Guinguette Marais Poitevin

As Diatomáceas: Uma breve visão geral

As diatomáceas são um grupo incrível de organismos, parte da linhagem Stremenopile da vida. Estes unicélulas fotossintéticas (de 1 µm a mais de 1 mm de tamanho) têm clorofilas a e c, e um complemento de pigmentos acessórios que incluem xantofilas e carotenóides, tornando as células vivas de cor castanho-ouro. Produzem paredes de células de vidro bipartidas e os seus produtos de fotossíntese são lípidos. Alguns sugeriram que as diatomáceas têm a maquinaria fotossintética mais eficiente de qualquer grupo de organismos. As diatomáceas encontram-se nos ecossistemas marinhos, estuarinos e de água doce, habitando uma vasta gama de condições ambientais. Por serem encontradas em quase todos os locais que têm, ou tiveram, água, e devido aos seus eficientes processos fotossintéticos, são actores importantes no ciclo global de carbono e oxigénio. E porque requerem dióxido de silício para a divisão celular, são também actores importantes na ciclagem global de sílica. Assim, apesar do seu pequeno tamanho, são componentes importantes na ciclagem global de recursos.

Na maioria dos ecossistemas aquáticos, as diatomáceas juntamente com outras algas são a base da cadeia alimentar. Como produtores primários, são elos importantes entre o mundo abiótico e o biótico. Nessa posição crucial (para além dos seus curtos tempos de geração), podem ser importantes indicadores de mudança ambiental (ver abaixo). As diatomáceas são preferencialmente seleccionadas pelos consumidores primários, em parte devido ao rico petróleo que produzem.

O grupo, no seu conjunto, ocupa uma enorme amplitude ecológica. Nos sistemas interiores, as diatomáceas podem ser encontradas em todo o mundo, desde os trópicos até aos pólos, numa vasta gama de habitats, incluindo muitos ambientes lênticos, tais como grandes a pequenos lagos, pântanos, nascentes e pântanos, e em ambientes lóticos, desde cursos de água de cabeceira até à foz de grandes rios. Ao longo de um gradiente de temperatura, foram reconhecidos a crescer no gelo, e são alguns dos primeiros eucariotas a serem encontrados nas nascentes quentes. Em termos de salinidade, foram encontrados em lagos interiores salgados, onde a salinidade pode ser várias vezes maior que a do oceano, e em algumas das águas doces mais diluídas. As diatomáceas são encontradas em alguns dos ambientes mais naturais e primitivos, e nos outfalls das estações de tratamento de águas residuais primárias. Foram encontradas em mais de oito ordens de magnitude relativamente à concentração de iões de hidrogénio, em águas de pH muito baixo (ca. 2,5 na drenagem ácida de minas) a sistemas alcalinos onde o pH é superior a 10 (acima deste pH a sílica nas suas paredes celulares dissolve-se).

Due às suas paredes celulares siliciosas, foi desenvolvido um extenso registo fóssil de diatomáceas, tanto em águas marinhas como em águas doces. O registo fóssil de diatomáceas marinhas estende-se até ao Jurássico. Os afloramentos fósseis do registo marinho ocorrem em todos os continentes, e muitos núcleos dos oceanos, retirados durante o programa Deep-Sea Drilling e Ocean Drilling Programs. Há muito mais géneros de diatomáceas marinhas do que diatomáceas de água doce. No domínio da água doce, o registo é muito mais novo, sendo que os registos mais antigos conhecidos ocorrem a partir do Eoceno. Os depósitos marinhos e de água doce podem ser extensos em área e profundidade, e muitos recursos economicamente valiosos são derivados destes depósitos de diatomáceas.

