PERIPHYTON: KENMERKEN, MORFOLOGIE, COMPONENTEN, GROEI - BIOLOGIE - 2026

Het periphyton , door sommigen bekend als biofilm, kan worden gedefinieerd als een reeks micro-organismen die een soort bekleding vormen van of verankerd zijn aan verschillende substraten. De micro-organismen waaruit het periphyton bestaat, worden bij elkaar gehouden dankzij de aanwezigheid van de extracellulaire matrix die ze uitscheiden.

Vanwege de grote diversiteit aan micro-organismen in de periphyton, kan het in alle soorten habitats worden aangetroffen, zelfs in de meest ongunstige klimatologische omstandigheden, zoals gletsjers en zelfs warmwaterbronnen.

Periphyton. Bron: Everglades NPS uit Homestead, Florida, Verenigde Staten

Vanuit ecologisch oogpunt is de periphyton erg belangrijk, omdat het verschillende functies vervult in ecosystemen, waaronder zijn capaciteit als indicator van vervuilingsniveaus.

Algemene karakteristieken

De periphyton is een complex, geweven netwerk dat over het algemeen is bevestigd aan een soort substraat dat is ondergedompeld in water. Evenzo, aangezien de organismen waaruit het bestaat de neiging hebben om exponentieel te reproduceren, groeit het periphyton snel. Dit komt omdat er in het medium de nodige voedingsstoffen zitten om de micro-organismen zich optimaal te laten ontwikkelen.

Evenzo is een van de meest opvallende kenmerken van periphition dat de organismen waaruit het bestaat een soort extracellulaire matrix uitscheiden met een gelatineuze consistentie die ze bij elkaar houdt en aan elkaar en aan het substraat verankerd.

Het periphyton is samengesteld uit een grote verscheidenheid aan micro-organismen zoals bacteriën, protozoa en algen. Elk van deze draagt ​​bij aan zijn specifieke eigenschappen en kenmerken voor de periphyton om te gedijen, zich te ontwikkelen en te zegevieren.

Morfologie

Morfologisch wordt de periphyton waargenomen als een dun tapijt dat de verschillende oppervlakken in de wateren bedekt. Het bestaat uit een breed scala aan micro-organismen van verschillende typen, zoals algen, bacteriën, schimmels en protozoa die een polysaccharidematrix afscheiden waarin ze worden verdicht.

Hoewel periphyton wordt aangetroffen op een grote verscheidenheid aan substraten, lijkt nieuw onderzoek erop te wijzen dat het voornamelijk op planten wordt aangetroffen.

Sommige specialisten omschrijven het als een grassoort, waarvan de dikte kan variëren naargelang het ecosysteem waarin het voorkomt. De textuur van de periphyton is vrij glad, zelfs door sommige specialisten als slak geclassificeerd. De overheersende kleur is groen en verraadt daarmee de overvloed aan fotosynthetische organismen in de samenstelling.

Componenten

De componenten van het periphyton zijn behoorlijk gevarieerd, voornamelijk leden van de monera- en protista-koninkrijken.

Organismen van het Monera-koninkrijk

De hoeveelheid bacteriën die in het periphyton aanwezig is, is zeer overvloedig. Bacteriesoorten zijn natuurlijk niet standaard, maar zijn afhankelijk van het ecosysteem waarin ze voorkomen.

Rekening houdend met verschillende onderzoeken waarin de periphyton van verschillende gebieden over de hele wereld is gekarakteriseerd, kan echter worden vastgesteld dat de prokaryote geslachten die er vaker voorkomen, de volgende zijn:

