Rozsivky
Obsah boxu
Rozsivky (Bacillariophyceae) jsou velkou a ekologicky významnou skupinou jednobuněčných řas, které patří mezi nejběžnější typy fytoplanktonu. Jsou jedním z nejdůležitějších primárních producentů v oceánech a sladkých vodách. Jejich nejvýraznějším znakem je unikátní buněčná stěna, nazývaná frustula, která je tvořena hydratovaným oxidem křemičitým (opálem). Odhaduje se, že rozsivky produkují 20 až 50 % veškerého kyslíku na Zemi a jsou zodpovědné za téměř polovinu organické hmoty vyprodukované v oceánech.
🧬 Stavba buňky
Buňka rozsivky je chráněna pevnou křemičitou schránkou, frustulou. Tato schránka se skládá ze dvou částí, které do sebe zapadají jako dno a víko krabičky. Větší část se nazývá epitéka a menší, vnitřní část, hypotéka. Každá z těchto částí se dále skládá z ploché destičky (valva) a bočního spojovacího pásku (pleura).
Povrch frustuly je pokryt složitým systémem pórů, kanálků a žeber, jejichž uspořádání je druhově specifické a slouží jako klíčový determinační znak. Tyto struktury umožňují buňce výměnu látek s okolním prostředím.
Uvnitř buňky se nachází cytoplazma, jádro a jeden nebo více chloroplastů. Chloroplasty mají zlatohnědou barvu, kterou způsobuje přítomnost pigmentu fukoxantinu, jenž maskuje zelený chlorofyl a a c. Jako zásobní látku si rozsivky ukládají oleje a chrysolaminaran.
🏃 Pohyb
Některé skupiny rozsivek, zejména penátní (dvoustranně souměrné), jsou schopny klouzavého pohybu. Tento pohyb umožňuje specializovaná štěrbina v schránce zvaná raphe (rafé). Skrze rafé je vylučován sliz, který přilne k podkladu a posouvá buňku vpřed. Centrické (kruhovité) rozsivky rafé nemají a jsou pasivně unášeny vodou.
🔄 Životní cyklus a rozmnožování
Rozsivky se rozmnožují primárně nepohlavně, a to dělením. Během tohoto procesu se epitéka a hypotéka oddělí a každá dceřiná buňka si dotvoří novou, menší část (hypotéku).
📉 MacDonald-Pfitzerovo pravidlo
Tento způsob dělení vede k postupnému zmenšování průměrné velikosti buněk v populaci. Buňka, která zdědí původní hypotéku, si vytvoří novou, ještě menší hypotéku. Buňka, která zdědí původní epitéku, si vytvoří novou hypotéku stejné velikosti jako byla ta původní. Důsledkem je, že část populace se neustále zmenšuje.
⏫ Obnova velikosti
Když buňky dosáhnou kriticky malé velikosti, nastává pohlavní rozmnožování. Procesem meiózy vznikají gamety, které splynou a vytvoří zygotu. Zygota se následně zvětší, odhodí starou schránku a vytvoří velkou, beztvarou buňku zvanou auxospora. Uvnitř auxospory se pak vytvoří nová frustula v původní, maximální velikosti pro daný druh. Tím je obnoven životní cyklus.
🏛️ Systematika a klasifikace
Tradičně se rozsivky dělí do dvou hlavních skupin na základě symetrie jejich schránek:
- Centrické rozsivky (Coscinodiscophyceae): Mají radiální (paprsčitou) symetrii. Jsou obvykle kruhovité, trojúhelníkovité nebo válcovité. Nemají rafé a jsou nepohyblivé. Vyskytují se převážně v mořském planktonu.
- Penátní rozsivky (Bacillariophyceae): Mají bilaterální (dvoustrannou) symetrii. Jsou podlouhlé, loďkovitého nebo tyčinkovitého tvaru. Dále se dělí na:
* **Arafidní**: Bez rafé, nepohyblivé. * **Rafidní**: S rafé, schopné aktivního pohybu. Vyskytují se často v bentosu (na dně vodních těles) nebo přisedle na různých površích.
