GYMNODINIUM CATENATUM: EIGENSCHAFTEN, LEBENSZYKLUS, FORTPFLANZUNG - BIOLOGIE - 2025

Gymnodinium catenatum ist ein photosynthetisches Atecado-Dinoflagellat, das Toxine produzieren kann, die eine lähmende Schalentiervergiftung verursachen. Diese Art kommt im Meerwasser immer in geringen Konzentrationen vor und ihre Populationen unterliegen regelmäßig exponentiellen Wucherungen, die schädliche Algenblüten produzieren.

Dieses Dinoflagellat ist in der Lage, dickwandige Zysten zu bilden, die unter Licht- und Nährstoffmangelbedingungen lange Zeiträume aushalten können. Diese Eigenschaft ermöglicht es ihm, auch im Ballastwasser von Booten zu überleben, weshalb es aufgrund anthropischer Einwirkungen versehentlich neue Gebiete besiedelt hat.

Gymnodinium sp. Referenzbild eines Dinoflagellaten der Gattung Gymnodinium Entnommen und bearbeitet von: Picturepest.

Gymnodinium catenatum hat einen komplexen Lebenszyklus mit Zysten, die sich direkt aus haploiden vegetativen Zellen bilden können, was ungeschlechtlich dem widerspricht, was bei den meisten Dinoflagellaten auftritt, die Zysten mit Geschlechtszellen bilden.

Eigenschaften

Gymnodinium catenatum ist ein nacktes Dinoflagellat, dh es fehlt Teakholz, es hat ein Quer- und ein Längsflagellum, wie es bei den übrigen Dinoflagellaten vorkommt. Diese Flagellen werden zur Verschiebung verwendet.

Sie können einzeln (im Allgemeinen in stationären Wachstumsstadien) oder in Ketten von bis zu 64 Organismen (schnell wachsend) wachsen. Die häufigsten Formen bestehen jedoch aus weniger als 10 Organismen. Sie haben aufgrund des Vorhandenseins von photosynthetischen Pigmenten eine graue bis braune Farbe.

Zellen variieren stark in ihrer Form, sind im Allgemeinen kreisförmig oder etwas länger als breit, können bis zu 53 x 45 μm messen und enthalten zahlreiche Organellen. Die einzelnen Zellen und die Endzellen der Ketten haben konische Spitzen.

Die Zysten werden ruhende Zysten genannt und zeichnen sich durch dicke Wände mit einer mikroretikulierten Oberfläche aus; seine Größe liegt zwischen 45 und 50 μm im Durchmesser.

Verteilung

Gymnodinium catenatum kommt in allen Meeren vor, aber seine Verbreitung in diesen ist lokalisiert und wird oft nur während der Algenblüte nachgewiesen. Zu den Ländern, in denen es am häufigsten beobachtet wurde, gehören Argentinien, Uruguay, Venezuela, Kuba, Costa Rica, Mexiko, Spanien, Portugal, Ägypten, Australien und Japan.

Wissenschaftler glauben, dass das Vorhandensein von Gymnodinium catenatum in vielen dieser Orte auf eine versehentliche Ausbreitung in Ballastgewässern zurückzuführen ist. Sie glauben auch, dass sie kryptische Arten sein könnten, die als eine verwirrt werden.

Reproduktion

Gymnodinium catenatum zeigt sowohl asexuelle als auch sexuelle Fortpflanzung.

Asexuell

Asexuelle Fortpflanzung erfolgt durch schräge binäre Spaltung; Währenddessen trennt die diagonale Spaltrille den linken vorderen Teil der Zelle vom rechten hinteren Teil. Jede Tochterzelle ist je nach Fall für die Regeneration der benötigten Komponente (anterior oder posterior) verantwortlich.

Während der Zellteilung ist die Wand des neu geteilten Protoplasten durchgehend mit der Wand der Vorläuferzelle und kann nicht von dieser unterschieden werden. Die Zellen in den Ketten teilen sich synchron, was zu Ketten mit einer Länge von 2,4, 8, 16, 32 oder 64 Zellen führt.

Langsam teilende Ketten brechen leicht in kürzere Ketten, sogar Zellen oder einzelne Zellen.

Sexuell

Sexuelle Fortpflanzung kann unter Bedingungen von Umweltstress auftreten, wie z. B. Wachstum in einem Medium, dem Nitrat und Phosphat fehlen. Diese Bedingungen sind jedoch nicht wesentlich, damit diese Art der Reproduktion erscheint.

