PERIPHYTON: CARATTERISTICHE, MORFOLOGIA, COMPONENTI, ACCRESCIMENTO - BIOLOGIA - 2025

Il periphyton , noto da alcuni come biofilm può essere definito come un insieme di microrganismi che formano una sorta di rivestimento o è ancorato a vari substrati. I microrganismi che compongono il periphyton sono tenuti insieme grazie alla presenza della matrice extracellulare che secernono.

A causa della grande diversità di microrganismi nel periphyton, può essere trovato in tutti i tipi di habitat, anche nelle condizioni climatiche più avverse, come ghiacciai e persino sorgenti termali.

Periphyton. Fonte: Everglades NPS da Homestead, Florida, Stati Uniti

Da un punto di vista ecologico, il periphyton è molto importante, poiché svolge diverse funzioni negli ecosistemi, tra cui spicca la sua capacità di indicatore dei livelli di inquinamento.

Caratteristiche generali

Il periphyton è una complessa rete tessuta che è generalmente attaccata a qualche tipo di substrato immerso nell'acqua. Allo stesso modo, dato che gli organismi che lo compongono tendono a riprodursi in modo esponenziale, il periphyton ha una crescita rapida. Questo perché nel mezzo sono presenti i nutrienti necessari affinché i microrganismi si sviluppino in modo ottimale.

Allo stesso modo, una delle caratteristiche più notevoli della perifizione è che gli organismi che la compongono secernono una sorta di matrice extracellulare di consistenza gelatinosa che le tiene insieme e ancorate tra loro e al substrato.

Il periphyton è composto da un'ampia varietà di microrganismi come batteri, protozoi e alghe. Ognuno di questi contribuisce con le sue proprietà e caratteristiche particolari affinché il periphyton possa prosperare, svilupparsi e prevalere.

Morfologia

Morfologicamente, il periphyton si osserva come un sottile tappeto che ricopre le diverse superfici presenti nelle acque. È costituito da un'ampia gamma di microrganismi di diverso tipo, come alghe, batteri, funghi e protozoi che secernono una matrice polisaccaridica in cui vengono compattati.

Sebbene il periphyton si trovi a coprire un'ampia varietà di substrati, una nuova ricerca sembra suggerire che si trovi principalmente sulle piante.

Alcuni specialisti la descrivono come una specie di erba, il cui spessore può variare a seconda dell'ecosistema in cui si trova. La consistenza del periphyton è abbastanza liscia, addirittura classificata come lumaca da alcuni specialisti. Il colore predominante è il verde, tradendo così l'abbondanza di organismi fotosintetici nella sua composizione.

componenti

I componenti del periphyton sono piuttosto vari, principalmente membri dei regni monera e protista.

Organismi del regno di Monera

La quantità di batteri presenti nel periphyton è molto abbondante. Certo, le specie batteriche non sono standard, piuttosto dipendono dall'ecosistema in cui si trovano.

Tuttavia, tenendo conto di vari studi in cui sono stati caratterizzati i perifiti di varie aree del mondo, si può stabilire che i generi procarioti in esso presenti con maggiore frequenza sono i seguenti:

• Enterobacter sp : costituito da batteri anaerobici che sono principalmente decompositori di materia organica. Svolgono inoltre il processo di fermentazione attraverso il quale metabolizzano i carboidrati, inoltre in condizioni aerobiche sono in grado di ossidare una grande varietà di substrati. Alcuni sono anche patogeni umani riconosciuti.
• Pseudomonas sp : sono batteri Gram-negativi a forma di bacillo che prosperano principalmente in ambienti ricchi di ossigeno. Sono organismi catalasi positivi, quindi possono degradare il perossido di idrogeno. Grazie alla diversità metabolica, hanno la capacità di colonizzare una vasta gamma di ambienti, rendendo possibile trovarli come componenti del periphyton in molti ecosistemi.
• Citrobacter sp : gruppo costituito da batteri bacillari che hanno un metabolismo aerobico. Sono gram negativi e sono in grado di fermentare alcuni carboidrati come il lattosio. Sono abitanti comuni dell'acqua e del suolo, motivo per cui sono componenti regolari del periphyton.
• Altri tipi di batteri : altri generi batterici che sono stati trovati come componenti del periphyton in una moltitudine di ambienti sono Chromobacterium sp, Acinetobacter sp, Stenotrophomonas sp e Klebsiella sp, tra gli altri.
• Cianobatteri: sono generalmente noti come alghe blu-verdi. Hanno pigmenti come la clorofilla all'interno delle loro cellule, quindi alcuni possono fotosintetizzare. Sono anche in grado di utilizzare l'azoto atmosferico come fonte di questo elemento.