Além destes vastos espectros de condições ambientais, as diatomáceas ocupam uma vasta gama de nichos físicos nos ecossistemas aquáticos. Têm adaptações para os existentes no plâncton, flutuantes ou à deriva perto da superfície das águas de lagos e grandes rios. Encontram-se em zonas litorais de alta energia e águas de fluxo rápido, ligadas por uma variedade de mecanismos a pedras, rochas, madeira e outras plantas e algas. Em águas mais quiescentes, as diatomáceas podem habitar o ambiente bentónico, quer como esporos em repouso, quer, em alguns casos, as espécies com um colza podem mover-se, micro-posicionando-se nos sedimentos ou outros substratos.

Para além dos componentes físicos e químicos dos habitats onde ocorrem as diatomáceas, existem também elementos biológicos. Por exemplo, as diatomáceas podem utilizar diferentes fontes de carbono e existem algumas espécies que são inteiramente heterotróficas, vivendo entre os muco-polissacáridos das algas marinhas. Podem estar envolvidas numa variedade de simbioses, seja em associações soltas (por exemplo, habitando a mucilagem dos protozoários coloniais), sendo abrigadas por organismos (como os dinoflagelados) ou abrigando algas azul-esverdeadas (algumas diatomáceas integrando mesmo os seus simbiontes como organelas fixadoras de azoto).

Dadas a distribuição global, a ampla amplitude ecológica, e os importantes papéis ecológicos, não deve ser surpresa que as diatomáceas sejam filogenéticamente diversas. Houve mais de 75.000 taxas nomeadas no grupo, e algumas estimativas sugerem que poderão existir mais de 200.000 espécies. Uma ordem, os Bacillariales, por exemplo, têm mais espécies descritas do que todos os mamíferos combinados.

Enquanto que como grupo as diatomáceas estão amplamente distribuídas, as espécies individuais têm as suas próprias preferências e tolerâncias às condições ambientais. As diatomáceas respondem rapidamente às mudanças ambientais. A compreensão das respostas individuais das espécies, bem como das respostas comunitárias, tem sido uma abordagem subjacente à utilização de diatomáceas para estudar o estado e tendências dos ecossistemas aquáticos. As diatomáceas têm sido utilizadas há mais de um século para avaliar a qualidade da água e existe uma enorme quantidade de literatura sobre este tópico em vários continentes e muitos países, e esta abordagem tem sido utilizada para avaliar as condições actuais em muitos ambientes de água doce, estuarinos e marinhos. Com os fósseis, bem como alguns esforços de monitorização a longo prazo, as diatomáceas têm sido utilizadas não só para transmitir as condições do passado mas também para prever tendências de mudança ambiental.

As aplicações das diatomáceas vão muito além da avaliação da qualidade da água. Os seus restos fósseis (de origem marinha e de água doce), conhecidos como terra de diatomáceas, têm muitas aplicações materiais, desde o isolamento, aos abrasivos até à filtração. A sua capacidade de produzir lípidos através da fotossíntese chamou consideravelmente a atenção para a utilização de diatomáceas como fontes de biocombustíveis renováveis e as células lipídicas por muitas vezes o preço do petróleo como fontes de óleos Omega-3 como suplementos alimentares. Estão a ser utilizados em nanotecnologia e medicina, tanto para as suas paredes de células de vidro como para os produtos bioactivos que produzem.

Interesses de investigação com diatomáceas incluem nanotecnologia, biodiversidade e conservação do habitat e, devido à sua compactação temporal e espacial, são utilizados para estudar fenómenos ecológicos tanto do ponto de vista teórico como prático. Os estudos moleculares procuram encontrar e avaliar a maquinaria genética e fisiológica para uma vasta gama de actividades, desde a produção de petróleo, à absorção e metabolismo na resposta à temperatura e níveis de nutrientes e flutuações, até à transformação de genomas. E uma revolução na nossa compreensão das suas relações filogenéticas está a tomar forma, certamente para melhorar as abordagens clássicas da sua classificação.

