DIATOM: KARAKTERISTIK, NUTRISI, REPRODUKSI - BIOLOGI - 2025

The diatom (diatom) adalah kelompok mikroalga, terutama air dan uniseluler. Mereka bisa hidup bebas (seperti plantonik) atau membentuk koloni (seperti yang merupakan bagian dari benthos). Mereka dicirikan oleh distribusi kosmopolitan; artinya, mereka dapat ditemukan di seluruh penjuru planet.

Bersama dengan kelompok mikroalga lainnya, mereka adalah bagian dari singkapan besar fitoplankton yang ditemukan di perairan tropis, subtropis, kutub, dan Antartika. Asal mereka berasal dari Jurassic dan hari ini mereka mewakili salah satu kelompok mikroalga terbesar yang diketahui manusia, dengan lebih dari seratus ribu spesies yang dijelaskan antara hidup dan punah.

Keragaman diatom. Diambil dan diedit dari: Wipeter, dari Wikimedia Commons.

Secara ekologis, mereka adalah bagian penting dari jaring makanan banyak sistem biologis. Endapan diatom merupakan sumber penting bahan organik yang terakumulasi di dasar laut.

Setelah proses sedimentasi yang panjang, tekanan bahan organik dan jutaan tahun, endapan ini menjadi minyak yang menggerakkan sebagian besar peradaban kita saat ini.

Pada zaman kuno, laut menutupi wilayah bumi yang saat ini muncul; Endapan diatom tetap ada di beberapa daerah ini, yang dikenal sebagai tanah diatom. Tanah diatom memiliki banyak kegunaan dalam industri makanan, konstruksi, dan bahkan farmasi.

karakteristik

Mereka adalah organisme eukariotik dan fotosintetik, dengan fase sel diploid. Semua spesies mikroalga ini uniseluler, dengan bentuk hidup bebas. Dalam beberapa kasus mereka membentuk koloni (coccoid), rantai panjang, kipas angin dan spiral.

Karakteristik mendasar dari diatom adalah mereka memiliki frustule. Frustule adalah dinding sel yang sebagian besar terdiri dari silika yang membungkus sel dalam struktur yang mirip dengan cawan petri atau cawan.

Bagian atas kapsul ini disebut epitheca, dan bagian bawah disebut hipotek. Frustula bervariasi dalam ornamen, tergantung pada spesiesnya.

Bentuk

Bentuk diatom bervariasi dan memiliki kepentingan taksonomi. Beberapa dari simetri terpancar (pusat) dan yang lain dapat memiliki bentuk yang berbeda, tetapi mereka selalu simetris bilateral (pennal).

Diatom tersebar luas di seluruh badan air planet. Mereka terutama dari laut; Namun, beberapa spesies telah ditemukan di badan air tawar, kolam, dan lingkungan lembab.

Organisme autotrofik ini menghadirkan klorofil a, c1 dan c2, dan memiliki pigmen seperti diatoxanthin, diadinoxanthin, β-carotene dan fucoxanthin. Pigmen ini memberi mereka warna emas yang memungkinkan mereka menangkap sinar matahari dengan lebih baik.

Taksonomi dan klasifikasi

Saat ini, urutan taksonomi diatom masih kontroversial dan dapat direvisi. Kebanyakan ahli sistematika dan taksonom menempatkan kelompok besar mikroalga ini dalam divisi Heterokontophyta (kadang-kadang sebagai Bacillariophyta). Peneliti lain mengklasifikasikannya sebagai filum dan bahkan sebagai taksa yang lebih tinggi.

Klasifikasi tradisional

Menurut urutan taksonomi klasik, diatom terletak di kelas Bacillariophyceae (juga disebut Diatomophyceae). Kelas ini dibagi menjadi dua ordo: Central dan Pennales.

Pusat

Mereka adalah diatom yang frustrasinya memberi mereka simetri radial. Beberapa spesies memiliki ornamen berduri dan tidak memiliki celah yang disebut raphe di permukaannya.

Pesanan ini terdiri dari setidaknya dua subordo (tergantung pada penulisnya) dan setidaknya lima keluarga. Mereka terutama dari laut; Namun, ada perwakilannya di badan air tawar.

Diatom tengah. Diambil dan diedit dari Derek Keats dari Johannesburg, Afrika Selatan, melalui Wikimedia Commons.

