GYMNODINIUM CATENATUM: KENMERKEN, LEVENSCYCLUS, VOORTPLANTING - BIOLOGIE - 2025

Gymnodinium catenatum is een fotosynthetisch atecado dinoflagellaat, dat gifstoffen kan produceren die verlammende schaaldierenvergiftiging veroorzaken. Deze soort is altijd aanwezig in zeewater, in lage concentraties, en de populaties ondergaan periodiek exponentiële gezwellen die schadelijke algenbloei produceren.

Dit dinoflagellaat is in staat om dikwandige cysten te vormen die langdurig bestand zijn tegen licht en een tekort aan voedingsstoffen. Door deze eigenschap kan het zelfs in het ballastwater van boten overleven, en daarom is het door antropische actie per ongeluk nieuwe gebieden gaan koloniseren.

Gymnodinium sp. Referentieafbeelding van een dinoflagellaat van het geslacht Gymnodinium Genomen en bewerkt uit: Picturepest.

Gymnodinium catenatum heeft een complexe levenscyclus met cysten die direct kunnen ontstaan ​​uit haploïde vegetatieve cellen, dat wil zeggen aseksueel, in tegenstelling tot wat gebeurt bij de meeste dinoflagellaten die cysten vormen met geslachtscellen.

kenmerken

Gymnodinium catenatum is een naakt dinoflagellaat, dat wil zeggen dat het geen teak heeft, het heeft een transversaal en een longitudinaal flagellum, zoals bij de rest van de dinoflagellaten. Deze flagellen worden gebruikt voor verplaatsing.

Ze kunnen afzonderlijk groeien (meestal tijdens stationaire groeifasen) of in ketens van maximaal 64 organismen (snel groeiend), maar de meest voorkomende vormen zijn samengesteld uit minder dan 10 organismen. Ze hebben een grijze tot bruine kleur door de aanwezigheid van fotosynthetische pigmenten.

Cellen variëren sterk in vorm, zijn over het algemeen cirkelvormig of iets langer dan breed, kunnen tot 53 bij 45 μm meten en hebben binnenin talrijke organellen. De individuele cellen en de terminale cellen van de ketens hebben conische toppen.

De cysten worden slapende cysten genoemd en worden gekenmerkt door dikke wanden met een microreticulated oppervlak; de grootte varieert tussen de 45 en 50 μm in diameter.

Distributie

Gymnodinium catenatum wordt in alle zeeën aangetroffen, maar de verspreiding daarin is gelokaliseerd en wordt vaak alleen gedetecteerd tijdens algenbloei. Landen waar het het vaakst is waargenomen, zijn Argentinië, Uruguay, Venezuela, Cuba, Costa Rica, Mexico, Spanje, Portugal, Egypte, Australië en Japan.

Wetenschappers geloven dat de aanwezigheid van Gymnodinium catenatum op veel van deze locaties te wijten is aan accidentele verspreiding in ballastwater. Ze geloven ook dat het cryptische soorten kunnen zijn die als één soort worden verward.

Reproductie

Gymnodinium catenatum vertoont zowel aseksuele als seksuele voortplanting.

Aseksueel

Ongeslachtelijke voortplanting vindt plaats door schuine binaire splitsing; hierbij scheidt de diagonale splitsingsgroef het linker anterieure deel van de cel van het rechter posterieure deel. Elke dochtercel is verantwoordelijk voor het regenereren van de component die hij nodig heeft (anterieur of posterieur), afhankelijk van het geval.

Tijdens de celdeling loopt de wand van de nieuw verdeelde protoplast doorlopend met de wand van de progenitorcel en is daar niet van te onderscheiden. De cellen in de ketens delen synchroon, wat resulteert in ketens van 2,4, 8, 16, 32 of 64 cellen lang.

Langzaam delende ketens breken gemakkelijk in kortere ketens, zelfs cellen of individuele cellen.

Seksueel

Seksuele voortplanting kan plaatsvinden onder omstandigheden van omgevingsstress, zoals groei in een medium met een tekort aan nitraat en fosfaat. Maar deze voorwaarden zijn niet essentieel om dit soort reproductie te laten verschijnen.

De cellen die als gameten zullen fungeren, zijn niet te onderscheiden van vegetatieve cellen. Gameten kunnen van gelijke of ongelijke grootte zijn. Deze komen parallel of loodrecht samen. In beide gevallen is het belangrijkste bevestigingspunt de sulcus.

De cellen zijn gerangschikt als spiegelbeelden, met hun longitudinale flagella parallel gerangschikt. Een biconische planozygoot wordt dan gevormd, met een longitudinaal dubbel flagellum. De planozygoot wordt geleidelijk subsferisch en verliest een van de longitudinale flagellen.

Planozygote kan veranderen in een hypnozygote of rustende cyste; hiervoor verliest het zijn mobiliteit, ondergaat het een reorganisatie en vermindert het zijn cellulaire inhoud, en scheidt het een dikke celwand af.

