FITOPLANCTON: CARATTERISTICHE, NUTRIZIONE, RIPRODUZIONE - BIOLOGIA - 2025

Il fitoplancton è un gruppo di organismi pelagici autotrofi che vivono in ambienti acquatici e non sono in grado di opporsi all'azione delle correnti. Questi microrganismi abitano quasi tutti i corpi idrici del pianeta.

La maggior parte sono unicellulari e non possono superare le correnti, quindi vengono portati via da loro. Sono anche chiamati produttori primari, in quanto sono alla base delle reti trofiche degli ambienti acquatici. Si trovano in tutta la colonna d'acqua.

Diversità del fitoplancton. Tratto e modificato da: Prof. Gordon T. Taylor, Stony Brook University, tramite Wikimedia Commons.

La loro densità di popolazione fluttua nel tempo e può formare aggregati temporanei molto densi noti come fioritura, torbido o fioriture. Queste fioriture sono in grado di modificare le condizioni fisiche e chimiche del corpo idrico in cui si verificano.

Tassonomia

Il termine fitoplancton non ha validità tassonomica. Viene utilizzato per raggruppare diversi gruppi di organismi che fanno parte del plancton, principalmente microalghe.

Tra i gruppi tassonomici più importanti del fitoplancton vi sono le diatomee (Cromista Kingdom, classe Bacillariophyceae) che contengono più di 200 generi e più di 20mila specie viventi.

Tra i gruppi più importanti sono considerati anche i dinoflagellati (Regno Cromista, Dinoflagellata infraphyllum), con oltre 2400 specie descritte. Altri rappresentanti del fitoplancton sono i coccolitofori e alcuni cianobatteri (Kingdom Bacteria, divisione Cyanobacteria).

Caratteristiche generali

Sono principalmente organismi del Chroma Kingdom, cioè sono eucarioti, presentano cloroplasti con clorofille a e c, nella maggior parte dei casi. Sono unicellulari. Essendo organismi microscopici, il loro nuoto è limitato e non riescono a superare le correnti.

Richiedono energia solare per la fotosintesi. La loro dipendenza dalla luce solare li limita a vivere nella zona fotica (un'area in cui la luce solare penetra nell'ambiente acquatico).

I principali rappresentanti del fitoplancton sono diatomee, dinoflagellati e coccolitofori, al di sotto delle loro caratteristiche generali:

Le diatomee

Diatomee diversità. Tratto e modificato da: Wipeter, da Wikimedia Commons.

Organismi unicellulari, a volte coloniali. Presentano un frustolo, che è una parete cellulare abbastanza dura e ornata, costituita principalmente da silice.

Questo frustolo è composto da due valvole separate (epiteca e ipoteca) di diverse dimensioni che insieme sembrano una scatola con un coperchio o una capsula di Petri. Di solito non hanno flagelli. Abitano quasi tutti i corpi idrici e persino gli ambienti umidi.

dinoflagellati

Sono organismi unicellulari che possono o meno formare colonie. La maggior parte sono fotosintetiche e presentano clorofille aec, alcuni sono mixotrofi (che possono ottenere cibo attraverso la fotosintesi o da un altro organismo) e altri eterotrofi.

La maggior parte sono marini, ma alcuni vivono in acqua dolce. La maggior parte vive libera, tuttavia, alcune specie sono endosimbionti di animali come i coralli. Presentano due flagelli diseguali, che grazie alla loro disposizione danno al corpo movimenti oscillatori.

coccolitoforidi

Sono microalghe unicellulari ricoperte da strutture di carbonato di calcio sotto forma di scaglie o piastre. Sono organismi puramente marini e non presentano flagelli.

Altri componenti del fitoplancton

I cianobatteri

Sono organismi procarioti, capaci di fotosintesi, per i quali presentano solo clorofilla a. Sono Gram negativi e in grado di fissare l'azoto e convertirlo in ammoniaca.

Abitano principalmente laghi e lagune, sono frequenti anche negli oceani e negli ambienti umidi.

Disegno di un cianobatterio. Preso e modificato da Database Center for Life Science (DBCLS).

