녹틸루카 섬광

Noctiluca scintillans
녹틸루카 섬광
Noctiluca scintillans varias.jpg
과학적 분류
도메인:
진핵생물
(순위 미지정):
SAR
(순위 미지정):
알베올라타
문:
디노플라겔라타
클래스:
쌍떡잎식물군
주문:
녹틸루카레스속
패밀리:
녹틸루카과
속:
녹틸루카
종류:
N. 섬광
이항명
녹틸루카 섬광
(매카트니) 코포이드 & 스웨지, 1921년
동의어[1]
  • 메두사 마리나 슬래버, 1771
  • 메두사 섬광 매카트니, 1810
  • Nocktiluca miliaris Suriray, 1816
  • 맘마리아 섬광 에렌베르크, 1834
  • 녹틸루카 마리나 에렌베르크, 1834

야행성 섬광은 공막의 색소 침착에 따라 녹색 또는 빨간색 형태로 존재할 수 있는 해양성 쌍편모충 종이다.전 세계에서 볼 수 있지만, 녹색인지 적색인지에 따라 분포가 다릅니다.이 단세포 미생물은 밤에 볼 수 있는 밝은 푸른 빛을 물속에 주는 생물 발광 능력으로 알려져 있다.하지만, 이 종의 꽃은 독성 적조와 같은 환경적 위험에 책임이 있을 수 있습니다.그들은 또한 인공 부영양화의 지표가 될 수 있다.

어원학

녹틸루카 섬광이라는 이름은 라틴어에서 유래했다; 녹틸루카는 "빛, 밤에 빛"을 의미하고 섬광은 "빛나며 섬광을 내뿜는다"[1]를 의미한다.

묘사

분류법

해파리는 1873년 헤켈이 다이노플라겔레이트와 함께 수정편모충으로 옮기기로 결정하기 전까지 해파리와 함께 분류되었다.코포이드가 마침내 특정 관찰에 따라 녹틸루칼레스목(Nocktilucales)으로 분류하기 전까지 이러한 현상은 계속되었다.이 분류는 오늘날에도 여전히 논의의 대상이며 분석 결과가 [2]단일 분류를 주장하기에는 아직 너무 가변적이기 때문에 녹틸루카와 디노플라겔라테스와의 관계는 명확하게 입증되지 않았다.

현재, 이것은 단세포 편모 생물인 미조아문(Myozoa는 단세포 편모 생물이다.그것은 2개의 편모를 가지고 있는 Dinophyceae강의 일부이며, 성충에서 핵이 다이노카리오닉하지 않은 Nocktilucales 목, 촉수를 가진 구형 모양을 가진 Nocktilucaceae과이다.

형태학 및 해부학

야행성 섬광은 길이가 400에서 1500 μm에 이르는 단세포 구상 유기체이다.물살에 따라 움직여서 수영을 [2]잘 못해요.반투명하다는 사실은 관찰을 용이하게 한다.N. 섬광은 핵과 가까운 깊은 홈의 밑부분에 긴 세포질 팽창을 가지고 있다.또 다른 식별 특징으로는 중심핵에서 시작하여 세포주변으로 뻗어나가는 미세한 줄무늬가 있다.이 종은 야간 [1]잠수 중에 푸른 섬광이 나타나는 것으로 알려져 있다.N. 섬광은 유사하지만 더 작은 종(<200 마이크로미터)인 Spatulodinium [1]pseudonoctiluca와 혼동해서는 안 된다.

N. 섬광에는 두 가지 색상이 있다.이것은 액포에 존재하는 색소에 따라 달라집니다.빨간 형태는 이질영양이다.이런 형태의 N. 섬광은 식물성 플랑크톤을 먹기 위해 요각류와 경쟁한다.녹색 형태는 녹색을 유발하는 Pedinomonas nightiluca라고 불리는 광합성 공생체를 내부에 가지고 있습니다.이 광합성 공생물이 [3][4]세포에 풍부하다면 그것은 주로 자기영양성이거나 심지어 광자영양성이기도 하다.