Editores

• Kociolek, John Patrick: chefe editor taxonómico

• Blanco, Saúl
• Coste, Michel
• Ector, Luc
• Karthick, Balasubramanian
• Kociolek, John Patrick: Mediophyceae

li>Kulikovskiy, Maximli>Liu, Yanli>Ludwig, Thelmali>Lundholm, Ninali>Potapova, Marina

• Rimet, Frédéric
• Sabbe, Koen
• Sala, Silvia
• Sar, Eugenia
• Taylor, Jonathan

li>Thirouin, Kevin (a pedido de Pat Kociolek, assistente), Bacillariophyceae incertae sedis (a pedido de Pat Kociolek, assistente)li>Van de Vijver, Bartli>Wetzel, Carlos Eduardoli>Williams, David M.li>Witkowski, Andrzejli>Witkowski, Jakub

História dos Catálogos de Nomes de Diatomáceas

Fourtanier e Kociolek (2009) fornecem uma história do desenvolvimento de catálogos de nomes de diatomáceas (começando no início do século XIX com o trabalho de Agardh e Bory), e incluindo os principais catálogos publicados centrados nas diatomáceas, incluindo os de Habirshaw, Peragallo, Mills e Vanlandingham. O trabalho de Ruth Patrick na Academia de Ciências Naturais para estabelecer e construir um catálogo de espécies descrito após 1932 (resumido por Potapova et al. 2017 e o trabalho de Paul Silva e o desenvolvimento do Índice Nominum Algarum foram também recursos importantes para nomes de diatomáceas. O Catálogo de Nomes de Diatomáceas (Fourtanier e Kociolek 2011) foi construído como um recurso on-line, integrando e verificando os recursos acima referidos, e incluindo a verificação de informação através de 12.500 referências. Mais de 64.000 nomes de taxa de diatomáceas foram incluídos no Catálogo de Nomes de Diatomáceas, que lista os nomes, descritores, publicação e sinónimos homotípicos para os nomes.

DiatomBase é uma tentativa de integrar o Catálogo de Nomes de Diatomáceas, e incluir nomes que apareceram desde a última actualização do Catálogo de Nomes de Diatomáceas (2011), bem como incluir informação sobre tipos, ecologia, imagens, descrições originais e distribuições. Uma vez que é apoiado por VLIZ, é também um objectivo compreender que nomes em DiatomBase são nomes aceites, bem como as suas amplas distribuições ecológicas. A determinação dos nomes aceites é um processo que incluirá o reconhecimento não só de sinónimos homotípicos mas também de sinónimos heterotípicos. Até à data, existem mais de 74.000 nomes em DiatomBase. É o trabalho dos editores, com a ajuda da nossa comunidade, incorporar novas entradas, resolver discrepâncias, e acrescentar informação adicional às entradas actuais para fazer de DiatomBase um recurso abrangente para o trabalho sobre diatomáceas.

O que está aqui nos recursos: oportunidades e limitações e desenvolvimento futuro

Para cada espécie de diatomáceas ou táxon infra-específico, aceite ou não, pode haver as seguintes entradas:

1. nome do género
2. nome da espécie
3. nome do infraspecífico, se aplicável, dado como trinómio, pelo Código Internacional de Nomenclatura
4. o autor e ano do nome da espécie
5. O AphiaID (um identificador numérico único de base de dados)
6. A classificação mais elevada (actualmente de acordo com Cox, 2015)
7. O estatuto de ‘aceite’ ou ‘não aceite’. Em termos de utilizações para WoRMS e outros recursos, isto significa que se se trata de uma entidade biológica aceite, nem um sinónimo homotípico ou heterotípico. Porque há muitas opiniões sobre se um táxon é aceite ou não, quando isto foi determinado (se não for determinado utilizamos o termo “não atribuído”), deve ser indicada uma referência utilizada para fazer a determinação.

li>Status do registo (indica quem verificou o registo)li>Rank of taxon, e.g. espécie

