Małe rozmiary, wielkie znaczenie - o okrzemkach słów kilka

Glony sztucznie wyróżniona jednostka, są jedną z najbardziej zróżnicowanych grup organizmów, dlatego różne ich grupy zaliczone zostały do odrębnych królestw: protistów, bakterii oraz roślin. Spośród nich jednokomórkowe okrzemki wyróżniają się wyjątkowym bogactwem gatunkowym, obecnie szacowanym na ponad 100 tys. taksonów.
Te specyficzne organizmy posiadają szereg cech, które sprawiły, że stanowią one przedmiot badań naukowców na całym świecie.

 
Badania kopalne z wielu miejsc kuli ziemskiej, m.in. z Polski, dowodzą iż okrzemki pojawiły się już we wczesnej jurze. Natomiast szczytowy okres rozwoju tych organizmów przypada na trzeciorzęd o czym świadczą pozostałości ścian komórkowych z osadów kopalnych.

Historyczne zapiski dokumentujące pierwsze obserwacje okrzemek pochodzą z 1703 r. z Anglii. Organizmy te opisano wówczas, jako obiekty o kwadratowym lub prostokątnym kształcie. W pierwszej połowie XIX wieku, ze względu na zdolność ruchu okrzemki włączono do królestwa zwierząt. Następnie monografia z końca XIX wieku, niezależnie od sposobu życia, zaklasyfikowała je do roślin. Swoje obecne miejsce w królestwie protistów okrzemki zawdzięczają pracy międzynarodowego zespołu badaczy, którzy swoje wyniki opublikowali w 2005 r.

Swoją nazwę oraz charakterystyczne właściwości okrzemki zawdzięczają specyficznie zbudowanej ścianie komórkowej. Struktura ta wysycona uwodnioną krzemionką (SiO2 x nH2O) wyróżnia okrzemki spośród wszystkich żywych organizmów. Tworzy u nich pewnego rodzaju „skorupkę”, złożoną z przylegających do siebie szczelnie 2 części: wieczka i denka. Posiadają one na swojej powierzchni charakterystyczną dla danego gatunku ornamentację oraz szczelinę.

Podobnie jak u innych glonów, u okrzemek wyróżniamy dwa typy rozmnażania: płciowy i bezpłciowy. Rozmnażanie bezpłciowe u tych organizmów jest najbardziej efektywną metodą zwiększania ilości osobników w środowisku. Polega ono na podziale protoplastu i odłączeniu denka od wieczka. Powstałe w ten sposób dwie nowe komórki odbudowują brakujący element ściany komórkowej poprzez wysycenie go krzemionką pobraną ze środowiska. Tak przebiegający podział komórkowy prowadzi do stopniowego zmniejszania się rozmiarów osobników w populacji. Wraz z osiągnięciem minimalnych wielkości przez te organizmy dochodzi do wymiany informacji genetycznej na drodze oogamii, izogamii lub koniugacji. Ostatecznie niezależnie od rodzaju jednego z trzech procesów powstała komórka potomna uzyskuje maksymalny rozmiar charakterystyczny dla gatunku.

Spośród wielu organizmów bytujących w środowisku wodnym, jedynie okrzemki można zaliczyć do kosmopolitycznych. Budowa i zdolności adaptacyjne okrzemek pozwalają im żyć w każdym środowisku, w którym występuje wilgoć w jakiej kolwiek formie.

Długookresowe badania prowadzone nad autekologią okrzemek wskazują jednoznacznie, iż organizmy te stanowią niezwykle istotny składnik środowiska wodnego. Zasugerowano rolę okrzemek jako głównego producenta tlenu na Ziemi. Okrzemki stanowią najbogatsze źródło bazy pokarmowej dla pozostałych organizmów wodnych (np. pierwotniaków, skorupiaków, mięczaków, ryb).

Ponadto okrzemki są bioindykatorami ekosystemów, w których bytują. Cechują się bowiem wzmożoną wrażliwością na dynamicznie zachodzące zmiany w środowisku. Szybko zachodzące zmiany w składzie gatunkowym i kształcie skorupek okrzemek stały się narzędziem w rękach naukowców, pozwalającym na wnioskowanie o zmianach temperatury, nasłonecznienia czy ilości składników chemicznych zawartych w wodzie.


Budowa i właściwości skorupek okrzemek pozwalają na odkrywanie nowych zastosowań dla tych organizmów. Obecnie diatomit lub ziemię okrzemkową stosuje się w niemal każdej gałęzi przemysłu. Najpowszechniej skorupki okrzemek obecnie używane są jako wysoko wydajne filtry wody, wina bądź piwa. Stosowane są także jako materiał doskonale izolujący akustycznie, termicznie lub elektrycznie. Amorficzne odmiany ziemi okrzemkowej używane są w kosmetologii jako dodatek do kremów, również w medycznie jako składnik leków oraz suplement diety. Najbardziej zadziwiające zastosowanie dla okrzemek znalazł Alfred Nobel. Wynalazca łącząc ziemię okrzemkową z wrażliwą na wstrząsy nitrogliceryną, uzyskał stabilny materiał wybuchowy.

Opracowanie: Paweł Kurzyński

Photos by biostrefa.net

Photos Selected by freepik