Nutrizione

La nutrizione del fitoplancton è piuttosto varia. Tuttavia, la fotosintesi è il fattore comune a tutti i gruppi che compongono il fitoplancton. Di seguito sono menzionati alcuni tipi nutrizionali di questi microrganismi.

autotrofia

Tipo di dieta che alcuni organismi presentano, che sono in grado di generare il proprio cibo. Nel caso del fitoplancton, utilizza la luce solare per trasformare i composti inorganici in materia organica utilizzabile. Questo processo è utilizzato da quasi tutti gli organismi nel fitoplancton.

Un altro processo autotrofico è quello dei cianobatteri, che possono fissare l'azoto e convertirlo in ammoniaca.

eterotrofia

Stile alimentare in cui gli organismi dipendono dalla materia organica già prodotta per ottenere il proprio cibo. Esempi di eterotrofia in generale sono la predazione, il parassitismo e l'alimentazione erbivora.

Nel fitoplancton, alcuni organismi hanno questo tipo di nutrizione. I dinoflagellati, ad esempio, hanno rappresentanti che predano altri dinoflagellati, diatomee e altri microrganismi.

Mixitrophy

Condizione facoltativa di alcuni organismi che sono in grado di procurarsi il cibo in modo autotrofico o eterotrofo. Nel fitoplancton, alcune specie di dinoflagellati combinano la fotoautotrofia (fotosintesi) con l'eterotrofia.

Alcuni ricercatori limitano l'eterotrofia alla fagocitosi di altri organismi. Altri includono anche il parassitismo da parte di alcune specie di dinoflagellati, che si ritiene facciano anche la fotosintesi.

Riproduzione

Gli organismi fitoplanctonici presentano una grande varietà di forme riproduttive, che variano a seconda della grande diversità di specie e gruppi di questo gruppo. Tuttavia, in senso lato, il gruppo presenta i due tipi di riproduzione; l'asessuale e il sessuale:

-Asessuale

Un tipo di riproduzione in cui la prole eredita solo i geni da un unico genitore. In questo tipo di riproduzione, i gameti non sono coinvolti. Non c'è variazione cromosomica ed è comune negli organismi unicellulari come il fitoplancton. Alcuni tipi di riproduzione asessuata nel fitoplancton sono:

Fissione binaria o multipla

Caratteristico degli archei e dei batteri, questo tipo di riproduzione consiste nella moltiplicazione del DNA da parte della cellula progenitrice, seguita da un processo chiamato citochinesi, che altro non è che la divisione del citoplasma.

Questa divisione dà origine a due (fissione binaria) o più (fissione multipla) cellule figlie. Le alghe blu-verdi (cianobatteri), dinoflagellati e diatomee si riproducono con questo tipo di meccanismo.

gemmazione

Tra gli organismi fitoplanctonici, i cianobatteri possono riprodursi per gemmazione. In questo processo viene prodotto un piccolo individuo molto simile all'adulto.

Ciò avviene attraverso la produzione di una gemma o gemma che germoglia dall'adulto e cresce su di essa, nutrendosi anche dei nutrienti del genitore. Quando l'individuo (la gemma) ha raggiunto una certa dimensione, si stacca dal genitore e diventa indipendente.

-Sessuale

La riproduzione sessuale consiste nell'ottenere una prole dal materiale genetico combinato di due cellule sessuali o gameti. Questi gameti possono provenire dallo stesso genitore o da genitori diversi.

Il processo prevede una divisione cellulare meiotica, in cui una cellula diploide subisce una divisione riduttiva, dando origine a cellule con metà del carico genetico della cellula progenitrice (solitamente quattro cellule).

Diverse specie di fitoplancton subiscono la riproduzione sessuale in casi abbastanza particolari. Ad esempio, i dinoflagellati sotto una certa pressione ambientale (dove le condizioni non sono necessariamente sfavorevoli) mostrano un tipo di riproduzione sessuale.

In questa riproduzione si forma uno zigote, grazie alla fusione di due individui che funzionano come gameti. Successivamente, lo zigote subirà una divisione meiotica e darà origine a cellule aploidi.

