PERIPHYTON: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE, KOMPONENTEN, WACHSTUM - BIOLOGIE - 2025

Das Periphyton , das von manchen als Biofilm bezeichnet wird, kann als eine Reihe von Mikroorganismen definiert werden, die eine Art Auskleidung von verschiedenen Substraten bilden oder an diesen verankert sind. Die Mikroorganismen, aus denen das Periphyton besteht, werden dank der von ihnen abgesonderten extrazellulären Matrix zusammengehalten.

Aufgrund der großen Vielfalt der Mikroorganismen im Periphyton kommt es in allen Arten von Lebensräumen vor, auch unter widrigsten klimatischen Bedingungen wie Gletschern und sogar heißen Quellen.

Periphyton. Quelle: Everglades NPS aus Homestead, Florida, USA

Aus ökologischer Sicht ist das Periphyton sehr wichtig, da es verschiedene Funktionen in Ökosystemen erfüllt, unter denen sich seine Fähigkeit als Indikator für die Verschmutzung hervorhebt.

Allgemeine Charakteristiken

Das Periphyton ist ein komplexes, gewebtes Netzwerk, das im Allgemeinen an eine Art in Wasser getauchtes Substrat gebunden ist. Ebenso hat das Periphyton ein schnelles Wachstum, da die Organismen, aus denen es besteht, dazu neigen, sich exponentiell zu vermehren. Dies liegt daran, dass im Medium die notwendigen Nährstoffe vorhanden sind, damit sich die Mikroorganismen optimal entwickeln können.

In ähnlicher Weise ist eine der bemerkenswertesten Eigenschaften der Periphition, dass die Organismen, aus denen sie besteht, eine Art extrazelluläre Matrix von gelatinöser Konsistenz absondern, die sie zusammenhält und aneinander und am Substrat verankert.

Das Periphyton besteht aus einer Vielzahl von Mikroorganismen wie Bakterien, Protozoen und Algen. Jedes von diesen trägt seine besonderen Eigenschaften und Eigenschaften bei, damit das Periphyton gedeihen, sich entwickeln und sich durchsetzen kann.

Morphologie

Morphologisch gesehen wird das Periphyton als dünner Teppich betrachtet, der die verschiedenen Oberflächen im Wasser bedeckt. Es besteht aus einer Vielzahl von Mikroorganismen verschiedener Arten wie Algen, Bakterien, Pilzen und Protozoen, die eine Polysaccharidmatrix absondern, in der sie verdichtet werden.

Obwohl das Periphyton eine Vielzahl von Substraten abdeckt, scheinen neue Forschungsergebnisse darauf hinzudeuten, dass es hauptsächlich auf Pflanzen vorkommt.

Einige Spezialisten beschreiben es als eine Art Gras, dessen Dicke je nach Ökosystem, in dem es vorkommt, variieren kann. Die Textur des Periphytons ist ziemlich glatt und wird von einigen Spezialisten sogar als Schnecke eingestuft. Die vorherrschende Farbe ist Grün, was die Fülle an photosynthetischen Organismen in ihrer Zusammensetzung verrät.

Komponenten

Die Bestandteile des Periphytons sind sehr unterschiedlich, hauptsächlich Mitglieder der Monera- und Protista-Königreiche.

Organismen des Monera-Königreichs

Die Menge der im Periphyton vorhandenen Bakterien ist sehr häufig. Natürlich sind Bakterienarten kein Standard, sondern hängen vom Ökosystem ab, in dem sie vorkommen.

Unter Berücksichtigung verschiedener Studien, in denen das Periphyton verschiedener Gebiete auf der ganzen Welt charakterisiert wurde, kann jedoch festgestellt werden, dass die darin vorhandenen prokaryotischen Gattungen häufiger sind:

• Enterobacter sp : besteht aus anaeroben Bakterien, die hauptsächlich organische Stoffe zersetzen. Sie führen auch den Fermentationsprozess durch, durch den sie Kohlenhydrate metabolisieren, und unter aeroben Bedingungen sind sie in der Lage, eine Vielzahl von Substraten zu oxidieren. Einige sind auch anerkannte menschliche Krankheitserreger.
• Pseudomonas sp : sind gramnegative bazillusförmige Bakterien, die hauptsächlich in sauerstoffreichen Umgebungen gedeihen. Sie sind Katalase-positive Organismen, so dass sie Wasserstoffperoxid abbauen können. Dank der metabolischen Vielfalt können sie eine Vielzahl von Umgebungen besiedeln, sodass sie in vielen Ökosystemen als Bestandteile von Periphyton gefunden werden können.
• Citrobacter sp : Gruppe bestehend aus bazillären Bakterien, die einen aeroben Stoffwechsel haben. Sie sind gramnegativ und können einige Kohlenhydrate wie Laktose fermentieren. Sie sind häufige Bewohner von Wasser und Boden, weshalb sie regelmäßige Bestandteile des Periphytons sind.
• Andere Bakterientypen : Andere Bakteriengattungen, die in einer Vielzahl von Umgebungen als Bestandteile des Periphytons gefunden wurden, sind unter anderem Chromobacterium sp, Acinetobacter sp, Stenotrophomonas sp und Klebsiella sp.
• Cyanobakterien: Diese sind allgemein als Blaualgen bekannt. Sie haben Pigmente wie Chlorophyll in ihren Zellen, so dass einige Photosynthese betreiben können. Sie sind auch in der Lage, Luftstickstoff als Quelle für dieses Element zu verwenden.

