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Die Kieselalgen oder Diatomeen Bacillariophyta bilden ein Taxon von Photosynthese betreibenden Protisten Protista und werden in die Gruppe der Stramenopilen Stramenopiles eingeordnet KieselalgenDiese marinen Kieselalgen leben als Eisalgen im Inneren des Meereises des antarktischen McMurdo Sunds Systematikohne Rang Sarohne Rang Stramenopile Stramenopiles ohne Rang Ochrophytaohne Rang KieselalgenWissenschaftlicher NameBacillariophytaHaeckelKieselalgen bilden oft Uberzuge und Matten am Gewassergrund aus die auch makroskopisch erkennbar sindOft wird die Gruppe mit dem synonymen Namen Diatomea Dumortier bezeichnet alternativ sind auch die synonymen Namen Fragilariophyceae Diatomophyceae in Verwendung Einige Autoren nennen die Kieselalgen Bacillariophyceae sie ordnen sie also als Klasse in die dann als Phylum aufgefassten photosynthetischen Vertreter der Stramenopiles Ochrophyta ein diese Auffassung wird etwa in den Datenbanken DiatomBase 1 und WoRMS vertreten Diese Verwendung ist allerdings missverstandlich da andere Taxonomen eine enger abgegrenzte Klasse Bacillariophyceae als eine von drei Klassen innerhalb der Diatomeen auffuhren Bei Verwendung dieses Namens ist also die jeweilige Auffassung zu kontrollieren da es sonst zu Missverstandnissen kommt Man unterscheidet heute rund 6000 Arten Es wird jedoch angenommen dass insgesamt bis zu 100 000 Arten existieren 2 Eine Arbeitsstelle fur Diatomeen Forschung mit umfangreicher Sammlung und Online Katalog begrundet von Friedrich Hustedt befindet sich im Alfred Wegener Institut 3 Inhaltsverzeichnis 1 Merkmale 2 Vermehrung 3 Vorkommen 4 Systematik 5 Bedeutung 6 Literatur 7 Einzelnachweise 8 WeblinksMerkmale Bearbeiten nbsp Pennate und zentrische Kieselalge Aus Kunstformen der Natur Ausschnitt Ihren deutschen Trivialnamen verdanken die Kieselalgen der Zellen hulle Frustel die uberwiegend aus Siliziumdioxid Summenformel SiO2 besteht dem Anhydrid der Kieselsaure vereinfachte Summenformel SiO2 n H2O Die Kieselsaure wird jedoch im deutschen Sprachraum oft falschlich mit ihrem Anhydrid gleichgesetzt Das Siliziumdioxid gewinnt der Organismus aus der Monokieselsaure Si OH 4 nbsp Diese sekundar elektronen mikro skopischen Aufnahmen zeigen die Schalen und Gurtelbander bei B sind zudem die schlitzformigen Raphen erkennbarDie Frustel ist schachtelformig und besteht aus zwei schalenformigen Teilen unterschiedlicher Grosse von denen die eine Epitheka mit ihrer Offnung uber die Offnung der anderen Hypotheka greift Die Schalen sind in charakteristischen Mustern strukturiert Aufgrund der Schalengeometrie werden zwei Typen von Kieselalgen unterschieden Zentrische Kieselalgen Centrales haben zumeist runde bisweilen auch dreieckige Schalen wahrend pennate Kieselalgen Pennales stab oder schiffchenformige mitunter auch bogen oder S formig gekrummte Gehause ausbilden Die Schalen werden mittels spezieller Peptide angelegt die als Silaffine bezeichnet werden Die Silaffine ermoglichen die Ausfallung des Siliziumdioxids in kleine globulare Siliziumdioxidaggregate den sogenannten Nanospheren Diese haben einen Durchmesser von 30 bis 50 nm und bilden in ihrer Gesamtheit die eigentlichen Schalen aus 4 5 Viele pennate Kieselalgen konnen auf einer festen Unterlage mit Hilfe einer Raphe kriechen Die Geschwindigkeit betragt bis zu 20 mm s Kieselalgen sind einzellig und fast stets unbegeisselt Nur bei einigen Arten besitzen die mannlichen Gameten eine Geissel eine nach vorn gerichtete Flimmergeissel Die durch sekundare Endosymbiose mit einer Rotalge entstandenen Plastiden 6 sind braun gefarbt da das Xanthophyll Fucoxanthin die Farbe der Chlorophylle Chlorophyll a und c uberdeckt Als Reservestoff dient Chrysolaminarin In der Regel sind Kieselalgen mikroskopisch klein Zum Beispiel erreicht die Achnanthes eine Lange von 40 Mikrometer Einige Arten konnen jedoch bis zu 2 Millimeter lang werden Vermehrung Bearbeiten nbsp Auxosporen von Melosira variansDie Diatomeen sind diploid und vermehren