• Enterobacter sp : samengesteld uit anaërobe bacteriën die voornamelijk organische stof afbreken. Ze voeren ook het fermentatieproces uit waardoor ze koolhydraten metaboliseren, en ook onder aerobe omstandigheden zijn ze in staat om een ​​grote verscheidenheid aan substraten te oxideren. Sommige zijn ook erkende menselijke ziekteverwekkers.
• Pseudomonas sp : zijn gramnegatieve bacilvormige bacteriën die vooral gedijen in zuurstofrijke omgevingen. Het zijn katalase-positieve organismen, dus ze kunnen waterstofperoxide afbreken. Dankzij metabolische diversiteit kunnen ze een breed scala aan omgevingen koloniseren, waardoor ze in veel ecosystemen als componenten van periphyton kunnen worden aangetroffen.
• Citrobacter sp : groep bestaande uit bacillaire bacteriën met een aëroob metabolisme. Ze zijn gramnegatief en kunnen sommige koolhydraten zoals lactose fermenteren. Het zijn gewone bewoners van water en bodem, daarom zijn ze regelmatige componenten van het periphyton.
• Andere bacteriesoorten : andere bacteriële geslachten die in een groot aantal omgevingen als componenten van het periphyton zijn aangetroffen, zijn onder andere Chromobacterium sp, Acinetobacter sp, Stenotrophomonas sp en Klebsiella sp.
• Cyanobacteriën: deze staan ​​algemeen bekend als blauwgroene algen. Ze hebben pigmenten zoals chlorofyl in hun cellen, dus sommige kunnen fotosynthetiseren. Ze zijn ook in staat om atmosferische stikstof als bron van dit element te gebruiken.

Organismen van het protistenrijk

De leden van het protistakoninkrijk die deel uitmaken van het periphyton zijn algen en protozoa, waaronder:

• Chlorophytas: het zijn de zogenaamde groene algen, met een overvloed aan chlorofyl in hun cellen, waardoor ze hun karakteristieke groene kleur krijgen. Vanwege de aanwezigheid van chlorofyl zijn het autotrofe organismen die het fotosyntheseproces kunnen uitvoeren. De grootte is variabel, en groene algen kunnen zowel macroscopisch als microscopisch worden waargenomen in het periphyton. Onder de geslachten van groene algen die in de periphyton worden aangetroffen, kunnen onder andere Ulothrix, Chaetophora en Oedogonium worden genoemd.
• Rhodophytas: algemeen bekend als rode algen. Ze zijn over het algemeen meercellig en bevatten chlorofyl en andere pigmenten, zoals carotenoïden. De laatste dragen ertoe bij dat het zijn typische roodachtige kleur krijgt. Een van de meest voorkomende soorten rode algen in de periphyton is Hildebrandia.
• Diatomeeën: het zijn eencellige algen die veel voorkomen in mariene habitats. Ze worden gekenmerkt doordat hun cellen worden beperkt door een celwand die bestaat uit gehydrateerd siliciumdioxide. Ze zijn in staat tot fotosynthese. De meest voorkomende diatomeeënsoorten in de periphyton zijn onder andere Cocconeis, Cymbella en Navicula.

Diatomee, vast lid van de periphyton. Bron: Picturepest

• Protozoa: ze worden gekenmerkt doordat ze eukaryote microscopische organismen zijn, eencellig en over het algemeen heterotroof. Sommige hebben flagellen die hen helpen bij het voortbewegen. De gewone protozoaire geslachten in de periphyton zijn onder andere Stentor, Vorticella, Euplotes en Epistylis.

Toename

De groei en ontwikkeling van de periphyton is een geleidelijk proces dat verschillende fasen omvat:

• Contact en verankering aan het oppervlak: het is de beginfase van het vormingsproces van het periphyton. In dit stadium beginnen de bacteriën en andere micro-organismen die het vormen, bepaalde verbindingen met het substraat tot stand te brengen en zich eraan te verankeren. In eerste instantie zijn deze verbindingen wat zwak, maar naarmate het aantal micro-organismen toeneemt, worden ze sterker.
• Vorming van microkolonies: micro-organismen die aan het substraat waren verankerd, beginnen zich te vermenigvuldigen, voornamelijk aseksueel door binaire splitsing.
• Communicatie tussen moleculen en productie van de extracellulaire matrix: via een mechanisme dat bekend staat als "quorum sensing" worden bindingen tussen de verschillende cellen tot stand gebracht. Evenzo wordt de productie van EPS (extracellulaire polymere stoffen) verhoogd, wat ertoe bijdraagt ​​dat de micro-organismen dicht bij elkaar zijn.
• Rijping van het periphyton: al in dit stadium begint zich een complexe structuur te ontwikkelen. Hier beginnen de organismen waaruit het periphyton bestaat zich aan te passen aan aspecten zoals de beschikbaarheid van zuurstof en sommige voedingsstoffen.