Organismen des protistischen Königreichs

Die Mitglieder des Protista-Königreichs, die Teil des Periphyton sind, sind Algen und Protozoen, darunter:

• Chlorophytas: Sie sind die sogenannten Grünalgen mit reichlich vorhandenem Chlorophyll in ihren Zellen, das ihnen ihre charakteristische grüne Farbe verleiht. Aufgrund des Vorhandenseins von Chlorophyll handelt es sich um autotrophe Organismen, die den Photosynthesevorgang durchführen können. Seine Größe ist variabel und Grünalgen können sowohl makroskopisch als auch mikroskopisch im Periphyton beobachtet werden. Unter den im Periphyton vorkommenden Grünalgengattungen sind unter anderem Ulothrix, Chaetophora und Oedogonium zu nennen.
• Rhodophytas: allgemein bekannt als Rotalgen. Sie sind im Allgemeinen mehrzellig und enthalten Chlorophyll und andere Pigmente wie Carotinoide. Letztere tragen dazu bei, dass es seine typische rötliche Färbung erhält. Eine der am häufigsten vorkommenden Rotalgengattungen im Periphyton ist Hildebrandia.
• Kieselalgen: Sie sind einzellige Algen, die in marinen Lebensräumen häufig vorkommen. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Zellen durch eine Zellwand aus hydratisiertem Siliziumdioxid begrenzt sind. Sie sind zur Photosynthese fähig. Die häufigsten Kieselalgengattungen im Periphyton sind unter anderem Cocconeis, Cymbella und Navicula.

Diatomee, reguläres Mitglied des Periphyton. Quelle: Picturepest

• Protozoen: Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie eukaryotische mikroskopische Organismen sind, einzellig und im Allgemeinen heterotrop. Einige haben Flagellen, die ihnen bei der Fortbewegung helfen. Die häufigsten Gattungen von Protozoen im Periphyton sind unter anderem Stentor, Vorticella, Euplotes und Epistylis.

Erhöhen, ansteigen

Das Wachstum und die Entwicklung des Periphytons ist ein schrittweiser Prozess, der mehrere Stufen umfasst:

• Kontakt und Verankerung an der Oberfläche: Dies ist die Anfangsphase des Bildungsprozesses des Periphytons. In diesem Stadium beginnen die Bakterien und andere Mikroorganismen, die es bilden, bestimmte Verbindungen mit dem Substrat herzustellen und sich daran zu verankern. Anfangs sind diese Verbindungen etwas schwach, aber mit zunehmender Anzahl von Mikroorganismen werden sie stärker.
• Bildung von Mikrokolonien: Mikroorganismen, die am Substrat verankert waren, beginnen sich hauptsächlich asexuell durch binäre Spaltung zu vermehren.
• Kommunikation zwischen Molekülen und Produktion der extrazellulären Matrix: Durch einen als "Quorum Sensing" bekannten Mechanismus werden Bindungen zwischen den verschiedenen Zellen hergestellt. Ebenso wird die Produktion von EPS (extrazellulären polymeren Substanzen) erhöht, was dazu beiträgt, dass die Mikroorganismen eng beieinander liegen.
• Reifung des Periphytons: Bereits in diesem Stadium beginnt sich eine komplexe Struktur zu entwickeln. Hier beginnen sich die Organismen, aus denen das Periphyton besteht, an Aspekte wie die Verfügbarkeit von Sauerstoff und einigen Nährstoffen anzupassen.

Wachstumsstadien des Periphytons. Quelle: Aalexopo

Nützlichkeit

Das Periphyton ist ein Element von entscheidender Bedeutung in Ökosystemen, da es beispielsweise möglich ist, den Grad der Kontamination zu bestimmen und verschmutztes Wasser zu reinigen. In gleicher Weise dient das Periphyton als Nahrungsquelle für die Fische in dem Ökosystem, in dem es vorkommt, und wird daher auch in der Aquakultur verwendet.

Verschmutzungs- und Wasserqualitätsindikator

Das Periphyton wurde in zahlreichen Ökosystemen als Indikator für die Verschmutzung verwendet. Dies liegt daran, dass es Organismen gibt, die eine Vorliebe für bestimmte Komponenten haben, die als Schadstoffe betrachtet werden können.

In diesem Sinne können Sie, wenn Sie den Grad der Kontamination eines Standorts wissen möchten, eine Probe des dort gewachsenen Periphytons entnehmen und die darin vorhandenen Mikroorganismen identifizieren.

Durch Kenntnis der Beziehung zwischen einigen Mikroorganismen des Periphytons und bestimmten Schadstoffen kann ohne Zweifel geschlossen werden, ob eine Umgebung kontaminiert ist oder nicht.

Ebenso kann das Periphyton verwendet werden, um die Wasserqualität aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit gegenüber Änderungen und der schnellen Reaktion, die es auf sie erzeugt, zu bestimmen.

Ökosystemreiniger

Verschiedene Studien haben gezeigt, dass Periphyton ein ausgezeichneter Reiniger von Ökosystemen ist. Dies liegt daran, dass die Mikroorganismen, aus denen es besteht, bestimmte Schadstoffe wie einige Metalle wie Zink, Cadmium, Kupfer und Nickel absorbieren und metabolisieren können.

Auf diese Weise reduzieren sie die Umweltverschmutzung an bestimmten Orten erheblich. Ihre Fähigkeit, schädliche Chemikalien zu eliminieren und Wassertrübungen zu reduzieren, wird derzeit untersucht.

Fischfutter und in der Aquakulturindustrie

Es hat sich gezeigt, dass das Periphyton eine Nahrungsquelle für einige Fische ist, die bestimmte Anpassungen aufweisen, die es ihnen ermöglichen, das Periphyton vom Substrat abzukratzen. Ebenso wurde es in einigen Projekten verwendet, die Aquakultur beinhalten, um die auf diese Weise gezüchteten Fische und Mollusken zu füttern.

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