sich hauptsachlich ungeschlechtlich durch Zellteilung Die Tochterzellen erhalten jeweils einen Schalenteil und bilden den anderen Teil neu hiervon leitet sich auch die Bezeichnung Diatomee altgriechisch diatemnein diatemnein spalten ab Der neue Schalenteil ist stets die kleinere Hypotheka so dass im Generationenverlauf die Zellgrosse fast aller Nachkommen fortlaufend schwindet nur die Tochterzelllinie der Ausgangs Epitheka behalt die ursprungliche maximale Grosse bei Wird eine Minimalgrosse unterschritten stirbt das Individuum Bevor eine Minimalgrosse erreicht wird konnen jedoch Sexualvorgange stattfinden Aus den Zellen bilden sich durch Meiose haploide Gameten Bei zentrischen Kieselalgen wurde Oogamie nachgewiesen Die Gameten werden frei nach Verschmelzen eines weiblichen mit einem mannlichen Gameten bildet sich aus der Zygote unter Grossenwachstum eine Dauerform eine sogenannte Auxospore Bei pennaten Kieselalgen wurde Konjugation beobachtet Zwei Partner legen sich aneinander und bilden eine gemeinsame Cytoplasmabrucke Konjugationskanal in die jeweils ein haploider Kern und ein Chloroplast der beiden Partner einwandern Aus der so gebildeten Zygote bildet sich eine Auxospore in der die Kernverschmelzung Karyogamie stattfindet Aus den Auxosporen der zentrischen und pennaten Kieselalgen wird jeweils eine grossere neue Kieselalge mit einer neuen zweiteiligen Schale gebildet Vorkommen Bearbeiten nbsp Extremophile Kieselalge vom Mono Lake Tufa State ReserveKieselalgen kommen hauptsachlich im Meer und in Sussgewassern planktisch oder benthisch vor oder sie sind auf Steinen oder Wasserpflanzen Epiphyten angesiedelt Manche Arten brauchen reines und kaum verschmutztes Wasser und sind aus diesem Grunde auch Zeigerorganismen fur unbelastete Gewasser Andere Arten wiederum die im engl auch als agricultural guild bezeichnet werden sind typisch fur Gewasser die durch landwirtschaftliche Eintrage bspw durch Uberdungung besonders belastet sind Zu diesen werden u a Navicula radiosa Melosira varians Nitzschia palea Diatoma vulgare oder Amphora perpusilla gezahlt 7 Auch terrestrische Arten finden sich unter den Diatomeen diese besiedeln Boden in tropischen Gebieten auch Blatter von Baumen Systematik Bearbeiten nbsp Illustration Kieselalgen Susswasser Pennales nbsp Illustration Zentrische Susswasser KieselalgenDie Kieselalgen wurden traditionell in die radiarsymmetrischen Centrales und die bilateralsymmetrischen Pennales gegliedert Die Centrales sind jedoch paraphyletisch eine stabile Systematik auf molekulargenetischer Grundlage hat sich noch nicht etabliert Nach der taxonomischen Datenbank Diatombase 1 existiert derzeit keine allgemein akzeptierte Gliederung der Kieselalgen in Subtaxa Eine weit verbreitete aber nicht von allen Taxonomen anerkannte Gliederung konnte so aussehen 8 die hohere Gliederung wurde in vergleichbarer Form in die weithin verwendete Klassifikation der Eukaryoten durch Sina Adl und Kollegen ubernommen 9 nbsp Odontella aurita nbsp Fluoreszenzmikroskopie einer Kette von Asterionellopsis sp einer marinen Gattung Balken 5 µm Unterabteilung Coscinodiscophytina Klasse Coscinodiscophyceae Ordnung Asterolamprales Ordnung Arachnoidiscales Ordnung Aulacoseirales Gattung Aulacoseira Ordnung Chrysanthemodiscales Ordnung Corethrales Ordnung Coscinodiscales Ordnung Ethmodiscales Ordnung Melosirales Gattung Melosira Ordnung Orthoseirales Ordnung Rhizosoleniales Gattung Rhizosolenia Ordnung Stictocyclales Ordnung Stictodiscales Ordnung Leptocylindrales Unterabteilung Bacillariophytina Klasse Mediophyceae Ordnung Anaulales Ordnung Biddulphiales Ordnung Chaetocerotales Gattung Chaetoceros Ordnung Cymatosirales Ordnung Eupodiscales Tricertiales Gattung Pleurosira Ordnung Hemiaulales nbsp Eucampia zodiacus im Lichtmikroskop nbsp Eucampia zodiacus im ElektronenmikroskopGattung Eucampia Gattung Hemiaulus Ordnung Lithodesmiales Ordnung Thalassiosirales Gattung Cyclotella Ordnung Toxariales Klasse Bacillariophyceae entspricht weitgehend den fruheren Pennales