야행성 섬광은 세포 내 이온 농도를 조절하여 부력을 관리할 수 있는 종이다.상승하기 위해서는 칼륨의 농도가 높아지고 하강하기 위해서는 칼슘이나 [1]마그네슘과 같은 무거운 원소를 사용하게 된다.

먹이사슬에 위치

N. 섬광은 원양 [1]먹이사슬에서 중요한 위치를 차지하고 있다.N. 섬광은 칼라누스, 테모라, 아카티아와 같은 많은 요각류 동물, 채토그나스, 하이드로메두새의 [5]먹잇감이 된다.이들의 과도한 증식 때문에,[5] 그들은 매우 밀집한 집적과 삶의 이 단계에서 빈번한 생물 발광으로 인해 많은 포식자들을 유혹합니다.

녹색과 빨간색의 형태에 따라 식단이 달라집니다.녹색 형태는 공생 Pedinomonas nightiluca가 그 액포에 풍부하게 존재한다면 실제로 자기영양적이다.그렇지 않으면 빨간색 형태와 같이 종속영양입니다.N. 섬광은 규조류뿐만 아니라 요각류 알, 나우필라 유충, 어류 [5]알도 먹는다.

N. 섬광은 주로 틴틴과 디노플라겔라테를 감염시키는 세포 내 기생충인 유두보스크렐라에 의해 기생할 수 있다.

라이프 사이클

트로폰트

야행성 섬광은 독성 적조를 일으키는 이종영양성 편모충이다.이 종의 생명주기를 설명하기 위해서는 영양소부터 시작해야 합니다.영양소는 많은 섬모 원생동물들의 비번식적인 성체 생활 단계이다.그들은 가지 모양으로 바깥쪽 젤라틴 층과 플라즈마 막이라는 두 개의 뚜렷한 층으로 이루어진 지각입니다.모든 진핵생물처럼, 영양소는 세포질 [2]중심을 형성하는 세포질로 둘러싸인 세포질 가까이에 있는 핵으로 구성되어 있습니다.

가몬트

세포분열이 일어나는 것은 생식세포의 이름인 생식세포와 함께이다.이러한 생식세포는 자발적으로 생식세포 형성을 시작하는 영양세포의 작은 부분에 의해 생성된다.이 변환 동안, 세포는 구형이 되고 촉수를 포함한 몇몇 세포들을 잃고 핵은 세포 [2]표면 바로 아래로 이동한다.

이 라이프 사이클은 4개의 핵을 얻기 위해 두 개의 연속적인 핵분할로 계속된다.이 분할은 세포 표면 위에 돌출부를 형성합니다.그 다음에는 얇은 필라멘트로 연결된 각 '프로덕터'와 동기식 핵분할의 연속체가 뒤따른다.배우자 형성이 진행됨에 따라 서로 다른 핵분열 내에 염색체의 응축이 있어 세포의 색을 어둡게 한다.그 결과 4개의 꽃잎 모양의 [2]조상들이 탄생했다.

조포자

이전 단계의 선조들은 동물 포자로 변모했다.이 시점에서 셀의 한 부분에 균등하게 분포되어 있습니다.자손의 성숙과 동시에 2개의 편모가 생기기 시작하고 활발하게 뛰고 있다.이러한 편모는 모세포 밖에서 발달하고 성숙한 배우자는 주변 환경으로 방출된다.모두 출현했을 때, 모세포는 유령처럼 [2]남아 있다.

형성된 두 편모는 길이가 동일하지 않기 때문에 동일한 기능을 가지고 있지 않습니다.둘 중 긴 것은 바닷물에서의 이동 방향에 사용되는 반면, 짧은 것은 움직임을 [2]활성화하기 위한 더 많은 수영력을 제공합니다.

접합자 형성

이 무대는 아직 투기의 여지가 많다.녹틸루카 섬광은 접합자를 형성하기 위해 함께 융합하는 배우자인 이소가메트를 생성하는 것으로 보인다.이 접합자는 4개의 편모와 2개의 핵을 가지고 있다.이것은 그 종이 사실상 이배체라는 것을 의미하며,[2] 반배체인 대부분의 디노플라겔라테와 구별된다.

