Information

23.4A: Protisten als Primärproduzenten, Nahrungsquellen und Symbionten - Biologie

23.4A: Protisten als Primärproduzenten, Nahrungsquellen und Symbionten - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Protisten fungieren als Nahrungsquelle für Organismen an Land und im Meer.

Lernziele

  • Geben Sie Beispiele dafür, wie Protisten als Primärproduzenten agieren

Wichtige Punkte

  • Photosynthetische Protisten dienen als Nahrungsproduzenten für andere Organismen.
  • Protisten wie Zooxanthellen haben eine symbiotische Beziehung zu Korallenriffen; die Protisten dienen als Nahrungsquelle für Korallen und die Koralle bietet den Protisten Schutz und Verbindungen für die Photosynthese.
  • Protisten ernähren einen großen Teil der Wasserarten der Welt und führen ein Viertel der weltweiten Photosynthese durch.
  • Protisten helfen Landbewohnern wie Kakerlaken und Termiten, Zellulose zu verdauen.

Schlüsselbegriffe

  • Zooxanthellen: ein Tier der Gattung Symbiodinium, ein gelber Dinoflagellat, der insbesondere in Korallenriffen vorkommt
  • Primärproduzent: ein autotropher Organismus, der durch Photosynthese oder Chemosynthese komplexe organische Stoffe produziert

Primärproduzenten/Nahrungsquellen

Protisten funktionieren in verschiedenen ökologischen Nischen. Einige Protistenarten sind wesentliche Bestandteile der Nahrungskette und sind Erzeuger von Biomasse.

Protisten sind wichtige Nahrungsquellen für viele andere Organismen. In einigen Fällen, wie bei Plankton, werden Protisten direkt verzehrt. Alternativ dienen photosynthetische Protisten als Nahrungsproduzenten für andere Organismen. Zum Beispiel nutzen photosynthetische Dinoflagellaten, die Zooxanthellen genannt werden, Sonnenlicht, um anorganischen Kohlenstoff zu fixieren. In dieser symbiotischen Beziehung liefern diese Protisten Nährstoffe für die Korallenpolypen, die sie beherbergen, und geben den Korallen einen Energieschub, um ein Kalziumkarbonat-Skelett abzusondern. Die Korallen wiederum bieten den Protisten eine geschützte Umgebung und die für die Photosynthese benötigten Verbindungen. Diese Art der symbiotischen Beziehung ist in nährstoffarmen Umgebungen wichtig. Ohne Dinoflagellaten-Symbionten verlieren Korallen in einem Prozess, der als Korallenbleiche bezeichnet wird, Algenpigmente und sterben schließlich ab. Dies erklärt, warum riffbildende Korallen nicht in Gewässern mit einer Tiefe von mehr als 20 Metern leben: In diesen Tiefen erreicht nicht genügend Licht, damit Dinoflagellaten Photosynthese betreiben können.

Die Protisten selbst und ihre Produkte der Photosynthese sind direkt oder indirekt für das Überleben von Organismen von Bakterien bis hin zu Säugetieren essentiell. Als Primärproduzenten ernähren Protisten einen großen Teil der Wasserarten der Welt. (An Land dienen Landpflanzen als Primärproduzenten.) Tatsächlich wird etwa ein Viertel der weltweiten Photosynthese von Protisten durchgeführt, insbesondere von Dinoflagellaten, Kieselalgen und mehrzelligen Algen.

Protisten schaffen nicht nur Nahrungsquellen für Meeresorganismen. Bestimmte anaerobe Parabasalidenarten kommen im Verdauungstrakt von Termiten und holzfressenden Schaben vor, wo sie einen wesentlichen Schritt bei der Verdauung der von diesen Insekten aufgenommenen Zellulose beim Durchbohren des Holzes beitragen.


23.4A: Protisten als Primärproduzenten, Nahrungsquellen und Symbionten - Biologie

Multitrophe mikrobielle Schleifeninteraktionen treiben nachhaltige Landwirtschaft und Ökosystemdienstleistungen voran.

Diese Wechselwirkungen werden im Hinblick auf die Entwicklung nachhaltiger Öko- und Agro-Biotechnologien relativ wenig untersucht.

Klima- und Landnutzungsänderungen wirken sich nachteilig auf das Ökosystem Erde aus – und verursachen so eine mikrobielle trophische Herabstufung wie den Verlust der mikrobiellen Vielfalt, die Ökosystemleistungen beeinträchtigen kann.

Theoriegetriebene Forschung kann nicht nur die Auswirkungen dieser mikrobiellen Wechselwirkungen in mikrobiell basierten Öko-Biotechnologien verbessern, sondern auch zur Erhaltung der Gesundheit und Produktivität von Wasser- und Agrarökosystemen beitragen.

Zukünftige Forschung sollte ökologische, umweltbezogene und molekulargenetische Ansätze kombinieren, um die Funktionsmuster mikrobieller multitropher Interaktionen zu analysieren, um aufzuklären, ob diese von der Arten- oder Funktionsvielfalt angetrieben werden, um erfolgreiche Strategien für eine nachhaltige Landwirtschaft und Ökosystemdienstleistungen zu entwickeln.

