Kokolitai (kokolitoforai): mikroskopinės plokštelės, formuojančios kreidą

Kokolitai (kokolitoforai) – mikroskopinės CaCO3 plokštelės, formuojančios kreidą; gyvybinis fitoplanktono vaidmuo, didelė geologinė ir ekologinė reikšmė.

Kokolitai – tai mikroskopinės kalcio karbonato plokštelės, kurias gamina tam tikri fitoplanktono organizmai. Jas kuria vienas svarbiausių eukariotų grupių fitoplanktonas: tai vienaląsčiai protistai, kurių organizmai vadinami kokolitoforais, o atskiros plokštelės – kokolitais. Atviresnėje būsenoje kokolitai dengia ląstelę kaip sferinis skeletas yra – kokosfera, sudaryta iš daug sudėtinių plokštelių.

Struktūra ir gamyba

Kokolitai daugiausia sudaryti iš kalcito (CaCO3) – kristalinės kalcio karbonato formos. Juos ląstelė sintetina intraceliulinėse membraninėse vezikulėse (dažniausiai Golgi aparato kilmės) ir vėliau išskiria į paviršių, kur plokštelės surenkamos į vieningą kokosferą. Šių plokštelių formos ir ornamentika yra labai įvairios ir priklauso nuo rūšies; tai leidžia juos atpažinti paleontologiniuose tyrimuose ir naudoti morfologinius požymius rūšių klasifikacijai.

Ekologinė ir geologinė reikšmė

Kokolitoforai yra svarbūs vandenynų ekologijos ir anglies ciklo komponentai. Jie dalyvauja tiek organinio, tiek neorganinio anglies transportavime: sintetindami CaCO3 jie perkelia anglies formą į inorganinę frakciją, o savo gyvąją masę – į organinę. Svorio ir grūdėtumo dėka kokolitai prisideda prie „ballastinio“ efekto, skatindami organinių medžiagų nusėdimą į gilesnius vandenis. Dėl to jie yra pagrindinė giliavandenių nuosėdų karbonatinė dalis.

Istoriškai kokolitai sukūrė didžiules jūrines nuosėdas: žinomos kreidos klodai (ypač viršutinio kreidos periodo) sudaryti beveik iš vienos rūšies arba mišinių kokolitų — tokie sluoksniai gali būti 95–99 % sudaryti iš kokolitų. Juos gaminančių organizmų gausa ir sudėtis labai priklauso nuo klimato: pavyzdžiui, Šiaurės rytų Atlanto vandenyne paskutinio ledynmečio ir tarplydynmečio ciklo metu kokolitai sudarė apie 70–80 % viso karbonato srauto šiltesnėmis (tarpledyninio) fazėmis, o ledynmečio metu jų dalis smuko.

Pavyzdžiui, rūšys kaip Emiliania huxleyi gali masiškai plisti ir sudaryti įspūdingus „bloom“ (žydėjimo) plotus, kuriuos dažnai galima stebėti net palydovų nuotraukose dėl jų šviesiai atspindinčių kokosferų.

Paleontologiniu požiūriu kokolitai pirmą kartą fiksuojami vėlyvajame triaso periode (prieš ~200 milijonų metų) ir ypač išplito vėlesniais geologiniais laikotarpiais; jų gausa pasiekė piką kreidos periode, kai susiformavo didžiuliai kreidos sluoksniai. Įdomu, kad kita fitoplanktono grupė – diatomėjos – savo fosilijų registrą pradėjo pildyti maždaug tuo pačiu geologiniu laiku, todėl abi grupės turi ilgametę įtaką jūrinių nuosėdų formavimuisi. Kokolitai ir šiandien išlieka reikšmingi tiek ekologijoje, tiek geologijoje.

Pirmasis kokolitus ištyrė Cristianas Gottfriedas Ehrenbergas (1795–1875), nors jis juos laikė neorganiniais grūdais. Vėliau Thomas Henry Huxley nustatė, kad tai gyvų organizmų gaminiai ir kad jie sudaro didelę uolienos, vadinamos kreida, dalį. Šią idėją taip pat iliustruoja Westbroeko pastebėjimas:

"Mažyčiai kokolitą gaminantys dumbliai... yra geologinis dinamitas, galinga jėga, padedanti nukreipti didžiulius kalcio ir karbonato srautus į vandenyno dugną".

Tyrimai ir dabartinės problemos

Kokolitoforai lemia daug mokslinių tyrimų krypčių: jie yra naudingi paleoklimato rekonstrukcijoms (kokolitų tipai ir kiekiai atspindi senas jūrų sąlygas), o jų reakcija į dabartines aplinkos permainas — ypač vandenynų rūgštėjimą (ocean acidification) ir temperatūros kilimą — yra aktyviai tiriama. Dėl sumažėjusio pH kai kurių rūšių kalcifikacija gali sulėtėti arba pakeisti koklitų struktūrą, kas turi pasekmių anglies ciklui ir jūrų maisto tinklams.

Apibendrinant: kokolitai ir kokolitoforai yra smulkūs, bet geologiškai ir ekologiškai svarbūs organizmai — jie formuoja didžiules kreidos nuosėdas, daro įtaką anglies srautams ir tebėra svarbūs rodikliai tyrinėjant tiek praeities, tiek ateities vandenynus.

Emiliania huxleyi

Emiliania huxleyi (sutrumpintai Ehux) yra vienas svarbiausių planktoninių dumblių dabartinėje planetoje. Tai labiausiai paplitęs kokolitoforas pasaulio vandenynuose. Jis dominuoja šiaurės rytų Atlante, šiaurės rytų Ramiajame vandenyne ir rytinėje Viduržemio jūros dalyje. Jo milžiniški dumblių žydėjimai lengvai matomi palydovinėse nuotraukose. Šis žydintis gyvenimo būdas prasidėjo prieš ~80 000-50 000 metų ir žymi vadinamosios Ehux Acme zonos pradžią fosilijų įrašuose.

Ehuksas aptinkamas tik palyginti jaunose nuosėdose, todėl turėjo išsivystyti visai neseniai. Pirmą kartą nuosėdose atsiradęs Ehux naudojamas kaip biostratigrafinis žymuo. Šis pasirodymas datuojamas prieš ~270 000 metų. Vėliau Weaveris jį datavo prieš ~242-268 000 metų.

Šviesiai mėlyna/žalsva spalva atsiranda dėl didelės Emiliania huxleyi koncentracijos.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra kokolitai?

K: Kas pirmasis ištyrė kokolitus?

K.: Kaip buvo nustatyta, kad kokolitai yra pagaminti gyvų organizmų?

K: Kokią dalį kreidos sudaro kokolitai?

K: Kada maža ląstelė sukūrė pirmąją kokosferą?

K: Kokia kita smulkiųjų dumblių grupė maždaug šiuo laikotarpiu pateko į fosilijų registrą?

K: Kiek kokolitai sudaro karbonato dalį giliavandenėse jūros nuosėdose ledynmečiu Šiaurės Rytų Atlante?

Paieška pagal raidę