접합자에서 영양으로의 형태학적 발달

영양 형성 초기에는 편모 수가 감소하고 세포가 방추 모양으로 변한다.더 발전하는 동안 그것들은 더 둥글게 되고, 두 개의 뚜렷한 편모가 형성되는데, 하나는 길고 하나는 짧으며, 마지막으로 하나만 남습니다.그 후 외층이 식별되어 지각이 형성된다.그 결과 조류가 [2]달라붙는 점착성 물질로 먹이를 흡수하는 촉수를 가진 소형 영양소가 탄생했다.

높은 특이성 덕분에 녹틸루카 섬광은 1주일 [3]만에 바이오매스를 최대 100배까지 증가시킬 수 있었다.

분포 및 서식

바람직한 환경

환경은 녹틸루카 섬광의 증식에 중요한 역할을 한다.개체수는 햇빛, 전류, 영양소(특히 질산염, 암모늄, 요소), 염분, 온도 및 영양 스트레스에 따라 달라집니다.조우량도 지리나 바다에 따라 다르지만, [3]전 세계에 분포하고 있습니다.

야광 섬광은 온대, 아열대, 열대 수역에서 발견된다.그것은 해안에서 많이 발견된다; 그것은 네라이트 [1]종이다.폭우 후 강 하구 부근에서도 많이 발견된다.그들은 일년 [1]내내 볼 수 있지만 대부분 따뜻한 계절에 발견됩니다.

이 종의 극한 조건은 2-31°C와 17-45psu(실제 염분 단위)[3]이다.그러나 각 형태마다 선호도가 있으며 온도와 염도 범위는 일반적으로 더 제한적입니다.

빨간색 형태는 10~25°C의 광범위한 온도 범위에서 발견되며 염분이 많은 환경에서 발견됩니다.이것은 그것이 가장 좋아하는 식량원이기 때문에 규조류가 지배적인 안락사 환경에 매우 풍부하다.녹색 형태는 온도 범위가 25-30°[4]C로 더 제한적입니다.

지리적 분포

야광 섬광은 열대해에서 [2]북해까지 분포한다.그것은 [1]세계 모든 바다에서 볼 수 있는 세계적인 종이다.

N. 섬광의 녹색 형태는 동남아시아, 벵골만, 아라비아해, 오만만,[6] 홍해의 열대 [4]해역에서 주로 발견된다.붉은 형태는 더 널리 퍼져 있으며 중앙아메리카, 유럽, 흑해, 동아시아, 남아시아, 동남아시아, 그리고 태즈먼해에서 발견된다.그것은 남아메리카의 해안과 [6]서아프리카의 바다에서도 발견된다.

이 두 가지 형태는 아라비아해 서부와 동부와 북부에서 계절적으로 풍부하게 겹친다.녹색 형태는 차가운 물에서 발견되며, 겨울 대류 혼합이 있는 반면 빨간색 형태는 따뜻한 [4]여름철에 발견됩니다.

생물 발광

이것은 한때 선원들과 해안 [7]거주자들에 의해 "바다 화재" 또는 "바다 반짝임"이라고 불렸던 불가사의한 현상이었다.그것은 생물이 화학 에너지를 빛 에너지로 변환한 다음 빛을 방출하는 것입니다.생물발광은 형광과 인광과는 다르다. 왜냐하면 후자의 두 가지는 현상을 [8]유발하기 위해 빛과의 접촉을 필요로 하기 때문이다.

N. 섬광은 기계적 응력 동안 생물 발광에 해당하는 발광 섬광을 생성한다.따라서 이 현상은 교반된 물, 즉 보트가 통과할 때, 파도 수준의 해안 근처 또는 물 [1]교반 후에 관찰될 수 있다.생물 발광은 증식 중에 가장 강하다.

빛의 [1]방출을 일으키는 것은 루시페라아제와 루시페린 사이의 반응이다.이 반응은 지난 세기 말에 리옹의 생리학자 라파엘 뒤보아에 의해 발견되었다.그는 이 두 가지 물질인 열가소성 효소인 루시페라아제와 뜨거운 물에 의해 보존되지만 [9]유기체에 제한된 양으로 존재하는 루시페린이라는 이름을 붙였다.

