الدياتومات هي المساهم الرئيسي في إزهار العوالق النباتية في البحيرات وفي البحر، وبالتالي فهي أساسية في النظم الإيكولوجية المائية ودورة الكربون العالمية، وتختلف جميع الدياتومات التي تعيش بحرية عن غيرها من مجموعات العوالق النباتية في وجود جدران خلايا مدمجة في شكل قذيفتين من شكل متعدد الأعمار والهندسة المعقدة ووظيفتها ودورها .

ما هي الدياتومات

طول الدياتومات من 2 إلى 200 ميكرومتر، كما إن البلاستيدات الخضراء البنية الصفراء وهي موقع التمثيل الضوئي، نموذجية للخطوط غير المتجانسة التي تحتوي على أربعة أغشية وتحتوي على أصباغ مثل الكاروتينويد فوكوكسانثين، عادة ما يفتقر الأفراد إلى السوط، لكنهم يتواجدون في الأمشاج الذكرية للديومات مركزية ولديهم بنية غير متجانسة معتدلة، إلا أنهم يفتقرون إلى الشعر (السديم) في مجموعات أخرى، وغالبا ما يشار إلى الدياتومات باسم “جواهر البحر” أو “الأوبال الحية” بسبب خصائصها البلورية الضوئية، والوظيفة البيولوجية لهذا التلوين الهيكلي ليست واضحة، ولكن من المتوقع أن تكون مرتبطة بالاتصال والتمويه والتبادل الحراري و / أو الحماية من الأشعة فوق البنفسجية .

وتبني الدياتومات جدران خلايا صلبة ومعقدة يسهل اختراقها تسمى إحباطات تتكون أساسا من السيليكا، ويمكن أن يكون هذا الجدار السيليزي منقوشا للغاية بمجموعة متنوعة من المسام والأضلاع والعمود الفقري الدقيقة والتلال الحدية والارتفاعات، وكلها يمكن استخدامها لتحديد الأجناس والأنواع، وتتكون الخلية نفسها من نصفين كل منهما يحتوي على لوحة مسطحة بشكل أساسي، أو صمام ووصلة ربط هامشية، أو شريط حزام، والنصف تحت المهاد أصغر قليلا من النصف الآخر، وعلى الرغم من أن شكل الخلية عادة ما يكون دائريا فقد تكون بعض الخلايا مثلثية أو مربعة أو بيضاوية، والسمة المميزة لها هي قشرة معدنية صلبة أو إحباط مكونة من الأوبال (حمض السيليك المبلمر) .

سلوك الدياتومات

معظم الدياتومات غير قابلة للتنقل لأن جدرانها الخلوية الكثيفة نسبيا تجعلها تغرق بسهولة، وتعتمد أشكال العوالق في المياه المفتوحة عادة على الخلط المضطرب للطبقات العليا من مياه المحيط بواسطة الريح لإبقائها معلقة في المياه السطحية المضاءة بضوء الشمس، والآلية الوحيدة لتنظيم الطفو هي المضخة الأيونية، والخلايا هي الانفرادي أو متحدة في مستعمرات من أنواع مختلفة، والتي قد تكون مرتبطة من قبل الهياكل السيليسية، ومنصات الصمغ، وسيقان أو أنابيب، وكتل غير متبلورة من الصمغ أو عن طريق خيوط الكيتين (السكاريد)، التي تفرز من خلال عمليات متعثرة من الخلية، والدياتومات هي أساسا الضوئي، ومع ذلك هناك عدد قليل من المتغيبين ويمكنهم العيش في غياب الضوء بشرط توفر مصدر مناسب للكربون العضوي .

دورة حياة الدياتومات

التكاثر بين هذه الكائنات هو أمر غير جنسي عن طريق الانشطار الثنائي، حيث تنقسم المشطورة إلى قسمين، وتنتج اثنين من الدياتومات “الجديدة” مع الجينات المتماثلة، ويتلقى كل كائن حي جديد واحدا من إحباطين أحدهما أكبر والآخر أصغر حجما يمتلكه الوالد، والذي يطلق عليه الآن اسم epitheca ، ويستخدم لبناء الثاني أصغر الإحباط  ووتر، ويصبح المشطورة التي تلقت الإحباط الأكبر بنفس حجم الوالد، لكن المشطورة التي تلقيت الإحباط الأصغر تظل أصغر من الأصل، وهذا يؤدي إلى انخفاض متوسط ​​حجم الخلية لهذه المجموعة المشطورة، ومع ذلك فقد لوحظ أن بعض الأصناف لديها القدرة على الانقسام دون التسبب في تقليل حجم الخلية، ومع ذلك من أجل استعادة حجم الخلية لسكان دياتوم لأولئك الذين يتحملون تخفيض الحجم، ويجب أن يحدث التكاثر الجنسي وتكوين العظم .

الخلايا النباتية من الدياتومات هي ثنائية التبلور، وبالتالي يمكن أن يحدث الانقسام الاختزالي مما ينتج عناجات من الذكور والإناث التي تنصهر بعد ذلك لتشكل الزيجوت، ويلقي الزيجوت ذرات السيليكا الخاصة به وينمو في كرة كبيرة مغطاة بغشاء عضوي، وهو العاكس، وتتشكل الخلية المشطورة الجديدة ذات الحد الأقصى للحجم، وهي الخلية الأولية داخل العاكس، وبالتالي تبدأ جيلا جديدا، ويمكن أيضا تشكيل جراثيم الراحة كرد فعل للظروف البيئية غير المواتية مع حدوث إنبات عندما تتحسن الظروف .

الدياتومات هي في معظمها غير متحركة، ومع ذلك يمكن وضع علامات على الحيوانات المنوية الموجودة في بعض الأنواع، وعلى الرغم من أن الحركة تقتصر عادة على حركة الانزلاق في الدياتومات المتمركزة على المركزية، يكون للمشمام الذكري الصغير سوط واحد بينما الأمشاج الأنثوية كبيرة وغير متحركة (زوجي)، وعلى العكس من ذلك في الدياتومات المزمنة كلا الأمشاجين يفتقران إلى السوط ، وتم توثيق أنواع معينة من الأبيديد وهي الدياتومات البنتاتية دون الراب (التماس)، باعتبارها غير متجانسة وبالتالي فهي تمثل مرحلة انتقالية بين الدياتومات الباطنية المتمركزة والرادية، والدياتومات ذات اليافطة .

يمكن لبعض أنواع البكتيريا الموجودة في المحيطات والبحيرات تسريع معدل انحلال السيليكا في الدياتومات الميتة والحيوية، باستخدام إنزيمات تحلل المياه لتحطيم مادة الطحالب العضوية .

تصنيف الدياتومات

الدياتومات المركزية هي متماثلة شعاعيا، وهي تتألف من صمامات علوية وسفلية، وكل عنصر من مكونات الصمام وحزام يمكن توسيعه وتوسيعه بسهولة، ويقع السيتوبلازم من المشطورة المركزية على طول السطح الداخلي للقذيفة ويوفر مجموعة واسعة من الفجوات في وسط الخلية، وتمتلئ هذه الفجوة الكبيرة المركزية بسائل يعرف باسم “عصارة الخلية”، والطبقة السيتوبلازمية هي موطن لعدة عضيات، مثل البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا، وقبل أن تبدأ المشطورة المتمركزة في التمدد تكون نواتها في مركز أحد الصمامات وتبدأ في التحرك نحو مركز الطبقة السيتوبلازمية قبل اكتمال الانقسام، وتحتوي الدياتومات المركزية على مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام، بناء على المحور الذي يمتد القشرة إذا كانت العمود الفقري موجودة .