珪藻：特徴、栄養、生殖 - 生物学 - 2025

珪藻（珪藻）は、微細藻類の群、主に水および単細胞です。それらは自由生活（プラントンなど）またはコロニー（底生生物の一部など）を形成します。彼らは国際的な分布であることを特徴としています。つまり、それらは地球全体で見つけることができます。

微細藻類の他のグループと一緒に、それらは熱帯、亜熱帯、北極および南極海の水に見られる植物プランクトンの大きな露頭の一部です。それらの起源はジュラ紀にさかのぼり、今日、それらは人に知られている微細藻類の最大のグループの1つを表しており、生きているものと絶滅したものの間に10万種以上が記載されています。

珪藻の多様性。撮影および編集元：ウィキメディアコモンズのWipeter。

生態学的に、それらは多くの生物学的システムの食物網の重要な部分です。珪藻堆積物は、海底に蓄積される非常に重要な有機物の供給源です。

堆積、有機物の圧力、数百万年という長いプロセスの後、これらの堆積物は現在の文明の多くを動かす原油になりました。

古代には、海は現在出現している地球の領域を覆っていました。珪藻土はこれらの地域の一部に残っており、珪藻土として知られています。珪藻土は、食品産業、建設、さらには医薬品においても複数の用途があります。

特徴

それらは真核生物および光合成生物であり、二倍体細胞相を持っています。これらの微細藻類のすべての種は単細胞であり、自由生活型です。いくつかのケースでは、それらはコロニー（球菌）、長い鎖、扇状体およびらせんを形成します。

珪藻の基本的な特徴は、それらがフラステルを持っていることです。錐台は、ペトリ皿または皿に似た構造で細胞を取り囲む、主にシリカで構成される細胞壁です。

このカプセルの上部は上皮と呼ばれ、下部は住宅ローンと呼ばれます。種によって装飾部分は異なります。

形状

珪藻の形はさまざまで、分類学的に重要です。放射対称（中央）のものもあれば、形状が異なるものもありますが、常に左右対称（ペナルティ）です。

珪藻は、惑星の水域全体に広がっています。彼らは主に海洋です。ただし、一部の種は淡水域、池、湿気の多い環境で見つかりました。

これらの独立栄養生物は、クロロフィルa、c1、c2を持ち、ジアトキサンチン、ジアジノキサンチン、β-カロチン、フコキサンチンなどの色素を持っています。これらの色素は、太陽光線をよりよく捉えることができる黄金色を提供します。

分類と分類

現在、珪藻の分類順序は議論の余地があり、改訂される可能性があります。ほとんどの分類学者や分類学者は、この大きな藻類のグループを（ときにBacillariophytaとして）ヘテロコントフィタの区分内に配置します。他の研究者はそれらを門として分類し、さらに上位の分類群として分類します。

従来の分類

古典的な分類学的順序によれば、珪藻はBacillariophyceae（Diatomophyceaeとも呼ばれる）クラスにあります。このクラスは、中央とペナレスという2つの順序に分かれています。

中央

それらは、その錐台が放射状の対称性を与える珪藻です。一部の種はとげのある装飾があり、表面に縫線と呼ばれる裂け目がありません。

この注文は、少なくとも2つのサブ注文（作者による）と少なくとも5つの家族で構成されています。彼らは主に海洋です。ただし、淡水域にはこれらの代表があります。

中央珪藻。南アフリカのヨハネスブルグのDerek KeatsからWikimedia Commons経由で取得および編集されました。

ペナレス

これらの珪藻は、細長い楕円形および/または線形の形をしており、両側の双極対称性を持っています。それらは、線条のようなフラスチュール装飾が点在しており、縦軸に沿って縫線が付いているものもあります。

分類学者に応じて、このオーダーは少なくとも2つのサブオーダーと7つのファミリーで構成されます。種は海洋環境でも説明されていますが、ほとんどが淡水です。

最近のランキング

上記は、珪藻の注文の古典的な分類学的分類と順序です。それらを区別する最も一般的に使用される方法です。ただし、多くの分類上の取り決めが時間の経過とともに浮上しています。

90年代に、Round&Crawfordの科学者は、Coscinodiscophyceae、Bacillariophyceae、およびFragilariophyceaeの3つのクラスで構成される新しい分類学的分類を提供しました。