루시페린은 루시페라아제와 결합하고 둘은 산소와 반응하여 산화 복합체를 형성한다.루시페린은 광자를 방출한다.물론 반딧불이의 경우 ATP와 마그네슘이라는 두 개의 보조인자를 추가로 필요로 하기 때문에 반응 자체는 그리 간단하지 않습니다.또한 여러 종류의 루시페린이 있으며 각각은 다른 화학 반응 [9]시스템을 제공하는 특정 루시페라아제와 연관되어 있습니다.

녹틸루카 섬광의 경우 섬광이라고 불리는 유기체에서 화학 반응이 일어난다.이것들은 밤에 세포 표면에 풍부하게 존재하며 액포(vacuole)[10]를 밖으로 내보내는 밀도 높은 소포입니다.

빛은 전단 응력에 의한 기계적 자극에 의해 생성됩니다.세포막의 변형은 세포 내 저장소에서 방출되는 Ca 이온에 의해2+ 발생하는 액포막 전체에 활동 전위를 일으킨다.이 활동 전위는 양성자의 유입을 액포에서 신티야로 방출하여 pH를 8에서 6으로 낮춥니다.이것은 루시페라아제를 활성화시키는 구조를 변화시킨다.루시페린은 알칼리성 pH에서 자가 산화를 방지하는 결합 단백질을 함유하고 있습니다.산성 pH의 입체구조 변화에 의해 방출되고 루시페린을 활성화시킵니다.그리고 나서 이 활성화는 효소가 루시페린을 옥시루시페린으로 산화시키는 것을 허용한다.바로 이 분자가 미지의 [10]과정을 통해 광자를 방출하도록 이끈다.

야행성 섬광은 세계 해안 지역에서 가장 흔한 생물 발광 생물 중 하나이며, 생물 발광은 80밀리초 [7]동안 지속된다.풍부한 지역에서 생물발광은 민감한 표현적 특성으로 작용하여 공간적 [3]분포를 나타낸다.아직 설명되지 않은 생물 발광 기간에는 큰 차이가 있다.그러나 이는 존재하는 섬광의 수, 섬광의 부피, 사용 가능한 루시페린의 양 및 Nocktiluca [10]섬광의 경우 5%에 근접할 수 있는 양성자 유입에 의해 자극되는 섬광의 양과 관련이 있을 수 있다.

몇몇 다른 현상들은 생물 발광의 강도와 심지어 그것의 존재에 영향을 미친다.우선, 주기의 리듬에 따라 달라지는 것이 판명되었습니다.분자는 새벽에 파괴되고 해질녘에 재동기화되기 시작한다.그들의 집중력은 낮의 [10][5]10배에 달하는 밤 4시간 동안 가장 높다.

방출되는 빛의 세기는 세포의 생리학적 상태와 환경적 요인에 의해 영향을 받습니다.강도는 전날에 받은 빛의 양에도 영향을 받습니다.이 마지막 현상은 엽록소를 포함하는 종(예: 녹틸루카 섬광의 녹색 속)의 경우 생물 발광 메커니즘이 조금 다르며 분자인 엽록소에 의존한다는 사실 때문이다.따라서 생물 발광은 자극에 대한 세포 민감도, 특이 반응, 시간, 생리학 및 환경 [10]요인에 의해 영향을 받는다.

N. 섬광은 이러한 생물 발광의 '단계'에 있을 때 포식 가능성이 낮기 때문에 이는 생물 발광의 기능 중 하나일 수 있다.생물 발광의 기능은 아직 증명되지 않았으며, 단지 이론적인 개념일 뿐이다.하지만, 그것은 포식자들로부터 산소, 위장, 유혹을 방어하는 역할을 하는 것으로 보인다.

N. 섬광은 생물발광을 할 수 있는 유일한 종은 아니다; Pyroscystis lunula, dinobiont, 또는 특정 박테리아도 그것을 [1]할 수 있다.

리스크

적조

N. 섬광의 증식은 독성이 있을 수 있으며, 물고기와 해양 무척추동물의 대량 사망과 관련이 있다.하지만, 이 종은 독소를 생산하지 않는데, 이것은 종종 다른 유기체에 의해 야기되는 조수의 해로운 영향의 원인이 된다.실제로 N. 섬광이 높은 [1]사망률을 보이는 다른 어류와 무척추동물에 해로운 것은 암모늄의 과잉 축적과 직접적인 생태계에서의 용존산소의 감소 때문이다.

