DINOFLAGELLATEN: KENMERKEN, CLASSIFICATIE, LEVENSCYCLUS - BIOLOGIE - 2025

De dinoflagellaten zijn agentschappen van de Kingdom Protista waarvan het belangrijkste kenmerk is dat ze een paar flagellen hebben die je helpen om in het midden te bewegen. Ze werden voor het eerst beschreven in 1885 door de Duitse natuuronderzoeker Johann Adam Otto Buetschli. Ze vormen een vrij grote groep, waaronder fotosynthetische, heterotrofe, vrijlevende organismen, parasieten en symbionten.

Vanuit ecologisch oogpunt zijn ze erg belangrijk, omdat ze samen met andere microalgen, zoals diatomeeën, fytoplankton vormen, dat op zijn beurt het voedsel is van vele zeedieren zoals vissen, weekdieren, kreeftachtigen en zoogdieren.

Ceratium. Dinoflagellate-soorten. Bron: Keisotyo, van Wikimedia Commons

Evenzo, wanneer ze overdreven en ongecontroleerd groeien, veroorzaken ze een fenomeen genaamd "Red Tide", waarbij de zeeën in verschillende kleuren worden gekleurd. Dit vormt een ernstig milieuprobleem, aangezien het grote invloed heeft op de balans van ecosystemen en de organismen die erin leven.

Taxonomie

De taxonomische classificatie van dinoflagellaten is als volgt:

Domein: Eukarya.

Koninkrijk: Protista.

Superfilo: Alveolata.

Phylum: Miozoa.

Subphylum: Myzozoa.

Dinozoa

Superklasse: Dinoflagellata

Morfologie

Dinoflagellaten zijn eencellige organismen, dat wil zeggen dat ze uit een enkele cel bestaan. Ze variëren in grootte, sommige zijn zo klein dat ze niet met het blote oog kunnen worden gezien (50 micron), terwijl andere iets groter zijn (2 mm).

Uitwendig uiterlijk

In dinoflagellaten zijn twee vormen te vinden: de zogenaamde gepantserde of tecados en de naakte. In het eerste geval is de cel omgeven door een resistente structuur, zoals een pantser, gemaakt van de biopolymeer cellulose.

Deze laag staat bekend als "teak". Bij naakte dinoflagellaten is er geen beschermlaag aanwezig. Daarom zijn ze erg kwetsbaar en gevoelig voor zware omgevingsomstandigheden.

Het onderscheidende kenmerk van deze organismen is de aanwezigheid van flagella. Dit zijn celaanhangsels of projecties die voornamelijk worden gebruikt om de cel mobiel te maken.

In het geval van dinoflagellaten vertonen ze twee flagellen: transversaal en longitudinaal. Het transversale flagellum omgeeft de cel en geeft deze een roterende beweging, terwijl het longitudinale flagellum verantwoordelijk is voor de verticale beweging van het dinoflagellaat.

Sommige soorten hebben bioluminescentiegenen in hun DNA. Dit houdt in dat ze in staat zijn om een ​​bepaalde gloed uit te stralen (zoals sommige kwallen of vuurvliegjes).

Nucleaire structuur

Evenzo, zoals elk eukaryotisch organisme, is het genetische materiaal (DNA en RNA) verpakt in een structuur die bekend staat als de celkern, die wordt begrensd door een membraan, het kernmembraan.

Nu hebben de organismen die tot deze superklasse behoren zeer specifieke kenmerken die ze uniek maken binnen eukaryoten. Ten eerste wordt DNA gevonden dat eeuwig chromosomen vormt, die te allen tijde gecondenseerd blijven (inclusief alle stadia van de celcyclus).

Bovendien heeft het geen histonen en valt het kernmembraan niet uiteen tijdens het celdelingsproces, zoals bij andere eukaryote organismen.

Cytoplasmatische inhoud

Met de elektronenmicroscoop kan de aanwezigheid van verschillende cytoplasmatische organellen, typisch voor elke eukaryoot, worden waargenomen in de dinoflagellaatcellen.

Deze omvatten: Golgi-apparaat, endoplasmatisch reticulum (glad en ruw), mitochondria, opslagvacuolen, evenals chloroplasten (in het geval van autotrofe dinoflagellaten).

Algemene karakteristieken

De superklasse Dinoflagellata is breed en omvat een groot aantal soorten, sommige heel anders dan andere. Ze zijn het echter eens over bepaalde kenmerken:

Voeding

De groep dinoflagellaten is zo breed dat ze geen specifiek voedingspatroon hebben. Er zijn soorten die autotroof zijn. Dit betekent dat ze in staat zijn om hun voedingsstoffen te synthetiseren door middel van fotosynthese. Dit gebeurt omdat ze tussen hun cytoplasmatische organellen chloroplasten hebben, waarin zich chlorofylmoleculen bevinden.