Organismi del regno protista

I membri del regno protista che fanno parte del periphyton sono alghe e protozoi, tra cui:

• Chlorophytas: sono le cosiddette alghe verdi, con abbondante clorofilla nelle loro cellule, che conferisce loro il caratteristico colore verde. Per la presenza della clorofilla sono organismi autotrofi, in grado di svolgere il processo di fotosintesi. La sua dimensione è variabile e nel periphyton si possono osservare alghe verdi, sia macroscopiche che microscopiche. Tra i generi di alghe verdi presenti nel periphyton si possono citare Ulothrix, Chaetophora e Oedogonium, tra gli altri.
• Rhodophytas: comunemente note come alghe rosse. Sono generalmente multicellulari e contengono clorofilla e altri pigmenti, come i carotenoidi. Questi ultimi contribuiscono a conferirgli la tipica colorazione rossastra. Uno dei generi più comunemente trovati di alghe rosse nel periphyton è Hildebrandia.
• Diatomee: sono alghe unicellulari abbastanza comuni negli habitat marini. Si caratterizzano perché le loro cellule sono limitate da una parete cellulare costituita da biossido di silicio idrato. Sono capaci di fotosintesi. I generi di diatomee più comuni nel periphyton sono Cocconeis, Cymbella e Navicula, tra gli altri.

Diatomea, membro regolare del periphyton. Fonte: Picturepest

• Protozoi: sono caratterizzati dall'essere organismi microscopici eucarioti, unicellulari e generalmente eterotrofi. Alcuni hanno flagelli che li aiutano nel processo di locomozione. I generi di protozoi comuni nel periphyton sono Stentor, Vorticella, Euplotes ed Epistylis, tra molti altri.

Aumentare

La crescita e lo sviluppo del periphyton è un processo graduale che comprende diverse fasi:

• Contatto e ancoraggio alla superficie: è la fase iniziale del processo di formazione del periphyton. In questa fase, i batteri e altri microrganismi che lo formano iniziano a stabilire determinate connessioni con il substrato e ad ancorarsi ad esso. Inizialmente, queste connessioni sono piuttosto deboli, ma man mano che il numero di microrganismi cresce, diventano più forti.
• Formazione di microcolonie: i microrganismi che si erano ancorati al substrato iniziano a riprodursi, principalmente in modo asessuato per fissione binaria.
• Comunicazione tra molecole e produzione della matrice extracellulare: attraverso un meccanismo noto come "quorum sensing" si instaurano legami tra le varie cellule. Allo stesso modo, aumenta la produzione di EPS (sostanze polimeriche extracellulari), che contribuiscono allo stretto contatto tra i microrganismi.
• Maturazione del periphyton: già in questa fase inizia a svilupparsi una struttura complessa. Qui gli organismi che integrano il periphyton iniziano ad adattarsi ad aspetti come la disponibilità di ossigeno e di alcuni nutrienti.

Fasi di crescita del periphyton. Fonte: Aalexopo

Utilità

Il periphyton è un elemento di vitale importanza negli ecosistemi, poiché attraverso di esso è possibile, ad esempio, determinare il grado di contaminazione, oltre che ripulire le acque inquinate. Allo stesso modo, il periphyton funge da fonte di cibo per i pesci nell'ecosistema in cui si trova, quindi viene utilizzato anche in acquacoltura.

Indicatore di inquinamento e qualità dell'acqua

Il periphyton è stato utilizzato in numerosi ecosistemi come indicatore dei livelli di inquinamento. Questo perché ci sono organismi che hanno una predilezione per alcuni componenti che possono essere considerati inquinanti.

In questo senso, quando vuoi conoscere i livelli di contaminazione di un sito, puoi prelevare un campione del periphyton che vi è cresciuto e identificare i microrganismi presenti in esso.

Conoscendo la relazione tra alcuni microrganismi nel periphyton e alcuni inquinanti, è possibile concludere senza dubbio se un ambiente è contaminato o meno.

Allo stesso modo, il periphyton può essere utilizzato per determinare la qualità dell'acqua grazie alla sua elevata sensibilità ai cambiamenti e alla rapida risposta che genera ad essi.

Ecosystem Cleaner

Vari studi hanno dimostrato che il periphyton è un eccellente pulitore degli ecosistemi. Questo perché i microrganismi che lo compongono sono in grado di assorbire e metabolizzare alcuni inquinanti, come alcuni metalli come zinco, cadmio, rame e nichel.

In questo modo, riducono notevolmente i livelli di inquinamento in alcuni luoghi. Le sue capacità di rimuovere sostanze chimiche nocive, nonché di ridurre la torbidità dell'acqua, sono attualmente allo studio.

Mangimi per pesci e nell'industria dell'acquacoltura

Il periphyton ha dimostrato di essere una fonte di cibo per alcuni pesci che mostrano determinati adattamenti che consentono loro di raschiare il periphyton dal substrato. Allo stesso modo, è stato utilizzato in alcuni progetti che coinvolgono l'acquacoltura per nutrire i pesci ei molluschi che vengono allevati in questo modo.

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