개인의 농도가 리터당 150만 명을 넘으면 물이 분홍빛이나 주황색으로 변하기 때문에 적조현상이라고 불린다.1970년에는 리터당 2,400,000 N. 섬광의 농도가 확인되었다.[1]

이 현상이 항상 빨간색은 아니다.그 색은 유기체의 액포에 있는 색소에 따라 다르며 녹색일 수 있다.(모폴로지 [1]섹션에 그림이 있습니다).

편모가 2개인 단세포 유기체인 디노비옹트 종과 같은 다른 종들도 적조를 일으킬 수 있다.적조가 정말로 녹틸루카 섬광에 의한 것인지 현미경으로 확인할 필요가 있다.[1]

부영양화

최근 연구에 따르면 야행성 섬광은 2000년대에 아라비아해에서 처음 발견되었으며, 이는 바닷물이 산소로 불포화된 첫 사례이기도 하다.그 이후로, 겨울 용존 산소 농도는 상류의 유포틱 지역에서 낮은 수준을 유지하고 있다.이 종은 풍부한 빛(녹색 속)과 낮은 용존 산소 농도의 환경에서 가장 잘 자라며, 이는 종의 산소 흡수를 증가시키고 산소 수준을 더 낮춘다.이것은 그 종이 더 빨리 자랄 수 있게 하고, 따라서 매년 [11]겨울 아라비아해에 녹색 녹틸루카 섬광의 물결을 일으킨다.

따라서 물의 부영양화는 녹틸루카 섬광과 직접적인 관련이 없지만, 몬순 기간 동안 용해 산소 농도가 이미 약간 낮다는 사실은 산소 흡수를 늘리고 이용 가능한 이소의 양을 줄임으로써 상황을 악화시키는 종의 보다 일관된 발전을 보여준다.산소 공급량자연 용존 산소의 감소는 실제로 몬순 기간 동안 남해의 저산소 물에 의해 유입된 식물성 플랑크톤의 존재에 의해 야기된다.지금까지, 이것이 [11]저산소수의 도래에 대한 유일한 설명입니다.

또 다른 흥미로운 세부 사항은 녹틸루카 섬광이 [3]배설 과정에서 대량의 인과 질소를 생성한다는 것이다.이 종의 꽃은 종종 해양 무척추동물과 어류의 집단 폐사율과 관련이 있지만 실제로는 독소를 생성하지 않고 치사량의 암모늄을 축적하여 환경으로 배출된다.유독성 적조 때, 붉은 속은 [4]이 치명적인 양을 주변의 동물들에게 배설합니다.

산호초에 미치는 영향

산호초는 최근 수십 년 동안 심각하게 감소하고 있다.2019년 마나르만(남인도)에서 실시된 연구에 따르면 녹조현상으로 인한 저산소 상태로 인해 산호초가 대량으로 사망하는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 녹틸루카 섬광의 번식이 2mg/L의 용존산소 감소를 일으키기 때문에 산호의 과성장에 의해 산호의 사망을 크게 유발한다는 것을 보여준다.이것은 아크로포라, 몬티포라,[12] 포실로포라속의 산호에 치명적인 저산소증을 일으킨다.

이 현상은 기후 변화와 함께 증가할 것이고, 이것은 꽃의 빈도와 강도를 증가시킬 것이다.점점 더 많은 산호가 영향을 받을 것이다.

특히 상호작용의 [12]정확한 메커니즘을 이해하기 위해 이 문제를 해결하기 위한 방법을 찾기 위해 아직 많은 작업이 수행되어야 합니다.산호는 지구 해양 생물의 25%가 살고 있다.그래서 이것을 [13][better source needed]이해하는데는 많은 문제가 있다.

환경에서의 역할

환경에서 N. 섬광의 역할 요약
긍정적인 효과 중성 효과 악영향
먹이사슬에 생물 발광(역할 불명) 안락사, 산호초 영향, 적조

캘린더

생물 발광 현상은 관찰하기에 매우 좋지만, 어느 때든 어디에서나 볼 수 있는 것은 아니다.첨부한 달력은 세계의 다른 지역과 일 [3]년 중 다른 달에 가장 많이 있는 달력입니다.