Aan de andere kant zijn er een paar die heterotrofen zijn, dat wil zeggen dat ze zich voeden met andere levende wezens of met stoffen die door hen worden geproduceerd. In dit geval zijn er soorten die zich voeden met andere protisten die behoren tot de portozoën, de diatomeeën of zelfs de dinoflagellaten zelf.

Evenzo zijn er enkele soorten die parasieten zijn, zoals die behoren tot de klasse Ellobiopsea, die ectoparasieten zijn van sommige schaaldieren.

Levensstijl

Dit aspect is behoorlijk divers. Er zijn soorten die vrij leven, terwijl er andere zijn die kolonies vormen.

Evenzo zijn er soorten die endosymbiotische relaties aangaan met leden van de Anthozoa-klasse van de phylum Cnidarians, zoals anemonen en koralen. In deze partnerschappen profiteren beide leden wederzijds en hebben ze elkaar nodig om te overleven.

Een voorbeeld hiervan is de soort Gymnodinium microoadriaticum, die overvloedig voorkomt in koraalriffen en bijdraagt ​​aan hun vorming.

Reproductie

Bij de meeste dinoflagellaten is de voortplanting aseksueel, terwijl bij enkele andere seksuele voortplanting kan voorkomen.

Ongeslachtelijke voortplanting vindt plaats via een proces dat bekend staat als binaire splitsing. Hierin verdeelt elke cel zich in twee cellen die precies hetzelfde zijn als de ouder.

Dinoflagellaten hebben een type binaire splitsing dat bekend staat als longitudinaal. Bij dit type is de scheidingsas longitudinaal.

Deze indeling is gevarieerd. Er zijn bijvoorbeeld soorten zoals die van het geslacht Ceratium, waarin een proces optreedt dat desmochisis wordt genoemd. Hierbij houdt elke voortgekomen dochtercel de helft van de wand van de oudercel in stand.

Er zijn andere soorten waarin iets genaamd eleutherochisis voorkomt. Hier vindt deling plaats binnen de stamcel en na deling genereert elke dochtercel een nieuwe wand of een nieuwe theca, in het geval van thecae-soorten.

Nu vindt seksuele voortplanting plaats door fusie van gameten. Bij dit type reproductie vindt de vereniging en uitwisseling van genetisch materiaal tussen twee gameten plaats.

Ze hebben pigmenten

Dinoflagellaten hebben verschillende soorten pigmenten in hun cytoplasma. De meeste bevatten chlorofyl (type a en c). Er is ook de aanwezigheid van andere pigmenten, waaronder de xanthofylen peridinine, diadinoxanthine, diatoxanthine en fucoxanthine. Er is ook de aanwezigheid van bètacaroteen.

Produceer gifstoffen

Een groot aantal soorten produceert toxines die van drie soorten kunnen zijn: cytolytisch, neurotoxisch of hepatotoxisch. Deze zijn zeer giftig en schadelijk voor zoogdieren, vogels en vissen.

De gifstoffen kunnen worden geconsumeerd door sommige schelpdieren, zoals mosselen en oesters, en hopen zich daarin op hoge en gevaarlijke niveaus op. Wanneer andere organismen, waaronder de mens, schelpdieren binnenkrijgen die met het toxine zijn besmet, kunnen ze een vergiftigingssyndroom vertonen dat, indien niet op tijd en op de juiste manier behandeld, een fatale afloop kan hebben.

Habitat

Alle dinoflagellaten zijn in het water levende organismen. De meeste soorten komen voor in mariene habitats, terwijl een klein percentage van de soorten in zoet water voorkomt. Ze hebben een voorliefde voor gebieden waar zonlicht reikt. Er zijn echter op grote diepten exemplaren gevonden.

De temperatuur lijkt geen beperkend element te zijn voor de locatie van deze organismen, aangezien ze zich zowel in warme wateren als in extreem koude wateren zoals die van polaire ecosystemen bevinden.

Levenscyclus

De levenscyclus van dinoflagellaten wordt bepaald door omgevingsfactoren, aangezien er, afhankelijk van of ze gunstig zijn of niet, verschillende gebeurtenissen zullen plaatsvinden.

Evenzo heeft het een haploïde en een diploïde fase.