Coscinodiscophyceae

以前は、Centralesの珪藻の一部でした。現在、このクラスは少なくとも22の注文と1174の種によって表されます。

Bacillariophyceae

彼らは縫線との左右対称の珪藻です。このクラスのメンバーは、以前はペナレス注文を構成していました。

その後、それらは縫線があり、縫線がない（非常に一般的な方法で）珪藻に分けられました。このクラスの微細藻類は、11のオーダーと約12,000の種によって表されることが知られています。

Fragilariophyceae

珪藻類の一種で、以前はペナレス目にも属していた。これらの微細藻類は左右対称ですが、縫線はありません。そしてそれらは12の注文と約898種によって表されます。

一部の分類学者は、この分類群を有効とは見なさず、FragilariophyceaeをBacillariophyceaeクラス内のサブクラスとして配置します。

栄養

珪藻は光合成生物であり、光エネルギー（太陽光）を利用して有機化合物に変換します。これらの有機化合物は、生物学的および代謝的ニーズを満たすために必要です。

これらの有機化合物を合成するために、珪藻は栄養素を必要とします。これらの栄養素は主に窒素、リン、シリコンです。この最後の要素は、フラスチュルを形成する必要があるため、制限栄養素として機能します。

光合成プロセスでは、これらの微生物は、クロロフィルやカロテノイドなどの色素を使用します。

クロロフィル

クロロフィルは、葉緑体にある緑色の光合成色素です。珪藻で知られているのは、クロロフィルa（Chl a）とクロロフィルc（Chl c）の2つのタイプだけです。

Chl aは主に光合成プロセスに参加しています。代わりに、Chl cはアクセサリー顔料です。珪藻で最も一般的なChl cはc1とc2です。

カロテノイド

カロテノイドは、イソプレノイドファミリーに属する色素のグループです。珪藻では、少なくとも7種類のカロチノイドが確認されています。

葉緑素と同様に、それらは珪藻が光を捕捉してそれを細胞の食品有機化合物に変換するのを助けます。

再生

珪藻は、それぞれ有糸分裂と減数分裂の過程を通じて無性生殖と有性生殖を行います。

無性

各幹細胞は、有糸分裂の過程を経ます。有糸分裂の産物として、遺伝物質、細胞核、および細胞質は複製され、母細胞と同一の2つの娘細胞を生じさせる。

新しく作成された各セルは、その上皮として、幹細胞からのリーフレットを取得し、独自の住宅ローンを構築または形成します。この生殖プロセスは、種に応じて、24時間で1〜8回発生します。

各娘細胞は新しい住宅ローンを形成するため、母体住宅ローンを受け継いだものはその姉妹よりも小さくなります。有糸分裂の過程が繰り返されると、持続可能な最小値に達するまで、娘細胞の減少が進行します。

性的

細胞の有性生殖のプロセスは、二倍体細胞（2組の染色体を含む）の半数体細胞への分裂から成ります。一倍体細胞は、前駆細胞の半分の遺伝的構成を持っています。

無性生殖された珪藻が最小サイズに達すると、ある種の有性生殖の前に減数分裂が始まります。この減数分裂は、半数体および裸または無性の配偶子を生じさせます。配偶子は融合して、補胞子と呼ばれる胞子を形成します。

栄養素胞子により、珪藻は二倍性と種の最大サイズを取り戻すことができます。それらはまた珪藻が過酷な環境条件で時間を生き残ることを可能にします。

これらの胞子は非常に耐性があり、条件が良好な場合にのみ成長し、それぞれのフラスチュルを形成します。

生態学

珪藻には、一般にシリカと呼ばれる酸化ケイ素が豊富な細胞壁があります。このため、彼らの成長は、彼らが発達する環境におけるこの化合物の利用可能性によって制限されます。

上記のように、これらの微細藻類は国際的に分布しています。それらは淡水域と海域に存在し、水の利用可能性が低い環境や、ある程度の湿度の環境にも存在します。

水柱ではそれらは主に遠洋帯（開放水域）に生息し、いくつかの種はコロニーを形成して底生基質に生息します。

珪藻の個体数は、一般に一定のサイズではありません。その数は、いくつかの周期性によって大きく異なります。この周期性は栄養素の利用可能性に関連しており、また、特にpH、塩分、風、光などの他の物理化学的要因にも依存します。