N. 섬광 목격 달력
지역 1년 중 월
J F M A M J J A S O N D
북동대서양(Gulf of Gascony) X
북해(플랑드, 질란드 및 네덜란드 연안) X X
흑해(북중부) X
흑해(남쪽) X
흑해(북동) X
마르마라 해 X
아드리아 해 (북쪽) X
북아랍해(파키스탄 연안) X X
서북아랍해(해안 및 외해) X X X
서아라비안해(오만의 걸프) X X
동아랍해 X
홍해(북) X X
북동인도양(벵골만) X X X X X X
타이 만 X X
사우스이스트오스트레일리아 선반 X X
서태평양(일본붕) X

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p "Noctiluca scintillans DORIS". doris.ffessm.fr. Retrieved 2021-05-13.
  2. ^ a b c d e f g h i j Fukuda, Yasuhiro; Endoh, Hiroshi (September 2006). "New details from the complete life cycle of the red-tide dinoflagellate Noctiluca scintillans (Ehrenberg) McCartney". European Journal of Protistology. 42 (3): 209–219. doi:10.1016/j.ejop.2006.05.003. PMID 17070765.
  3. ^ a b c d e f g Piontkovski, Sergey A.; Serikova, Irina M.; Evstigneev, Vladislav P.; Prusova, Irina Yu.; Zagorodnaya, Yuliya A.; Al-Hashmi, Khalid A.; Al-Abri, Nader M. (May 2021). "Seasonal blooms of the dinoflagellate algae Noctiluca scintillans: Regional and global scale aspects". Regional Studies in Marine Science. 44: 101771. doi:10.1016/j.rsma.2021.101771. S2CID 233529276.
  4. ^ a b c d e Turkoglu, Muhammet (August 2013). "Red tides of the dinoflagellate Noctiluca scintillans associated with eutrophication in the Sea of Marmara (the Dardanelles, Turkey)". Oceanologia. 55 (3): 709–732. doi:10.5697/oc.55-3.709.
  5. ^ a b c d Unknown (2011-11-30). "Noctiluca scintillans -". www.imas.utas.edu.au. Retrieved 2021-05-13.
  6. ^ a b Harrison, P. J.; Furuya, K.; Glibert, P. M.; Xu, J.; Liu, H. B.; Yin, K.; Lee, J. H. W.; Anderson, D. M.; Gowen, R.; Al-Azri, A. R.; Ho, A. Y. T. (July 2011). "Geographical distribution of red and green Noctiluca scintillans". Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 29 (4): 807–831. Bibcode:2011ChJOL..29..807H. doi:10.1007/s00343-011-0510-z. ISSN 0254-4059. S2CID 84873891.
  7. ^ a b "Noctiluca Definition, Facts, Classification, & Bioluminescence". Encyclopedia Britannica. Retrieved 2021-05-13.
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  9. ^ a b Hattori, Mitsuru; Ozawa, Takeaki (2016), "Live Cell Bioluminescence Imaging in Temporal Reaction of G Protein-Coupled Receptor for High-Throughput Screening and Analysis", Bioluminescence, New York, NY: Springer New York, vol. 1461, pp. 195–202, doi:10.1007/978-1-4939-3813-1_16, ISBN 978-1-4939-3811-7, PMID 27424906, retrieved 2021-05-13
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  13. ^ Steinmetz, Robert; Srirattanaporn, Surasak; Mor-Tip, Jirati; Seuaturien, Naret (2014-10-21). "Can community outreach alleviate poaching pressure and recover wildlife in South-East Asian protected areas?". Journal of Applied Ecology. 51 (6): 1469–1478. doi:10.1111/1365-2664.12239. ISSN 0021-8901.

추가 정보

외부 링크

위키미디어 커먼즈에는 녹틸루카 섬광과 관련된 미디어가 있습니다.
  • "Noctiluca scintillans". Guide to the Marine Zooplankton of south eastern Australia. Tasmanian Aquaculture & Fisheries Institute. 2011-11-30.