Die Zellen, die als Gameten fungieren, sind von vegetativen Zellen nicht zu unterscheiden. Gameten können gleich oder ungleich groß sein. Diese verbinden sich parallel oder senkrecht. In beiden Fällen ist der Hauptanheftungspunkt der Sulkus.

Die Zellen sind spiegelbildlich angeordnet, wobei ihre Längsflagellen parallel angeordnet sind. Dann wird eine bikonische Planozygote mit einem longitudinalen Doppelflagellum gebildet. Die Planozygote wird allmählich subsphärisch und verliert eine der Längsflagellen.

Planozygote kann sich in eine hypnozygote oder ruhende Zyste verwandeln; dafür verliert es an Mobilität, reorganisiert und reduziert seinen Zellinhalt und sezerniert eine dicke Zellwand.

Lebenszyklus

Die vegetativen Zellen von Gymnodinium catenatum befinden sich normalerweise in Ketten unterschiedlicher Länge. Dies tritt während der schnellen Wachstumsphase auf. In der stationären Wachstumsphase brechen die Ketten dann auseinander und bilden einzelne Zellen.

Gymnodinium fuscum. Referenzbild eines Dinoflagellaten derselben Gattung wie Gymnodinium catenatum. Entnommen und bearbeitet von: Picturepest

Unter ungünstigen Bedingungen können einzelne Zellen ruhende Zellen oder Ruhezysten verursachen. Die ruhenden Zellen sind nicht beweglich und scheiden einen zusätzlichen Schutzfilm aus. Die Zysten sind kugelförmig und haben bis zu vier zusätzliche Schutzschichten.

Um Ruhezysten zu bilden, können sich einzelne Zellen sexuell vermehren oder dies direkt aus der vegetativen Zelle heraus. Normalerweise können diese Zysten durch Strömungen über weite Strecken transportiert oder auf dem Meeresboden abgelagert werden.

Im letzteren Fall können die Zysten während der Aufwärtsperioden im Wasser resuspendiert werden und schlüpfen, um diploide Planomeiozyten zu erzeugen. Diese teilen und bilden haploide vegetative Zellen, die in eine exponentielle Wachstumsphase eintreten und Algenblüten verursachen können.

Ernährung

Gymnodinium catenatum ist eine autotrophe Art, die mit Hilfe von Sonnenenergie aus anorganischen Nährstoffen ihre eigene Nahrung herstellen kann. Sein Wachstum wird durch das Vorhandensein von Nährstoffen in der Wassersäule begrenzt.

Zu den Hauptnährstoffen, die das Wachstum von G. catenatum begrenzen, gehören Selen, Nitrit und Nitrat. Während der Regen- oder Hochsaison steigt die Verfügbarkeit dieser Nährstoffe in küstennahen Meeresgewässern.

Wenn die Anreicherung von Nährstoffen im Wasser erfolgt, haben die Populationen von G. catenatum keine Wachstumsbeschränkungen und initiieren eine exponentielle Wachstumsperiode, die eine Algenblüte oder eine rote Flut erzeugt.

Verkrüppelndes Schalentiervergiftungssyndrom

Es ist ein Syndrom, das durch die Aufnahme von Muscheln verursacht wird, die ein Toxin namens Saxitoxin angesammelt haben. Dieses Toxin wird von verschiedenen Arten von Dinoflagellaten produziert.

Gymnodinium catenatum ist die einzige Art von erhitzten Dinoflagellaten, die an dieser Art von Vergiftung beteiligt ist. Mollusken reichern bei der Einnahme von Dinoflagellaten das Toxin in ihren Geweben an.

Die Hauptarten von Mollusken, die mit lähmenden Vergiftungen verbunden sind, sind Muscheln, Muscheln, Jakobsmuscheln und Herzmuscheln. Vergiftungssymptome treten schnell auf, zwischen 5 und 30 Minuten nach der Einnahme der vergifteten Schalentiere.

Zu den Symptomen gehören Parästhesien des Mundes und der Extremitäten sowie Schwindel, Erbrechen und Durchfall. In schwereren Fällen können Ataxie, Muskelparalyse und Atemnot auftreten. Tödliche Fälle treten durch Atemlähmung auf.

Bis heute gibt es kein Gegenmittel gegen Saxitoxin, daher ist die Behandlung symptomatisch, um die Atmung des Patienten aufrechtzuerhalten.

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