die als Zellkern bekannt ist und durch eine Membran, die Kernmembran, begrenzt wird.

Nun haben die Organismen dieser Oberklasse ganz besondere Eigenschaften, die sie innerhalb der Eukaryoten einzigartig machen. Erstens besteht DNA aus Chromosomen, die zu jeder Zeit (einschließlich aller Stadien des Zellzyklus) kondensiert bleiben.

Darüber hinaus hat es keine Histone und die Kernmembran zerfällt während des Zellteilungsprozesses nicht, wie dies bei anderen eukaryotischen Organismen der Fall ist.

Zytoplasmatischer Gehalt

Mit Blick auf das Elektronenmikroskop kann das Vorhandensein verschiedener zytoplasmatischer Organellen, die für jeden Eukaryoten typisch sind, in den Dinoflagellatzellen beobachtet werden.

Dazu gehören: Golgi-Apparat, endoplasmatisches Retikulum (glatt und rau), Mitochondrien, Speichervakuolen sowie Chloroplasten (bei autotrophen Dinoflagellaten).

Allgemeine Charakteristiken

Die Dinoflagellata-Superklasse ist breit und umfasst eine große Anzahl von Arten, von denen sich einige stark von anderen unterscheiden. Sie stimmen jedoch in bestimmten Merkmalen überein:

Ernährung

Die Gruppe der Dinoflagellaten ist so breit, dass sie kein spezifisches Ernährungsmuster aufweist. Es gibt Arten, die autotrophe sind. Dies bedeutet, dass sie ihre Nährstoffe durch den Prozess der Photosynthese synthetisieren können. Dies liegt daran, dass sie zwischen ihren zytoplasmatischen Organellen Chloroplasten haben, in denen sich Chlorophyllmoleküle befinden.

Auf der anderen Seite gibt es einige, die Heterotrophe sind, das heißt, sie ernähren sich von anderen Lebewesen oder von Substanzen, die von ihnen produziert werden. In diesem Fall gibt es Arten, die sich von anderen Protisten ernähren, die den Portozoen, den Kieselalgen oder sogar den Dinoflagellaten selbst gehören.

Ebenso gibt es einige Arten, die Parasiten sind, wie die der Ellobiopsea-Klasse, die Ektoparasiten einiger Krebstiere sind.

Lebensstil

Dieser Aspekt ist sehr unterschiedlich. Es gibt Arten, die frei leben, während es andere gibt, die Kolonien bilden.

In ähnlicher Weise gibt es Arten, die endosymbiotische Beziehungen zu Mitgliedern der Anthozoa-Klasse der Phylum-Nesseltiere herstellen, wie Anemonen und Korallen. In diesen Partnerschaften profitieren beide Mitglieder gegenseitig und brauchen einander, um zu überleben.

Ein Beispiel hierfür ist die Art Gymnodinium microoadriaticum, die in Korallenriffen häufig vorkommt und zu ihrer Bildung beiträgt.

Reproduktion

Bei den meisten Dinoflagellaten ist die Fortpflanzung asexuell, während bei einigen anderen die sexuelle Fortpflanzung auftreten kann.

Die asexuelle Fortpflanzung erfolgt durch einen Prozess, der als binäre Spaltung bekannt ist. Dabei teilt sich jede Zelle in zwei Zellen, genau wie die übergeordnete.

Dinoflagellaten haben eine Art binäre Spaltung, die als longitudinal bezeichnet wird. Bei diesem Typ ist die Teilungsachse in Längsrichtung.

Diese Aufteilung ist vielfältig. Zum Beispiel gibt es Arten wie die der Gattung Ceratium, bei denen ein Prozess namens Desmochisis auftritt. Dabei behält jede entstandene Tochterzelle die Hälfte der Wand der Elternzelle bei.

Es gibt andere Arten, bei denen eine sogenannte Eleutherochisis auftritt. Hier erfolgt die Teilung innerhalb der Stammzelle und nach der Teilung erzeugt jede Tochterzelle bei Thekenarten eine neue Wand oder einen neuen Theka.

Jetzt erfolgt die sexuelle Fortpflanzung durch Fusion von Gameten. Bei dieser Art der Reproduktion findet die Vereinigung und der Austausch von genetischem Material zwischen zwei Gameten statt.

Sie haben Pigmente

Dinoflagellaten haben verschiedene Arten von Pigmenten in ihrem Zytoplasma. Die meisten enthalten Chlorophyll (Typ a und c). Es gibt auch andere Pigmente, unter denen die Xanthophylle Peridinin, Diadinoxanthin, Diatoxanthin und Fucoxanthin hervorstechen. Es gibt auch das Vorhandensein von Beta-Carotin.

Toxine produzieren

Eine große Anzahl von Arten produziert Toxine, die von drei Arten sein können: zytolytisch, neurotoxisch oder hepatotoxisch. Diese sind hochgiftig und schädlich für Säugetiere, Vögel und Fische.