開花

珪藻の発生・成長に最適な条件になると、開花・開花という現象が発生します。

湧昇の間、珪藻個体群は植物プランクトンの群集構造を支配することができ、いくつかの種は有害な藻類のブルームまたは赤潮に参加します。

珪藻は、ドウモイ酸などの有害物質を生成する可能性があります。これらの毒素は食物連鎖に蓄積し、最終的には人間に影響を与える可能性があります。人間の中毒は、失神や記憶障害を引き起こし、昏睡状態や死に至ることさえあります。

生存している（20,000以上）と絶滅したの間に、10万種以上の珪藻（20万以上あると信じている著者もいる）がいると考えられています。

彼らの人口は海洋の一次生産の約45％を占めています。同様に、これらの微生物は、フラスチュル内のシリカ含有量のため、海洋のシリコンサイクルに不可欠です。

用途

古海洋学

珪藻のフラステルに含まれるシリカ成分は、古生物学に大きな関心を寄せています。これらの微細藻類は、ほぼ白亜紀以来、非常に特異的で多様な環境を占めています。

これらの藻類の化石は、科学者が地質学的な時代を通して海と大陸の地理的分布を再構築するのに役立ちます。

生層序

海洋堆積物に見られる珪藻化石により、研究者は先史時代から現在までに発生したさまざまな環境変化を理解することができます。

これらの化石は、それらが発見された地層の相対的な年代を確立することを可能にし、異なる場所の地層を関連付ける働きもします。

珪藻土

珪藻土は、主に陸上に見られる化石化した微細藻類の大きな堆積物として知られています。これらの土地の最も重要な堆積物は、リビア、アイルランド、デンマークです。

珪藻土とも呼ばれ、シリカ、ミネラル、微量元素が豊富な素材で、多用途に使用されています。最も有名な用途は次のとおりです。

農業

それは作物の殺虫剤として使用されます。それは一種の日焼け止めとして植物に広がっています。肥料としても広く使われています。

水産養殖

エビ養殖では、珪藻土が食料生産に使用されてきました。この添加剤は、商業飼料の成長と吸収を促進することが示されています。

微細藻類の培養では、曝気システムおよび砂フィルターのフィルターとして使用されます。

分子生物学

珪藻土はDNAの抽出と精製に使用されています。このため、水の分子構造を乱すことができる物質と組み合わせて使用​​されます。これらの物質の例は、塩酸グアニジンおよびチオシアン酸塩である。

食べ物や飲み物

ワイン、ビール、天然ジュースなど、さまざまな種類の飲み物の製造におけるフィルタリングに使用されます。穀物などの特定の製品が収穫されると、ゾウムシや他の害虫の攻撃を避けるために、それらは珪藻土に浸されます。

ペット

これは、猫やその他のペット用の箱で一般的に使用されている衛生ゴミ（衛生小石）のコンポーネントの一部です。

獣医

一部の場所では、動物の創傷の効率的な治癒として使用されています。また、家畜や家畜の外部寄生虫節足動物の防除にも使用されます。

塗料

シーラーやエナメル塗料として使用されます。

アンビエント

珪藻土は、重金属で汚染された地域の修復に使用されます。この状況でのその用途には、劣化した土壌を復元し、酸性化土壌中のアルミニウムの毒性を低減するという事実が含まれます。

珪藻土。光学顕微鏡で位相差の下を表示します。撮影および編集者：Wikimedia CommonsのZephyris。

科学捜査

浸水（溺水）による死亡の場合、実行される分析の1つは、犠牲者の体内に珪藻が存在することです。珪藻のシリカ骨格の組成により、ある程度分解していても体内に残ります。

科学者は種を使用して、事件が発生したかどうかを確認します。たとえば、沼地、海、湖のいずれかでした。珪藻にはある程度の環境特異性があるため、これは可能です。犠牲者の体内に珪藻が存在するおかげで、多くの殺人事件が解決されました。

ナノテクノロジー

ナノテクノロジーにおける珪藻の使用はまだ初期段階です。ただし、この分野での研究と使用はますます頻繁になっています。現在、テストは、シリカのフラスタルをシリコンに変換し、これらの電気コンポーネントで製造するために使用されています。

ナノテクノロジーにおける珪藻の多くの期待と潜在的な用途があります。研究は、それらが遺伝子操作、複雑な電子マイクロコンポーネントの構築、および光起電性バイオセルとして使用できることを示唆しています。

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