Haploïde fase

Wat er in de haploïde fase gebeurt, is dat een cel meiose ondergaat, waarbij twee haploïde cellen worden gegenereerd (met de helft van de genetische belasting van de soort). Sommige geleerden noemen deze cellen gameten (+ -).

Wanneer de omgevingsomstandigheden niet langer ideaal zijn, verenigen twee dinoflagellaten zich en vormen ze een zygoot die bekend staat als een planozygoot, die diploïde is (volledige genetische belasting van de soort).

Levenscyclus van een dinoflagellaat. (1) Binaire splitsing. (2) Vereniging van twee dinoflagellaten. (3) Planozygoot. (4) Hypnozygoot. (5) Planomeiocyt. Bron: Franciscosp2, van Wikimedia Commons

Diploïde fase

Later verliest de planozygoot zijn flagella en evolueert naar een andere fase die de hypnozygoot wordt genoemd. Dit is bedekt met een veel harder en resistenter teak en zit ook vol met reservestoffen.

Hierdoor kan de hypnozygote gedurende lange tijd beschermd blijven tegen elk roofdier en beschermd worden tegen zware omgevingsomstandigheden.

De hypnozygoot wordt op de zeebodem afgezet, wachtend tot de omgevingsomstandigheden weer ideaal worden. Wanneer dit gebeurt, breekt het teak eromheen en wordt dit een tussenstadium dat bekend staat als planomeiocito.

Dit is een kortstondige fase, aangezien de cel snel terugkeert naar zijn karakteristieke dinoflagellaatvorm.

Classificatie

Dinoflagellaten omvatten vijf klassen:

• Ellobiopsea: dit zijn organismen die voorkomen in zoetwater- of mariene habitats. De meeste zijn parasieten (ectoparasieten) van sommige kreeftachtigen.
• Oxyrrhea: het bestaat uit een enkel geslacht Oxirrhis. Organismen van deze klasse zijn roofdieren die zich in puur mariene habitats bevinden. De atypische chromosomen zijn lang en dun.
• Dinophyceae: deze klasse omvat de typische dinoflagellaatorganismen. Ze hebben twee flagellen, de meeste zijn fotosynthetische autotrofen, ze hebben een levenscyclus waarin de haploïde fase overheerst en velen van hen vertonen de cellulaire beschermende laag die bekend staat als theca.
• Syndinea: de organismen van deze groep worden gekenmerkt door het niet presenteren van theak en het hebben van een parasitaire of endosymbiont levensstijl.
• Noctilucea: samengesteld uit bepaalde organismen in wier levenscyclus de diploïde fase overheerst. Evenzo zijn ze heterotroof, groot (2 mm) en bioluminescent.

The "Red Tide"

De zogenaamde "Red Tide" is een fenomeen dat optreedt in watermassa's waarin bepaalde microalgen die deel uitmaken van fytoplankton zich vermenigvuldigen, vooral die van de groep van dinoflagellaten.

Wanneer het aantal organismen aanzienlijk toeneemt en ze zich ongecontroleerd vermenigvuldigen, wordt het water meestal gekleurd in een reeks kleuren, waaronder: rood, bruin, geel of oker.

Het rode tij wordt negatief of schadelijk wanneer de zich uitbreidende soorten microalgen toxines synthetiseren die schadelijk zijn voor andere levende wezens. Wanneer sommige dieren, zoals weekdieren of schaaldieren, zich voeden met deze algen, nemen ze de gifstoffen op in hun lichaam. Wanneer een ander dier zich ermee voedt, zullen ze de gevolgen ondervinden van het binnenkrijgen van het gif.

Er is geen preventieve of herstelmaatregel die de rode vloed volledig zal elimineren. Onder de maatregelen die zijn geprobeerd, zijn:

• Fysieke controle: eliminatie van algen door fysieke procedures zoals filteren en andere.
• Chemische bestrijding: gebruik van producten zoals algiciden, met als doel opgehoopte algen op het zeeoppervlak te elimineren. Ze worden echter niet aanbevolen, omdat ze andere componenten van het ecosysteem beïnvloeden.
• Biologische bestrijding: deze maatregelen maken gebruik van organismen die zich voeden met deze algen, evenals enkele virussen, parasieten en bacteriën, die via natuurlijke biologische mechanismen het evenwicht van het ecosysteem kunnen herstellen.

Pathogenie

Organismen die tot de groep van dinoflagellaten behoren, zijn op zichzelf geen pathogenen, maar produceren, zoals hierboven vermeld, gifstoffen die grote gevolgen hebben voor mensen en andere dieren.

Wanneer de hoeveelheid dinoflagellaten in een deel van de zee toeneemt, neemt ook de productie van gifstoffen toe, zoals saxitoxines en goniautoxine.