Mikrobielle Schleifeninteraktionen auf multitropher Ebene, die durch protistische Prädatoren, Bakterien und Viren vermittelt werden, treiben öko- und agrobiotechnologische Prozesse wie Bioremediation, Abwasserbehandlung, Pflanzenwachstumsförderung und Ökosystemfunktionen voran. Inwieweit diese mikrobiellen Wechselwirkungen bei der Durchführung biotechnologischer und ökosystemarer Prozesse kontextabhängig sind, bleibt weitgehend unerforscht. Theoriegetriebene Forschung kann das Verständnis von öko-evolutionären Prozessen voranbringen, die den Mustern und Funktionsweisen mikrobieller Interaktionen zugrunde liegen, um eine erfolgreiche Entwicklung mikrobenbasierter Biotechnologien für Anwendungen in der realen Welt zu ermöglichen. Dies könnte auch ein großartiger Weg sein, um die Gültigkeit oder Grenzen der Ökologietheorie für das Management verschiedener mikrobieller Ressourcen in einer Ära sich verändernder mikrobieller Nischen, multitropher Wechselwirkungen und des Verlustes der mikrobiellen Vielfalt durch Klima- und Landnutzungsänderungen zu testen.


Geschichte der Klassifikation

Protisten umfassen eine bemerkenswerte Anzahl und Vielfalt lebender Organismen, die in ihrer Artenvielfalt Bakterien und Viren bei weitem übertreffen. Es wird geschätzt, dass es fast dreimal so viele unentdeckte Protisten gibt wie beschriebene. Ihre funktionale Vielfalt und die Weltoffenheit der Nischen, die sie bewohnen, machen sie entscheidend für den Erhalt und die Erhaltung der Biodiversität.

Protisten wurden erstmals in den 1860er Jahren von Ernst Haeckel als eine Gruppe von Organismen klassifiziert, wobei der Begriff aus dem griechischen Wort abgeleitet wurde Protistos bedeutet ‘der allererste’. Es wurde ursprünglich verwendet, um darauf hinzuweisen, dass diese Organismen wahrscheinlich primitive Formen von Pflanzen und Tieren waren. Dieser Begriff tauchte vor dem Hintergrund der Erfindung des Mikroskops und der Entdeckung einer Vielzahl von Mikroorganismen auf.

DNA-Sequenzierung und Molekulargenetik haben es einfacher gemacht, evolutionäre Abstammungslinien und die Beziehungen zwischen verschiedenen Organismengruppen zu bestimmen. Dies hat weiter zur Umverteilung der Protisten unter den anderen fünf eukaryotischen Königreichen beigetragen. Einige Wissenschaftler klassifizieren sie jedoch aufgrund ihrer Ultrastruktur und Biochemie. Die Klassifizierung von Protisten ist weiterhin ein Bereich aktiver Forschung, auch wenn neue Werkzeuge für das Studium der Phylogenetik auftauchen.


Abschnittszusammenfassung

Prokaryoten existierten Milliarden von Jahren, bevor Pflanzen und Tiere auftauchten. Es wird angenommen, dass mikrobielle Matten die frühesten Lebensformen auf der Erde darstellen, und es gibt fossile Beweise, Stromatolithen genannt, für ihre Anwesenheit vor etwa 3,5 Milliarden Jahren. Während der ersten 2 Milliarden Jahre war die Atmosphäre anoxisch und nur anaerobe Organismen konnten leben. Cyanobakterien begannen mit der Sauerstoffanreicherung der Atmosphäre. Der Anstieg der Sauerstoffkonzentration ermöglichte die Entwicklung anderer Lebensformen.

Prokaryoten (Domänen Archaea und Bacteria) sind einzellige Organismen ohne Zellkern. Sie haben ein einzelnes Stück zirkulärer DNA im Nukleoidbereich der Zelle. Die meisten Prokaryonten haben Zellwände außerhalb der Plasmamembran. Bakterien und Archaeen unterscheiden sich in der Zusammensetzung ihrer Zellmembranen und den Eigenschaften ihrer Zellwände.

Bakterielle Zellwände enthalten Peptidoglycan. Archäische Zellwände enthalten kein Peptidoglycan. Bakterien können in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden: Gram-positiv und Gram-negativ. Gram-positive Organismen haben eine dicke Zellwand. Gram-negative Organismen haben eine dünne Zellwand und eine äußere Membran. Prokaryonten nutzen verschiedene Energiequellen, um Makromoleküle aus kleineren Molekülen zusammenzusetzen. Phototrophe beziehen ihre Energie aus Sonnenlicht, während Chemotrophe sie aus chemischen Verbindungen beziehen.

Durch Bakterien verursachte Infektionskrankheiten gehören weltweit nach wie vor zu den häufigsten Todesursachen. Der übermäßige Einsatz von Antibiotika zur Bekämpfung bakterieller Infektionen hat dazu geführt, dass resistente Bakterienformen ausgewählt wurden. Durch Lebensmittel übertragene Krankheiten entstehen durch den Verzehr von kontaminierten Lebensmitteln, pathogenen Bakterien, Viren oder Parasiten, die Lebensmittel kontaminieren. Prokaryonten werden in menschlichen Nahrungsmitteln verwendet. Mikrobielle Bioremediation ist die Nutzung des mikrobiellen Stoffwechsels, um Schadstoffe zu entfernen. Der menschliche Körper enthält eine riesige Gemeinschaft von Prokaryoten, von denen viele nützliche Dienste wie die Entwicklung und Aufrechterhaltung des Immunsystems, Ernährung und Schutz vor Krankheitserregern leisten.