Moderní fylogenetika tuto klasifikaci dále zpřesňuje, ale základní dělení na centrické a penátní formy je stále široce používáno.
🌍 Ekologie a rozšíření
Rozsivky jsou kosmopolitní organismy, které obývají prakticky všechny vodní a vlhké biotopy na světě.
- **Mořské prostředí**: Tvoří základ mořského potravního řetězce. Jsou dominantní složkou fytoplanktonu v polárních a mírných oblastech, kde způsobují jarní a podzimní "květy" (masivní namnožení).
- **Sladkovodní prostředí**: Žijí v řekách, jezerech, rybnících i malých tůních. Jsou důležitými bioindikátory kvality vody, protože různé druhy mají specifické nároky na pH, obsah živin a znečištění.
- **Půda a jiné habitaty**: Nacházejí se i ve vlhké půdě, na meších, skalách nebo jako epifyty na jiných řasách a vodních rostlinách. Některé druhy žijí v extrémních podmínkách, jako jsou horké prameny nebo hyperslaná jezera.
Jako klíčoví primární producenti hrají zásadní roli v globálním cyklu uhlíku. Po odumření jejich těžké křemičité schránky rychle klesají ke dnu, čímž efektivně transportují uhlík z atmosféry do hlubokomořských sedimentů.
⛏️ Využití člověkem a fosilní záznam
Díky svým odolným křemičitým schránkám mají rozsivky vynikající fosilní záznam sahající až do rané jury. Po odumření se jejich frustuly hromadí na dně vodních těles a vytvářejí sedimentární horninu zvanou křemelina (diatomit).
Křemelina má široké průmyslové využití díky své vysoké pórovitosti, nízké hustotě a abrazivním vlastnostem:
- **Filtrace**: Používá se k filtraci piva, vína, cukrových sirupů, olejů a vody v bazénech.
- **Abrazivum**: Je součástí jemných brusných past, leštidel na kovy a historicky i zubních past.
- **Absorbent**: Využívá se k pohlcování rozlitých kapalin, jako nosič pro pesticidy nebo v kočičích stelivech.
- **Izolace**: Pro své tepelně izolační vlastnosti se používá ve stavebnictví.
- **Dynamit**: Alfred Nobel použil křemelinu jako stabilizátor pro nitroglycerin při vynálezu dynamitu.
🔬 Vědecké využití
- **Paleoekologie**: Analýza druhů rozsivek v sedimentárních vrtech umožňuje rekonstruovat minulé klimatické podmínky, kvalitu vody, pH a salinitu jezer a oceánů.
- **Forenzní věda**: Přítomnost specifických druhů rozsivek v plicích nebo kostní dřeni utonulého může pomoci určit místo a příčinu smrti (tzv. diatomový test).
- **Nanotechnologie**: Složité a pravidelné struktury frustul inspirují výzkum v oblasti optiky a materiálového inženýrství.
🔬 Pro laiky
Rozsivky si lze představit jako miniaturní jednobuněčné řasy, které žijí ve "skleněných domečcích". Tyto domečky, odborně frustuly, jsou vyrobeny z křemíku (stejný prvek jako ve skle nebo písku) a mají neuvěřitelně složité a krásné vzory, které jsou jedinečné pro každý druh. Rozsivky se nacházejí téměř v každé kapce vody na Zemi, od oceánů po kaluže. Jsou nesmírně důležité, protože pomocí fotosyntézy vyrábějí obrovské množství kyslíku, který dýcháme, a tvoří základ potravy pro mnoho vodních živočichů. Když odumřou, jejich křemičité schránky klesnou na dno a za miliony let vytvoří horninu zvanou křemelina, kterou lidé těží a používají například k filtraci nápojů nebo jako jemný brusný prášek.