Dinoflagellaten, een belangrijk en overheersend onderdeel van fytoplankton, maken deel uit van het dieet van schaaldieren, weekdieren en vissen, waarin gifstoffen zich gevaarlijk ophopen. Deze gaan over op mensen wanneer ze zich voeden met een besmet dier.

Wanneer dit gebeurt, wordt het zogenaamde schelpdiervergiftigingssyndroom gegenereerd.

Schelpdiervergiftigingssyndroom

Het komt voor wanneer weekdieren die zijn geïnfecteerd met de verschillende toxines die door dinoflagellaten worden gesynthetiseerd, worden geconsumeerd. Nu zijn er verschillende soorten gifstoffen en de kenmerken van het te genereren syndroom zijn hiervan afhankelijk.

Verlammende toxine

Veroorzaakt verlammende vergiftiging door zeevruchten. Het wordt voornamelijk geproduceerd door de Gymnodinium catenatum-soort en verschillende van het Alexandrium-geslacht.

Symptomen

• Gevoelloosheid van sommige regio's, zoals gezicht, nek en handen.
• Tintelend gevoel
• Ziekte
• Braken
• Spierverlamming

De dood komt meestal als gevolg van ademstilstand.

Neurotoxisch toxine

Veroorzaakt neurotoxische vergiftiging. Het wordt gesynthetiseerd door soorten die behoren tot het geslacht Karenia.

Symptomen

• Ernstige hoofdpijn
• Spierzwakte
• Rillingen
• Ziekte
• Braken
• Spierbetrokkenheid (verlamming)

Diarree toxine

Het is de oorzaak van diarreevergiftiging door consumptie van schaaldieren. Het wordt geproduceerd door soorten van het geslacht Dinophysis.

Symptomen

• Diarree
• Ziekte
• Braken
• Mogelijke vorming van tumoren in het spijsverteringskanaal

Ciguaterisch toxine

Veroorzaakt ciguatera-vergiftiging door het eten van vis. Het wordt gesynthetiseerd door de soort Gambierdiscus toxicus, Ostreopsis spp en Coolia spp.

Symptomen

• Gevoelloosheid en beven in handen en voeten
• Ziekte
• Spierverlamming (in extreme gevallen)

Evolutie

Symptomen verschijnen tussen 30 minuten en 3 uur nadat het besmette voedsel is ingenomen. Dit komt doordat het toxine snel wordt opgenomen via het mondslijmvlies.

Afhankelijk van de hoeveelheid ingenomen toxine kunnen de symptomen meer of minder ernstig zijn.

De eliminatiehalfwaardetijd van het toxine is ongeveer 90 minuten. De verlaging van de toxinespiegels in het bloed tot veilige niveaus kan tot 9 uur duren.

Behandeling

Helaas is er geen tegengif voor de gifstoffen. De behandeling is geïndiceerd om de symptomen te verlichten, vooral ademhalingssymptomen, en om het toxine te elimineren.

Een van de gebruikelijke maatregelen is om braken op te wekken om de bron van de vergiftiging te elimineren. Geactiveerde kool wordt meestal ook toegediend, omdat het in staat is om gifstoffen op te nemen die resistent zijn tegen de werking van de maag-pH.

Evenzo wordt overvloedig vocht toegediend, dat probeert de mogelijke acidose te corrigeren en de uitscheiding van het toxine door de nieren te versnellen.

Vergiftiging door een van deze toxines wordt beschouwd als een noodgeval in het ziekenhuis en moet als zodanig worden behandeld, waarbij de getroffen persoon onmiddellijk gespecialiseerde medische hulp moet krijgen.

Referenties

1. Adl, SM et al. (2012). "De herziene classificatie van eukaryoten." Journal of Eukaryotic Microbiology, 59 (5), 429-514
2. Faust, MA en Gulledge, RA (2002). Identificatie van schadelijke mariene dinoflagellaten. Bijdragen van het National Herbarium 42: 1-144 van de Verenigde Staten.
3. Gómez F. (2005). Een lijst met vrijlevende dinoflagellatesoorten in de oceanen van de wereld. Acta Botanica Croatica 64: 129-212.
4. Hernández, M. en Gárate, I. (2006). Verlammend vergiftigingssyndroom door consumptie van weekdieren. Rev Biomed. 17. 45-60
5. Van Dolah FM. Gifstoffen voor mariene algen: oorsprong, gezondheidseffecten en hun toegenomen voorkomen. Environ gezondheidsperspectief. 2000; 108 Suppl 1: 133-41.