Un altro esempio di riproduzione sessuale nel fitoplancton è quello delle diatomee. In questi, dopo il processo di mitosi (riproduzione asessuata) una delle due cellule figlie finisce per essere più piccola della cellula progenitrice.

Man mano che il processo di mitosi si ripete, la diminuzione delle dimensioni delle cellule figlie è progressiva, fino a raggiungere un minimo naturale sostenibile. Una volta raggiunto questo minimo, inizia un processo di riproduzione sessuale, al fine di ripristinare la normale dimensione delle cellule nella popolazione.

Gephyrocapsa oceanica, Cocolithophore. Tratto e modificato da: Foto di NEON ja, colorata da Richard Bartz, da Wikimedia Commons.

Importanza

L'importanza principale del fitoplancton è ecologica. La sua funzione negli ecosistemi è vitale per sostenere la vita e le relazioni trofiche.

La trasformazione dell'energia luminosa, dell'anidride carbonica e dei nutrienti inorganici, in composti organici e ossigeno, sostiene notevolmente la vita, non solo nell'ambiente acquatico, ma anche sul pianeta.

Questi organismi, insieme, rappresentano circa l'80% della materia organica del pianeta. Questa materia organica è il cibo di un'immensa varietà di pesci e invertebrati.

Inoltre, il fitoplancton produce più della metà dell'ossigeno del pianeta. Inoltre, questi organismi sono una parte importante del ciclo del carbonio.

Importanza industriale

Molte specie di microalghe sono utilizzate in acquacoltura per nutrire le prime fasi (larve) di specie di pesci e gamberetti in condizioni di coltura.

Esiste un potenziale utilizzo di microalghe come biocarburante. Sono anche usati nella medicina naturale, in cosmetologia, come biofertilizzanti e molti altri usi.

Significato clinico

C'è un fenomeno che caratterizza il fitoplancton ed è quello delle fioriture del fitoplancton. Questi si verificano quando la disponibilità di nutrienti in un determinato luogo è molto elevata e viene utilizzata da questi microrganismi attraverso la moltiplicazione cellulare accelerata.

Questi eventi possono verificarsi per risalita costiera (fenomeno oceanografico in cui le acque di fondo per azione del vento e delle correnti raggiungono la superficie), o da eventi specifici di aumento dei nutrienti.

Gli eventi di risalita avvantaggiano notevolmente la pesca di pesci e altri organismi, ma non tutte le fioriture di fitofarmaci sono produttive per l'ambiente e per i suoi abitanti.

Alcune specie di fitoplancton, in particolare dinoflagellati, producono tossine e le loro fioriture, chiamate anche maree rosse, causano massicce mortalità a pesci, molluschi e crostacei, anche agli esseri umani se consumano organismi contaminati.

Un altro gruppo di organismi fitoplanctonici che causano massicce mortalità sono i batteri che decompongono il plancton morto quando le loro popolazioni sono molto alte. Questi consumano l'ossigeno dall'ambiente creando zone anossiche o zone morte, come vengono anche chiamate.

Riferimenti

1. 1. Cosa sono il fitoplancton? POT. Recupero da earthobservatory.nasa.gov.
   2. W. Gregg (2003). Produzione primaria oceanica e clima: cambiamenti globali decennali. Lettere di ricerca geofisica.
   3. Cosa sono il fitoplancton? National Ocean Service (NOAA). Recupero da oceanservice.noaa.gov.
   4. Il fitoplancton. Encyclopaedia Britannica. Recuperato da britannica.com.
   5. Fitoplancton Diatomee, Dinoflagellati, Alghe Azzurre. Recuperato da edc.uri.edu.
   6. Il fitoplancton. Istituto oceanografico di Woods Hole. Recupero da whoi.edu.
   7. Il fitoplancton. Wikipedia. Estratto da es.wikipedia.org.
   8. Comitato editoriale di WoRMS (2019). Registro mondiale delle specie marine. Estratto da marinespecies.org.
   9. Diatomea Wikipedia. Estratto da es.wikipedia.org.
   10. I cianobatteri EcuRed. Recuperato da ecured.cu.
   11. Dinoflagellati. Wikipedia. Estratto da es.wikipedia.org.