8. Parente: táxon imediatamente superior, e.g. género, ao qual pertence o presente táxon
9. Táxon sinonizado: a lista de sinónimos homotípicos e, mais raramente, heterotípicos ligados ao nome actual
10. Fontes: referência bibliográfica da descrição original e se aplicável a uma revisão recente (como “base do registo”).
11. Táxis infantis: todos os táxis subordinados imediatos, por exemplo variedades e formas
12. Ambiente: marinho, salobro ou água doce
13. Gama fóssil: apenas recente ou também conhecido como fóssil (brevemente estarão disponíveis gamas de época)

li>Distribuição: indicação da distribuição geográfica moderna do táxon, pelo menos com base na origem do holótipo
Geografias diferentes podem ser indicadas, de preferência a Ecorregião Marinha (ver Spalding et al. 2007), mas frequentemente também a Zona Económica Exclusiva do país. As áreas de distribuição dos sinónimos juniores são automaticamente mostradas com cada ‘espécie aceite’

14. Espécimen: digite informação de espécimen, ou informação de espécimen publicada
15. Links: para outros recursos de diatomáceas, para imagens e outras informações em servidores específicos. Os links gerais actuais são: para imagens, descrições originais e Genbank, etc.
16. Notas: qualquer outra informação relevante, incluindo descrições, comentários, explicações, etc.

li>Imagens: fotos ou outras imagens carregadas no site
Preferimos imagens ‘objectivas’ dos taxa, tais como fotos ou ilustrações de espécimes do tipo. Não encorajamos fotos de diatomáceas não identificadas, mas são bem-vindas imagens sem direitos de autor devidamente identificadas.

17. notaçãoLSID: (semelhante ao ISBN em publicações)
18. Editar história: data de entrada e alterações feitas, nome do editor

li>Link para a árvore taxonómica.

Cox, E.J. (2015). Coscinodiscophyceae, Mediophyceae, Fragilariophyceae, Bacillariophyceae (Diatomáceas). In: Programa de Famílias Vegetais. O Syllabus der Pflanzenfamilien de Adolf Engler. 13ª edição. Photoautotrophic eukaryotic alga Glaucocystophyta, Cryptophyta, Dinophyta/Dinozoa, Heterokontophyta/Ochrophyta, Chlorarachniophyta/Cercozoa, Euglenophyta/Euglenozoa, Chlorophyta, Streptophyta pp. (Frey, W. editor), pp. 64-103. Berlim: Borntraeger Science Publishers.

Fourtanier, E. & Kociolek, J.P. (2009). Catálogo de nomes de diatomáceas. Parte 1. Introdução e Bibliografia. Documentos ocasionais da Academia das Ciências da Califórnia 156: 1-168.

Fourtanier, E. & Kociolek, J.P. (2011). Catálogo de Nomes de Diatomáceas, Academia das Ciências da Califórnia, Versão On-line actualizada18 de Setembro de 2011. Disponível online em http://researcharchive.calacademy.org/research/diatoms/names/index.asp

Potapova, M.G., Minerovic, A.D., Veselá, J., Smith, C.R. (Editores) (2018). Diatom New Taxon File at the Academy of Natural Sciences (DNTF-ANS), Philadelphia. Obtido em YYYY-MM-DD de http://symbiont.ansp.org/dntf

Citação

Utilização de dados da DiatomBase em publicações científicas deve ser reconhecida citando:

• Kociolek, J.P.; Blanco, S.Coste, M.; Ector, L.; Liu, Y.; Karthick, B.; Kulikovskiy, M.; Lundholm, N.; Ludwig, T.; Potapova, M.; Rimet, F.; Sabbe, K.; Sala, S.; Sar, E.; Taylor, J.; Van de Vijver, B.; Wetzel, C.E.; Williams, D.M.; Witkowski, A.; Witkowski, J. (2021). DiatomBase. Acessado em http://www.diatombase.org em 2021-03-25

Se os dados da DiatomBase constituem uma proporção substancial dos registos utilizados nas análises, o(s) editor(es) chefe(s) da base de dados deve(m) ser contactado(s). Pode haver dados adicionais que se possam revelar valiosos para tais análises.
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