Ordnung Raphoneidales Ordnung Rhabdonematales Ordnung Cocconeidales Gattung Algenlause Cocconeis Ordnung Fragilariales vermutlich paraphyletisch Gattung Asterionella Gattung Diatoma Gattung Fragilaria Gattung Meridion Gattung Synedra Ordnung Tabellariales Gattung Tabellaria Ordnung Licmophorales Ordnung Thalassionematales Ordnung Eunotiales Gattung Eunotia Ordnung Lyrellales Ordnung Mastogloiales Ordnung Dictyoneidales Ordnung Cymbellales Gattung Cymbella Gattung Didymosphenia u a Didymosphenia geminata Gattung Gomphonema Gattung Rhoicosphenia Ordnung Achnanthales Gattung Achnanthes Ordnung Naviculales Gattung Diploneis Gattung Gyrosigma Gattung Navicula Gattung Pinnularia Gattung Stauroneis Ordnung Thalassiophysales Gattung Amphora nbsp Pseudo nitzchia sp Ordnung Bacillariales Gattung Bacillaria Gattung Hantzschia Gattung Nitzschia Gattung Pseudo nitzschia Ordnung Rhopalodiales Gattung Epithemia Ordnung Surirellales Gattung Cymatopleura Gattung SurirellaBedeutung Bearbeiten nbsp Untersuchung einer kommerziellen Diatomeenerde in Wasserfiltern fur Schwimmbecken nbsp Praparat verschiedener Diatomeen unter dem RasterelektronenmikroskopDie Kieselalgen sind Hauptbestandteil des Meeresphytoplanktons und sind die Haupt Primarproduzenten organischer Stoffe bilden also einen wesentlichen Teil der Basis der Nahrungspyramide Als Sauerstoff produzierende oxygene Phototrophe erzeugen sie auch einen grossen Teil des Sauerstoffs in der Erdatmosphare Aus der relativen Arten Zusammensetzung der Kieselalgenpopulation eines Gewassers kann recht exakt dessen Trophiegrad abgeleitet werden Diatomeenindex sowie weitere Gewasserparameter wie pH Wert Salinitat Saprobie etc Diese Verfahren konnen auch auf Sedimente oder auf Ollagerstatten angewandt werden und geben dann Aufschluss uber die ehemals herrschenden Lebensbedingungen Zur Identifizierung der Arten wird eine Aufwuchsprobe mit Kieselalgen mit Schwefelsaure Wasserstoffperoxid Kaliumdichromat oder einem anderen Oxidationsmittel behandelt und so werden alle organischen Bestandteile der Probe aufgelost Es bleiben nur noch die reinen Siliziumdioxid Schalen ubrig Diese werden in einem Einschlussmedium mit hohem optischem Brechungsindex z B Naphrax eingebettet und lichtmikroskopisch mit dem Phasenkontrast Verfahren bei ca 1000 facher Vergrosserung identifiziert Sterben die Zellen sinken sie auf den Grund des Gewassers ab die organischen Bestandteile werden abgebaut und die Siliziumdioxid Schalen bilden eine Ablagerung die sogenannte Kieselgur Diatomeenerde Dieser Prozess ist insbesondere im Marinen erst unterhalb der CCD Calcit Kompensationstiefe effizient genug um grosse Vorkommen zu bilden Die entstehende Kieselgur wird in Technik und Medizin angewendet Diatomeenschalen finden unter anderem Verwendung als Filter zur Herstellung von Dynamit in Zahnpasta als Putzkorper als giftfreies Insektenbekampfungsmittel in Form von Ungezieferpuder sowie als reflektierendes Material in der Farbe die fur Fahrbahnmarkierungen im Strassenbau verwendet wird Ausserdem finden Kieselalgen in der forensischen Medizin Verwendung Diatomeennachweis Ihre Aussagekraft fur den Nachweis eines Ertrinkungstodes wird jedoch kontrovers diskutiert 10 11 Insbesondere im 19 Jahrhundert dienten Diatomeen zur Anfertigung asthetischer mikroskopischer Praparate deren gemeinsame Betrachtung in Salons ein beliebter Zeitvertreib in hoheren gesellschaftlichen Kreisen war Zur hochsten Perfektion in der handwerklich extrem schwierigen Anfertigung solcher Praparate hat es Johann Diedrich Moller aus Wedel bei Hamburg gebracht Marine Diatomeen konnen zu Vergiftungen bei Mensch und Tier fuhren da einige Arten insbesondere Pseudo nitzschia Nitzschia oder Amphora Domoinsaure produzieren 12 In filtirierende Meerwasser Organismen wie z B Muscheln oder in sich von diesen Tieren ernahrende Arten wie z B Fischen konnen sich diese Diatomeen akkumulieren Kommt es zum Verzehr solcher mit Domoinsaure angereicherten Organismen durch den Menschen treten Vergiftungserscheinungen