Groeistadia van het periphyton. Bron: Aalexopo

Nut

Het periphyton is een element van levensbelang in ecosystemen, omdat het hierdoor bijvoorbeeld mogelijk is de mate van vervuiling te bepalen en vervuild water op te ruimen. Op dezelfde manier dient de periphyton als voedselbron voor de vissen in het ecosysteem waarin het wordt aangetroffen, dus het wordt ook gebruikt in de aquacultuur.

Indicator vervuiling en waterkwaliteit

De periphyton is in tal van ecosystemen gebruikt als indicator voor vervuilingsniveaus. Dit komt omdat er organismen zijn die een voorliefde hebben voor bepaalde componenten die als verontreinigende stoffen kunnen worden beschouwd.

In die zin kunt u, als u de vervuilingsniveaus van een site wilt weten, een monster nemen van het periphyton dat daar is gegroeid en de daarin aanwezige micro-organismen identificeren.

Door de relatie tussen sommige micro-organismen van de periphyton en bepaalde verontreinigende stoffen te kennen, kan zonder twijfel worden geconcludeerd of een omgeving al dan niet verontreinigd is.

Evenzo kan het periphyton worden gebruikt om de waterkwaliteit te bepalen vanwege zijn hoge gevoeligheid voor veranderingen en de snelle reactie die het daarop genereert.

Ecosysteemreiniger

Diverse onderzoeken hebben aangetoond dat periphyton een uitstekende reiniger is van ecosystemen. Dit komt doordat de micro-organismen waaruit het bestaat, in staat zijn bepaalde vervuilende elementen, zoals sommige metalen zoals zink, cadmium, koper en nikkel, te absorberen en te metaboliseren.

Door dit te doen, verminderen ze de vervuiling op bepaalde plaatsen aanzienlijk. Het vermogen om schadelijke chemicaliën te verwijderen en de troebelheid van het water te verminderen, wordt momenteel bestudeerd.

Visvoer en in de aquacultuursector

Van de periphyton is aangetoond dat het een voedselbron is voor sommige vissen die bepaalde aanpassingen vertonen waardoor ze het periphyton van het substraat kunnen schrapen. Evenzo is het in sommige projecten met aquacultuur gebruikt om de vissen en weekdieren die op deze manier worden grootgebracht, te voeren.

Referenties

1. Aloi, E. (1990). Een kritische beoordeling van recente zoetwater-periphyton-veldmethoden. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 47. 656-670.
2. Haiying, L., Feng, Y., Wang, J. en Wu, Y. (2016). Reacties van periphyton-morfologie, structuur en functie op extreme nutriëntenbelasting. Milieuvervuiling. 214. 878-884.
3. Hall-Stoodley, L. en Stoodley, P. (2002). Ontwikkelingsregulatie van microbiële biofilms. Huidige mening in biotechnologie, 13: 228-233.
4. Hill, W., Ryon, M., Smith, J. en Marshall, s. (2010). De rol van periphyton bij het mediëren van de effecten van vervuiling in een beekecosysteem. Milieu management. 45 (3). 563-76.
5. Rojas, J. (2005). Bacteriële diversiteit in het periphyton in wortels van eichornia sp, pistia sp en azolla sp, in een kunstmatig wetland van de Earth University. Bekeken op: repositoriotec.tec.ac.cr
6. Voltolina, D:, Audelo, J., Romero, E. en Pacheco, M. (2013). Bevordering van periphyton voor de kweek van witte garnalen: naar ecologische aquacultuur. Sao Paulo Fisheries Institute Bulletin. 39.
7. Yadav, R., Kumar, P., Saini, V., Sharma, B. (2017). Belang van periphyton voor aquacultuur. Aqua star 38-43.