Levenscyclus

De vegetatieve cellen van Gymnodinium catenatum worden normaal gesproken aangetroffen in ketens van verschillende lengtes. Dit gebeurt tijdens de snelle groeifase. Dan, in de stationaire groeifase, breken de ketens uit elkaar om individuele cellen te vormen.

Gymnodinium fuscum. Referentiebeeld van een dinoflagellaat van hetzelfde geslacht als Gymnodinium catenatum. Genomen en bewerkt uit: Picturepest

Onder ongunstige omstandigheden kunnen individuele cellen rustende cellen of kiemrustcysten veroorzaken. De rustcellen zijn niet mobiel en scheiden een extra beschermfolie af. De cysten zijn bolvormig en hebben maximaal vier extra beschermende lagen.

Om kiemrustcysten te vormen, kunnen individuele cellen zich seksueel voortplanten, of ze kunnen dit rechtstreeks doen vanuit de vegetatieve cel. Normaal gesproken kunnen deze cysten over lange afstanden worden vervoerd door stromingen of worden afgezet op zeebodems.

In het laatste geval kunnen de cysten opnieuw in het water worden gesuspendeerd tijdens perioden van opwelling en uitkomen, waarbij diploïde planomeiocyten ontstaan. Deze delen en vormen haploïde vegetatieve cellen, die een exponentiële groeifase kunnen ingaan en algenbloei veroorzaken.

Voeding

Gymnodinium catenatum is een autotrofe soort, die met behulp van energie uit zonlicht zijn eigen voedsel kan produceren uit anorganische voedingsstoffen. De groei wordt beperkt door de aanwezigheid van voedingsstoffen in de waterkolom.

Enkele van de belangrijkste voedingsstoffen die de groei van G. catenatum beperken, zijn selenium, nitriet en nitraat. Tijdens de regen- of opwellingseizoenen neemt de beschikbaarheid van deze voedingsstoffen in zeewater nabij de kust toe.

Wanneer de verrijking van voedingsstoffen in het water plaatsvindt, hebben de populaties van G. catenatum geen beperkingen voor hun groei en beginnen ze aan een periode van exponentiële groei die een algenbloei of rode vloed genereert.

Verlammend schelpdiervergiftigingssyndroom

Het is een syndroom dat wordt veroorzaakt door de opname van tweekleppige weekdieren die een toxine hebben verzameld dat saxitoxine wordt genoemd. Dit toxine wordt geproduceerd door verschillende soorten dinoflagellaten.

Gymnodinium catenatum is de enige soort verhitte dinoflagellaten die betrokken is bij dit soort vergiftiging. Weekdieren hopen bij inname van dinoflagellaten het toxine op in hun weefsels.

De belangrijkste soorten weekdieren die worden geassocieerd met verlammende vergiftiging zijn kokkels, mosselen, sint-jakobsschelpen en kokkels. Symptomen van vergiftiging beginnen snel te verschijnen, tussen 5 en 30 minuten na inname van de vergiftigde schelpdieren.

Symptomen zijn onder meer paresthesie van de mond en ledematen, evenals duizeligheid, braken en diarree. In ernstigere gevallen kunnen ataxie, spierverlamming en ademnood optreden. Er treden fatale gevallen op als gevolg van ademhalingsverlamming.

Tot op heden is er geen tegengif voor saxitoxine, dus de behandeling is symptomatisch gericht op het in stand houden van de ademhaling van de patiënt.

Referenties

1. MA Doblina, SI Blackburnb, GM Hallegraeffa (1999) Groei en biomassastimulatie van het giftige dinoflagellaat Gymnodinium catenatum (Graham) door opgeloste organische stoffen. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology.
2. ML Hernández-Orozco, I. Gárate-Lizárraga (2006). Verlammend vergiftigingssyndroom door consumptie van weekdieren. Biomedisch tijdschrift.
3. SI Blackburn, GM Hallegrae, CJ Bolch (1989). Vegetatieve voortplanting en seksuele levenscyclus van het giftige dinoflagellaat Gymnodinium catenatum uit Tasmanië, Australië. Journal of Phycology.
4. F. Gómez (2003). De giftige dinoflagellate Gymnodinium catenatum: een indringer in de Middellandse Zee Acta Botanica Croatica.
5. CJ Band-Schmidt, JJ Bustillos-Guzmán, DJ López-Cortés, I. Gárate-Lizárraga, EJ Núñez-Vázquez & FE Hernández-Sandoval (2010). Ecologische en fysiologische studies van Gymnodinium catenatum in de Mexicaanse Stille Oceaan: een overzicht. Marine Drugs.
6. FE Hernández-Sandoval, DJ López-Cortés, CJ Band-Schmidt, I. Gárate-Lizárraga, EJ Núñez-Vázquez & JJ Bustillos-Guzmán (2009). Verlammende toxines bij tweekleppige weekdieren tijdens een proliferatie van Gymnodinium catenatum Graham in de baai van La Paz, Mexico. Hydrobiologisch.