Pennales

Diatom ini memiliki bentuk memanjang, oval dan / atau linier, dengan simetri bipolar bilateral. Mereka memiliki ornamen putus-putus berbentuk stria dan beberapa memiliki raphe di sepanjang sumbu longitudinal.

Bergantung pada ahli taksonomi, urutan ini terdiri dari setidaknya dua subordo dan tujuh famili. Mereka kebanyakan air tawar, meskipun spesies juga telah dideskripsikan di lingkungan laut.

Peringkat terbaru

Di atas adalah klasifikasi taksonomi klasik dan urutan urutan diatom; ini adalah cara yang paling umum digunakan untuk membedakannya. Namun, banyak pengaturan taksonomi telah muncul seiring berjalannya waktu.

Pada tahun 90-an, ilmuwan Round & Crawford menyumbangkan klasifikasi taksonomi baru yang terdiri dari 3 kelas: Coscinodiscophyceae, Bacillariophyceae, dan Fragilariophyceae.

Coscinodiscophyceae

Sebelumnya mereka adalah bagian dari diatom ordo Centrales. Saat ini kelas ini diwakili oleh setidaknya 22 ordo dan 1174 spesies.

Bacillariophyceae

Mereka adalah diatom simetri bilateral dengan raphe. Anggota kelas ini sebelumnya merupakan ordo Pennales.

Kemudian mereka dibagi menjadi diatom dengan raphe dan tanpa raphe (dengan cara yang sangat umum). Diketahui bahwa kelas mikroalga ini diwakili oleh 11 ordo dan sekitar 12 ribu spesies.

Fragilariophyceae

Ini adalah kelas diatom yang anggotanya sebelumnya juga merupakan bagian dari ordo Pennales. Mikroalga ini memiliki simetri bilateral tetapi tidak menampilkan raphe. dan mereka diwakili oleh 12 ordo dan sekitar 898 spesies.

Beberapa ahli taksonomi tidak menganggap takson ini valid dan menempatkan Fragilariophyceae sebagai subclass dalam kelas Bacillariophyceae.

Nutrisi

Diatom adalah organisme fotosintetik: mereka menggunakan energi cahaya (matahari) untuk mengubahnya menjadi senyawa organik. Senyawa organik ini diperlukan untuk memenuhi kebutuhan biologis dan metabolisme Anda.

Untuk mensintesis senyawa organik ini, diatom membutuhkan nutrisi; nutrisi ini terutama adalah nitrogen, fosfor dan silikon. Unsur terakhir ini berfungsi sebagai nutrien pembatas, karena dibutuhkan untuk membentuk frustule.

Untuk proses fotosintesis, mikroorganisme ini menggunakan pigmen seperti klorofil dan karoteniode.

Klorofil

Klorofil adalah pigmen fotosintesis hijau yang terletak di kloroplas. Hanya dua jenis yang dikenal dalam diatom: klorofil a (Chl a) dan klorofil c (Chl c).

Chl a memiliki partisipasi utama dalam proses fotosintesis; sebagai gantinya, Chl c adalah pigmen aksesori. Chl c yang paling umum dalam diatom adalah c1 dan c2.

Karotenoid

Karotenoid adalah sekelompok pigmen yang termasuk dalam keluarga isoprenoid. Dalam diatom, setidaknya tujuh jenis karotenoid telah diidentifikasi.

Seperti klorofil, mereka membantu diatom menangkap cahaya untuk mengubahnya menjadi senyawa organik makanan untuk sel.

Reproduksi

Diatom bereproduksi secara aseksual dan seksual, masing-masing melalui proses mitosis dan meiosis.

Aseksual

Setiap sel induk mengalami proses pembelahan mitosis. Produk mitosis, bahan genetik, inti sel dan sitoplasma digandakan, untuk menghasilkan dua sel anak yang identik dengan sel induk.

Setiap sel yang baru dibuat mengambil selebaran dari sel induk sebagai epiteka dan kemudian membangun atau membentuk hipoteknya sendiri. Proses reproduksi ini dapat terjadi antara satu hingga delapan kali dalam periode 24 jam, tergantung pada spesiesnya.

Karena setiap sel anak akan membentuk hipotek baru, yang mewarisi hipotek ibu akan lebih kecil dari saudara perempuannya. Saat proses mitosis berulang, penurunan sel anakan berlangsung secara progresif hingga jumlah minimum yang berkelanjutan tercapai.