Die Toxine können von einigen Schalentieren wie Muscheln und Austern aufgenommen werden und reichern sich in hohen und gefährlichen Mengen an. Wenn andere Organismen, einschließlich des Menschen, mit dem Toxin kontaminierte Schalentiere aufnehmen, können sie ein Vergiftungssyndrom aufweisen, das, wenn es nicht rechtzeitig und ordnungsgemäß behandelt wird, tödliche Folgen haben kann.

Lebensraum

Alle Dinoflagellaten sind aquatisch. Die meisten Arten kommen in marinen Lebensräumen vor, während ein kleiner Prozentsatz der Arten im Süßwasser vorkommt. Sie haben eine Vorliebe für Gebiete, in die Sonnenlicht gelangt. Es wurden jedoch Exemplare in großen Tiefen gefunden.

Die Temperatur scheint kein einschränkendes Element für den Standort dieser Organismen zu sein, da sie sowohl in warmen als auch in extrem kalten Gewässern wie denen polarer Ökosysteme lokalisiert wurden.

Lebenszyklus

Der Lebenszyklus von Dinoflagellaten wird durch Umgebungsbedingungen vermittelt, da je nachdem, ob sie günstig sind oder nicht, verschiedene Ereignisse auftreten.

Ebenso hat es eine haploide und eine diploide Phase.

Haploide Phase

In der haploiden Phase unterliegt eine Zelle einer Meiose und erzeugt zwei haploide Zellen (mit der Hälfte der genetischen Belastung der Spezies). Einige Wissenschaftler bezeichnen diese Zellen als Gameten (+ -).

Wenn die Umweltbedingungen nicht mehr ideal sind, vereinigen sich zwei Dinoflagellaten und bilden eine Zygote, die als Planozygote bekannt ist und diploid ist (vollständige genetische Belastung der Art).

Lebenszyklus eines Dinoflagellaten. (1) Binäre Spaltung. (2) Vereinigung zweier Dinoflagellaten. (3) Planozygote. (4) Hypnozygote. (5) Planomeiozyten. Quelle: Franciscosp2, aus Wikimedia Commons

Diploide Phase

Später verliert die Planozygote ihre Flagellen und entwickelt sich zu einer anderen Phase, die als Hypnozygote bezeichnet wird. Dies wird durch ein viel härteres und widerstandsfähigeres Teakholz abgedeckt und ist auch voller Reservesubstanzen.

Dadurch kann die Hypnozygote lange Zeit vor jedem Raubtier geschützt und vor rauen Umweltbedingungen geschützt werden.

Die Hypnozygote lagert sich auf dem Meeresboden ab und wartet darauf, dass die Umweltbedingungen wieder ideal werden. Wenn dies geschieht, bricht das Teakholz, das es umgibt, und dies wird zu einer Zwischenstufe, die als Planomeiocito bekannt ist.

Dies ist eine kurzlebige Phase, da die Zelle schnell zu ihrer charakteristischen Dinoflagellatform zurückkehrt.

Einstufung

Dinoflagellaten umfassen fünf Klassen:

• Ellobiopsea: Dies sind Organismen, die in Süßwasser- oder Meereslebensräumen vorkommen. Die meisten sind Parasiten (Ektoparasiten) einiger Krebstiere.
• Oxyrrhoe: Es besteht aus einer einzigen Gattung Oxirrhis. Organismen dieser Klasse sind Raubtiere, die sich in rein marinen Lebensräumen befinden. Seine atypischen Chromosomen sind lang und dünn.
• Dinophyceae: Diese Klasse umfasst die typischen Dinoflagellat-Organismen. Sie haben zwei Flagellen, die meisten von ihnen sind photosynthetische Autotrophen, sie haben einen Lebenszyklus, in dem die haploide Phase überwiegt, und viele von ihnen weisen die als Theca bekannte zelluläre Schutzhülle auf.
• Syndinea: Die Organismen dieser Gruppe zeichnen sich dadurch aus, dass sie kein Theak aufweisen und einen parasitären oder endosymbionten Lebensstil haben.
• Noctilucea: besteht aus bestimmten Organismen, in deren Lebenszyklus die diploide Phase überwiegt. Ebenso sind sie heterotrop, groß (2 mm) und biolumineszierend.

Die "Rote Flut"

Die sogenannte "Rote Flut" ist ein Phänomen, das in Gewässern auftritt, in denen sich bestimmte Mikroalgen, die Teil des Phytoplanktons sind, vermehren, insbesondere solche der Gruppe der Dinoflagellaten.

Wenn die Anzahl der Organismen erheblich zunimmt und sie sich unkontrolliert vermehren, wird das Wasser normalerweise in einer Reihe von Farben gefärbt, darunter Rot, Braun, Gelb oder Ocker.

Die rote Flut wird negativ oder schädlich, wenn die sich vermehrenden Mikroalgenarten Toxine synthetisieren, die für andere Lebewesen schädlich sind. Wenn sich einige Tiere wie Weichtiere oder Krebstiere von diesen Algen ernähren, nehmen sie die Giftstoffe in ihren Körper auf. Wenn sich ein anderes Tier von ihnen ernährt, leiden sie unter den Folgen der Aufnahme des Toxins.

