Diatomeele reprezintă un grup major de alge microscopice eucariote, cu o importanță ecologică fundamentală în ecosistemele acvatice și terestre umede. Deși sunt organisme unicelulare, ele au un impact global asupra productivității biologice, ciclurilor biogeochimice și stabilității ecosistemelor. Studiul diatomeelor este esențial pentru înțelegerea funcționării ecosistemelor acvatice, a evoluției fitoplanctonului și a relației dintre biosferă și climă.
Interesul științific pentru diatomee a crescut considerabil în ultimele decenii, pe fondul schimbărilor climatice și al degradării ecosistemelor acvatice. Aceste organisme sunt recunoscute drept indicatori sensibili ai modificărilor de mediu, oferind informații valoroase despre starea și evoluția ecosistemelor.
Caracteristici biologice și diversitate
Diatomeele aparțin încrengăturii Bacillariophyta, fiind incluse în regnul Protista (sau Chromista, în unele clasificări moderne). Sunt organisme fotosintetice, care conțin clorofilă a și c, precum și pigmenți carotenoizi, în special fucoxantina, responsabilă de colorația brun-aurie caracteristică.
Diversitatea diatomeelor este remarcabilă, fiind descrise peste 100.000 de specii, cu o mare varietate de forme și dimensiuni. Din punct de vedere morfologic, ele sunt clasificate în două mari grupe:
- diatomee centricе, cu simetrie radială, predominante în mediul marin;
- diatomee penate, cu simetrie bilaterală, frecvente în apele dulci și în habitatele bentonice.
Această diversitate reflectă adaptarea lor la o gamă largă de condiții ecologice.
Caracteristica definitorie a diatomeelor este frustula, un perete celular rigid, alcătuit din dioxid de siliciu hidratat. Frustula este formată din două valve inegale, suprapuse, asemănătoare unei cutii cu capac. Suprafețele valvei prezintă pori, canale și ornamentații fine, care permit schimburile cu mediul și influențează flotabilitatea și rezistența mecanică.
Din punct de vedere ecologic, frustula oferă protecție împotriva prădătorilor și stresului fizic, dar implică și un cost energetic, deoarece sinteza sa depinde de disponibilitatea siliciului dizolvat în apă.
Rolul diatomeelor ca producători primari
Diatomeele sunt printre cei mai importanți producători primari ai biosferei. Prin fotosinteză, ele transformă energia solară în energie chimică, constituind baza lanțurilor trofice acvatice. Contribuția lor la producția primară globală este estimată la aproximativ 20–25%.
În mediul marin, diatomeele domină fitoplanctonul în zonele cu aport ridicat de nutrienți, precum regiunile cu circulație oceanică ascendentă și apele temperate și polare. În ecosistemele de apă dulce, ele sunt componente majore ale perifitonului și fitoplanctonului, susținând comunități complexe de consumatori primari.
Diatomeele și ciclul global al carbonului
Un rol ecologic major al diatomeelor este implicarea lor în ciclul carbonului. Prin fixarea dioxidului de carbon atmosferic, ele contribuie la reducerea concentrației de CO₂. O parte semnificativă a biomasei diatomeelor se scufundă în urma morții celulelor, transportând carbonul organic către sedimentele oceanice.
Acest mecanism, cunoscut sub denumirea de pompă biologică a carbonului, joacă un rol esențial în reglarea climei globale pe termen lung. Diatomeele sunt considerate un factor-cheie în stabilizarea concentrațiilor atmosferice de gaze cu efect de seră.
Rolul diatomeelor în ciclul siliciului
Diatomeele sunt principalii consumatori biologici de siliciu dizolvat din ecosistemele acvatice. Prin formarea frustulelor, ele integrează siliciul în biomasa lor, influențând distribuția și disponibilitatea acestui element.
După moartea diatomeelor, frustulele pot fi reciclate în coloana de apă sau pot contribui la formarea sedimentelor silicioase. La scară geologică, acest proces a dus la acumularea diatomitelor, roci sedimentare cu importanță ecologică și economică.
Diatomeele ca bioindicatori ai calității mediului
Datorită cerințelor ecologice specifice și ciclurilor de viață scurte, diatomeele sunt utilizate extensiv ca bioindicatori ai calității apelor. Structura comunităților de diatomee reflectă condițiile fizico-chimice ale mediului, precum pH-ul, salinitatea, concentrația de nutrienți și nivelul de poluare.
Analiza diatomeelor este integrată în numeroase programe de monitorizare ecologică, oferind o metodă sensibilă și reproductibilă de evaluare a impactului antropic asupra ecosistemelor acvatice.
Interacțiuni ecologice și poziția în rețelele trofice
Diatomeele ocupă o poziție centrală în rețelele trofice acvatice. Ele sunt consumate de zooplancton, larve de insecte, moluște și pești, transferând energia și materia organică către nivelurile trofice superioare.
De asemenea, diatomeele interacționează cu bacterii și alte microorganisme prin schimburi de substanțe organice dizolvate, contribuind la reciclarea nutrienților și la menținerea echilibrului ecosistemelor.
Diatomeele și schimbările globale de mediu
Schimbările climatice, eutrofizarea și acidifierea apelor influențează distribuția și dinamica populațiilor de diatomee. Modificările temperaturii și ale regimului de nutrienți pot favoriza alte grupe de fitoplancton, alterând structura comunităților.
Cu toate acestea, adaptabilitatea diatomeelor și diversitatea lor ridicată sugerează că ele vor continua să joace un rol ecologic major, fiind indicatori sensibili ai transformărilor ecosistemelor la scară globală.