Seksual

Proses reproduksi seksual sel terdiri dari pembelahan sel diploid (dengan dua set kromosom) menjadi sel haploid. Sel haploid memiliki setengah susunan genetik dari sel progenitor.

Setelah diatom yang direproduksi secara aseksual mencapai ukuran minimum, suatu jenis reproduksi seksual dimulai dengan meiosis. Meiosis ini menimbulkan gamet haploid dan telanjang atau panas; gamet bergabung untuk membentuk spora yang disebut auksospora.

Auxospora memungkinkan diatom untuk mendapatkan kembali diploidi dan ukuran maksimum spesies. Mereka juga memungkinkan diatom bertahan dalam kondisi lingkungan yang keras.

Spora ini sangat tahan, dan hanya akan tumbuh dan membentuk frustula masing-masing jika kondisinya mendukung.

Ekologi

Diatom memiliki dinding sel yang kaya akan silikon oksida, biasa disebut silika. Karena itu, pertumbuhannya dibatasi oleh ketersediaan senyawa ini di lingkungan tempat mereka berkembang.

Seperti disebutkan di atas, mikroalga ini tersebar secara kosmopolitan. Mereka ada di badan air tawar dan laut dan bahkan di lingkungan dengan ketersediaan air rendah atau dengan tingkat kelembaban tertentu.

Di kolom air mereka terutama mendiami zona pelagis (perairan terbuka), dan beberapa spesies membentuk koloni dan menghuni substrat bentik.

Populasi diatom umumnya berukuran tidak konstan: jumlahnya sangat bervariasi dengan beberapa periodisitas. Periodisitas ini terkait dengan ketersediaan nutrisi, dan juga tergantung pada faktor fisik-kimiawi lainnya, seperti pH, salinitas, angin, dan cahaya, antara lain.

Berbunga

Ketika kondisi optimal untuk perkembangan dan pertumbuhan diatom, fenomena yang disebut berbunga atau mekar terjadi.

Selama upwelling, populasi diatom dapat mendominasi struktur komunitas fitoplankton, dan beberapa spesies berpartisipasi dalam ledakan ganggang atau gelombang merah yang berbahaya.

Diatom mampu menghasilkan zat berbahaya, termasuk asam domoat. Racun ini bisa menumpuk di rantai makanan dan akhirnya bisa mempengaruhi manusia. Keracunan manusia dapat menyebabkan pingsan dan masalah ingatan hingga koma atau bahkan kematian.

Diperkirakan ada lebih dari 100.000 spesies diatom (beberapa penulis percaya bahwa ada lebih dari 200.000) antara hidup (lebih dari 20.000) dan punah.

Populasi mereka menyumbang sekitar 45% dari produksi utama lautan. Demikian juga, mikroorganisme ini penting dalam siklus silikon samudera karena kandungan silika mereka dalam frustule.

Aplikasi

Paleoceanography

Komponen silika dalam frustule diatom membuat mereka sangat tertarik dengan paleontologi. Mikroalga ini menempati lingkungan yang sangat spesifik dan beragam sejak kira-kira zaman Kapur.

Fosil ganggang ini membantu para ilmuwan merekonstruksi distribusi geografis laut dan benua sepanjang masa geologi.

Biostratigrafi

Fosil diatom yang ditemukan di sedimen laut memungkinkan para peneliti untuk memahami berbagai perubahan lingkungan yang telah terjadi dari zaman prasejarah hingga saat ini.

Fosil-fosil ini memungkinkan penentuan usia relatif dari strata tempat mereka ditemukan dan juga berfungsi untuk menghubungkan strata di lokasi yang berbeda.

Tanah diatom

Tanah diatom dikenal sebagai endapan besar mikroalga yang membatu yang banyak ditemukan di darat. Deposit terpenting dari tanah ini berada di Libya, Irlandia dan Denmark.

Ini juga disebut diatomit, dan itu adalah bahan yang kaya silika, mineral dan elemen jejak, yang memiliki banyak kegunaan. Di antara kegunaan yang paling menonjol adalah sebagai berikut:

pertanian

Ini digunakan sebagai insektisida pada tanaman; itu menyebar pada tanaman sebagai semacam tabir surya. Itu juga banyak digunakan sebagai pupuk.

Budidaya Perairan

Dalam budidaya udang, tanah diatom telah digunakan dalam produksi pangan. Aditif ini telah terbukti meningkatkan pertumbuhan dan asimilasi pakan komersial.