auf die als Amnesic Shellfish Poisoning ASP bezeichnet werden Als Symptome treten insbesondere Gedachtnisverlust Ubelkeit Krampfe Durchfall Kopfschmerz und Atembeschwerden auf 13 Literatur Bearbeiten nbsp Aus Ernst Haeckels Kunstformen der Natur 1904 Tafel 84 nbsp Diatomeen Kreispraparat aus dem Jahr 1903 von Watson amp Sons LondonFriedrich Hustedt Bacillariophyta Diatomeae 2 Auflage Fischer Jena 1930 Friedrich Hustedt Kieselalgen Diatomeen 3 Auflage Franckh Stuttgart 1965 Kurt Krammer Kieselalgen Franck Stuttgart 1986 Kurt Krammer Horst Lange Bertalot Bacillariophyceae in Susswasserflora von Mitteleuropa 1986 2000 Fischer Stuttgart und Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg Band 1 Naviculaceae 1986 Band 2 Bacillariaceae Epithemiaceae Surirellaceae 1988 Band 3 Centrales Fragilariaceae Eunotiaceae 1991 Band 4 Achnanthaceae 1991 Band 5 English and French translations and additions 2000 Diatoms of Europe diatoms of the European inland waters and comparable habitats Gantner Rugell Band 1 Kurt Krammer The genus Pinnularia 2000 Band 2 Horst Lange Bertalot Navicula sensu stricto 2001 Band 3 Kurt Krammer The genus Cymbella 2002 Band 4 Kurt Krammer The genera Cymbopleura Delicata Navicymbula Gomphocymbellopsis and Afrocymbella 2003 F E Ross R M Crawford D G Mann The Diatom Biology and Morphology of The genera Cambridge Univ Press 1990 Einzelnachweise Bearbeiten a b Class Bacillariophyceae in Kociolek J P Balasubramanian K Blanco S Coste M Ector L Liu Y 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 2017 DiatomBase abgerufen am 4 Dezember 2017 T A Norton M Melkonian R A Andersen Algal biodiversity In Phycologia 35 S 308 326 Hustedt Zentrum fur Diatomeenforschung Alfred Wegener Institut Bremerhaven N Kroger The sweetness of diatom molecular engineering In Journal of Phycology Volume 37 2001 S 93 112 N Kroger M Sumper The molecular basis of diatom biosilica formation In E Baeuerlein Hrsg Biomineralization Progress in Biology Molecular Biology and Application 2004 S 137 158 Wiley VCH Weinheim Secondary Endosymbiosis Exposed In The Scientist Juni 2005 abgerufen am 1 Juni 2016 J L Richardson N S Mody M E Stacey Diatoms and water quality in Lancaster County PA streams a 45 year perspective In Jornal Pennsylvania Academy of Sciences Volume 70 1996 S 30 39 Linda K Metlin 2016 Evolution of the diatoms major steps in their evolution and a review of the supporting molecular and morphological evidence Phycologia 55 1 79 103 doi 10 2216 15 105 1 Adl S M Simpson A G B Lane C E Lukes J Bass D Bowser S S Brown M W Burki F Dunthorn M Hampl V Heiss A Hoppenrath M Lara E le Gall L Lynn D H McManus H Mitchell E A D Mozley Stanridge S E Parfrey L W Pawlowski J Rueckert S Shadwick L Schoch C L Smirnov A and Spiegel F W 2012 The Revised Classification of Eukaryotes Journal of Eukaryotic Microbiology 59 429 514 doi 10 1111 j 1550 7408 2012 00644 x B Madea Praxis Rechtsmedizin Befunderhebung Rekonstruktion Begutachtung 2 aktualisierte Auflage Springer Berlin Heidelberg New York 2007 P Lunetta J H Modell Macropathological Microscopical and Laboratory Findings in Drowning Victims In M Tsokos Hrsg Forensic Pathology Reviews Vol 3 Humana Press Totowa NJ 2005 S 4 77 S S Bates Domoic acid producing diatoms another genus added In Journal of Phycology Volume 36 2000 S 978 985 Gesundheitliche Folgen toxischer Algenbluten Memento des Originals vom 9 Februar 2007 im Internet Archive nbsp Info Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis 1 2 Vorlage Webachiv IABot www gesundes reisen deWeblinks Bearbeiten nbsp Commons Kieselalgen Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien nbsp Wiktionary Kieselalge Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Dunkelatmung mit Nitrat Harnstoff als Anabolikum fur Kieselalgen Videos zu Kieselalgen herausgegeben vom Institut fur den Wissenschaftlichen Film Bereitgestellt im AV Portal der Technischen Informationsbibliothek Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Kieselalgen amp oldid 236103087