Význam křemičitých struktur pro chromistní mikroorganismy.

Abstract

Křemík je jedním z nejčastějších prvků zemské kůry. V důsledku eroze se uvolňuje v rozpustné formě do prostředí, odkud jej organismy získávají a zabudovávají do svých těl procesem zvaným biosilicifikace. Organismy s touto schopností jsou velmi rozšířené a to jak svou pozicí ve fylogenetickém stromu eukaryot, tak svou početností v přirozených ekosystémech. Celý globální biogeochemický cyklus křemíku je právě také řízen biosilicifikujícími organismy. U mikroorganismů v rámci linie Chromista se křemík ukládá do membránou obalených kompartmentů zvaných silikon- depozitní váčky, ve kterých se následně prostřednictvím důmyslně řízených buněčných procesů tvoří výsledné křemičité struktury. Rozdíly v procesu depozice křemíku mezi zástupci různých linií naznačují, že se tato schopnost vyvinula v rámci linie Chromista nezávisle opakovaně. Mezi nejčastější křemičité struktury patří šupiny, ostny, schránky, kostry a cysty. Analogické struktury nezřídka vznikají i u zástupců nepříbuzných skupin prostřednictvím konvergentního vývoje. V rámci některých liníí skupiny Chromista došlo naopak k druhotnému potlačení schopnosti biosilicifikace. Je proto pravděpodobné, že křemičité struktury mají funkční význam a jednotlivé linie čelily v evoluci "trade-off" mezi energetickou náročností na jejich udržování a selekčními...

The silica is one of the most common elements in the Earth's crust. During erosion it is released in soluble form to the environment, where some organisms can accumulate the silica and incorporate it to their bodies by biosilicification process. The organsims possessing this ability are widespread either when considering their position in eukaryotic tree of life, or their abundance in natural ecosystems. As a result, the whole global biogeochemical cycle of silica is controlled by biosilicificated organisms. In Chromista microorganisms, the silica is loaded to so-called "silica deposition vesicles" - membrane surrounded compartments, in which the silica is polymerated and formed into the final shape of silica structures during an ingeniously controlled in vivo process. Apparent differences in the process of silica deposition among Chromista microorganisms imply that this ability has developed independenty and repeatedly within the group. The most common silica structures are scales, bristles, cases, skeletons and cysts. The analogical structures often originated independently in unrelated lines of Chromista by means of convergent evolution. On the contrary, in some lineages of Chromista, the ability of biosilicification was suppressed. It is therefore very likely that the silica structures should...