Dalam kultur mikroalga digunakan sebagai filter dalam sistem aerasi dan filter pasir.

Biologi molekuler

Tanah diatom telah digunakan untuk ekstraksi dan pemurnian DNA; untuk ini, ia digunakan bersama dengan zat yang mampu mengacaukan struktur molekul air. Contoh zat ini adalah guanidin hidroklorida dan tiosianat.

Makanan dan minuman

Ini digunakan untuk menyaring dalam produksi berbagai jenis minuman seperti anggur, bir, dan jus alami. Setelah produk tertentu seperti biji-bijian dipanen, mereka dimandikan di tanah diatom untuk menghindari serangan kumbang dan hama lainnya.

Hewan peliharaan

Merupakan bagian dari komponen sanitary litter (kerikil saniter) yang biasa digunakan dalam box untuk kucing dan hewan peliharaan lainnya.

Dokter hewan

Di beberapa tempat ini digunakan sebagai penyembuhan yang efisien untuk luka hewan. Ini juga digunakan dalam pengendalian arthropoda ektoparasit pada hewan domestik dan ternak.

Cat

Ini digunakan sebagai cat sealer atau enamel.

Sekelilingnya

Tanah diatom digunakan untuk memulihkan area yang terkontaminasi logam berat. Penerapannya dalam konteks ini termasuk fakta bahwa ia memulihkan tanah yang rusak dan mengurangi toksisitas aluminium di tanah yang diasamkan.

Tanah diatom. Lihat di bawah kontras fase di mikroskop cahaya. Diambil dan diedit dari: Zephyris, dari Wikimedia Commons.

Ilmu forensik

Pada kasus kematian akibat perendaman (tenggelam), salah satu analisis yang dilakukan adalah adanya diatom pada tubuh korban. Karena komposisi kerangka silika diatom, mereka tetap berada di dalam tubuh bahkan jika ditemukan dengan derajat dekomposisi tertentu.

Ilmuwan menggunakan spesies tersebut untuk mengetahui apakah kejadian tersebut terjadi, misalnya di rawa, laut atau di danau; ini dimungkinkan karena diatom memiliki derajat kekhususan lingkungan tertentu. Banyak kasus pembunuhan terpecahkan berkat keberadaan diatom di tubuh para korban.

Nanoteknologi

Penggunaan diatom dalam nanoteknologi masih dalam tahap awal. Namun, studi dan penggunaan di bidang ini menjadi lebih sering. Saat ini tes digunakan untuk mengubah frustula silika menjadi silikon dan memproduksi dengan komponen listrik ini.

Ada banyak harapan dan potensi penggunaan diatom dalam nanoteknologi. Studi menunjukkan bahwa mereka dapat digunakan untuk manipulasi genetik, untuk konstruksi mikrokomponen elektronik yang kompleks dan sebagai biosel fotovoltaik.

Referensi

1. A. Canizal Silahua (2009). Katalog bergambar diatom air tawar Meksiko. I. Keluarga Naviculaceae. Laporan penelitian yang memperoleh judul: Ahli biologi. Universitas Otonomi Nasional Meksiko. 64 hal.
2. V. Cassie (1959). Marine Plankton Diatom. Tuatara.
3. Alga diatom. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari britannica.com.
4. MD Guiry & GM Guiry (2019). AlgaeBase. Publikasi elektronik di seluruh dunia, Universitas Nasional Irlandia, Galway. Dipulihkan dari algaebase.org.
5. Identifikasi fitoplankton. Diatom dan dinoflagellata. Dipulihkan dari ucsc.edu.
6. Diatom. Ensiklopedia Dunia Baru. Dipulihkan dari newworldencyclopedia.org.
7. P. Kuczynska, M. Jemiola-Rzeminska & K. Strzalka (2015). Pigmen Fotosintesis di Diatom. Obat Laut.
8. Diatom. KEAJAIBAN. Dipulihkan dari ucl.ac.uk.
9. Tanah diatom. Dipulihkan dari diatomea.cl.
10. Silika, tanah diatom dan udang. Dipulihkan dari balnova.com.
11. L. Baglione. Penggunaan tanah diatom. Dipulihkan dari tecnicana.org
12. Diatom. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
13. A. Guy (2012). Diatom Nanoteknologi. Dipulihkan dari nextnature.net.