Es gibt keine vorbeugenden oder Abhilfemaßnahmen, die die rote Flut vollständig beseitigen. Unter den Maßnahmen, die versucht wurden, sind:

• Physikalische Kontrolle: Beseitigung von Algen durch physikalische Verfahren wie Filtern und andere.
• Chemische Kontrolle: Verwendung von Produkten wie Algiziden, deren Ziel es ist, auf der Meeresoberfläche angesammelte Algen zu beseitigen. Sie werden jedoch nicht empfohlen, da sie andere Komponenten des Ökosystems betreffen.
• Biologische Kontrolle: Bei diesen Maßnahmen werden Organismen verwendet, die sich von diesen Algen ernähren, sowie einige Viren, Parasiten und Bakterien, die durch natürliche biologische Mechanismen das Gleichgewicht des Ökosystems wiederherstellen können.

Pathogenese

Organismen, die zur Gruppe der Dinoflagellaten gehören, sind an sich keine Krankheitserreger, produzieren jedoch, wie oben erwähnt, Toxine, die Menschen und andere Tiere stark beeinflussen.

Wenn in einigen Meeresregionen die Menge an Dinoflagellaten zunimmt, nimmt auch die Produktion von Toxinen wie Saxitoxinen und Goniautoxin zu.

Dinoflagellaten, die ein wichtiger und vorherrschender Bestandteil des Phytoplanktons sind, gehören zur Ernährung von Krebstieren, Weichtieren und Fischen, in denen sich Giftstoffe gefährlich ansammeln. Diese gehen auf den Menschen über, wenn sie sich von einem infizierten Tier ernähren.

In diesem Fall entsteht das sogenannte Schalentiervergiftungssyndrom.

Schalentiervergiftungssyndrom

Es tritt auf, wenn Mollusken, die mit den verschiedenen von Dinoflagellaten synthetisierten Toxinen infiziert sind, verbraucht werden. Nun gibt es verschiedene Arten von Toxinen, und die Eigenschaften des zu erzeugenden Syndroms hängen von diesen ab.

Lähmendes Toxin

Verursacht eine lähmende Vergiftung mit Meeresfrüchten. Es wird hauptsächlich von Gymnodinium catenatum und mehreren Arten der Gattung Alexandrium produziert.

Symptome

• Taubheit einiger Regionen wie Gesicht, Hals und Hände.
• Kribbeln
• Krankheit
• Erbrechen
• Muskelparalyse

Der Tod ist normalerweise eine Folge eines Atemstillstands.

Neurotoxisches Toxin

Verursacht neurotoxische Vergiftungen. Es wird von Arten der Gattung Karenia synthetisiert.

Symptome

• Starke Kopfschmerzen
• Muskelschwäche
• Schüttelfrost
• Krankheit
• Erbrechen
• Muskelbeteiligung (Lähmung)

Durchfalltoxin

Es ist die Ursache für Durchfallvergiftungen durch den Verzehr von Schalentieren. Es wird von Arten der Gattung Dinophysis produziert.

Symptome

• Durchfall
• Krankheit
• Erbrechen
• Wahrscheinliche Bildung von Tumoren im Verdauungstrakt

Ciguateric Toxin

Verursacht eine Ciguatera-Vergiftung durch den Verzehr von Fisch. Es wird von den Arten Gambierdiscus tropicalus, Ostreopsis spp. Und Coolia spp. Synthetisiert.

Symptome

• Taubheit und Zittern in Händen und Füßen
• Krankheit
• Muskelparalyse (in extremen Fällen)

Evolution

Die Symptome treten zwischen 30 Minuten und 3 Stunden nach der Einnahme der kontaminierten Lebensmittel auf. Dies liegt daran, dass das Toxin schnell über die Mundschleimhaut absorbiert wird.

Abhängig von der Menge des aufgenommenen Toxins können die Symptome mehr oder weniger schwerwiegend sein.

Die Eliminationshalbwertszeit des Toxins beträgt ungefähr 90 Minuten. Die Senkung des Toxinspiegels im Blut auf sichere Werte kann bis zu 9 Stunden dauern.

Behandlung

Leider gibt es kein Gegenmittel gegen eines der Toxine. Die Behandlung ist angezeigt, um Symptome, insbesondere Atemwegsbeschwerden, zu lindern und das Toxin zu beseitigen.

Eine der üblichen Maßnahmen besteht darin, Erbrechen auszulösen, um die Quelle der Vergiftung zu beseitigen. Aktivkohle wird normalerweise auch verabreicht, da sie Toxine absorbieren kann, die gegen die Wirkung des Magen-pH-Werts resistent sind.

Ebenso werden reichlich Flüssigkeiten verabreicht, um die mögliche Azidose zu korrigieren und die Ausscheidung des Toxins über die Nieren zu beschleunigen.

Eine Vergiftung durch eines dieser Toxine wird als Krankenhausnotfall angesehen und muss daher behandelt werden, um der betroffenen Person unverzüglich eine spezielle medizinische Versorgung zukommen zu lassen.

Verweise

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