Diatomeeën
| Diatomeeën Fossiel voorkomen: Vroeg-Krijt[1] – heden | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | ||||||||
| Verschillende soorten diatomeeën, afkomstig uit Antarctica, onder de microscoop | ||||||||
| Taxonomische indeling | ||||||||
| ||||||||
| Klasse | ||||||||
| Diatomeae Dumortier, 1821[2] | ||||||||
| Synoniemen | ||||||||
| ||||||||
Afbeeldingen op  Wikimedia Commons | ||||||||
| ||||||||
Diatomeeën (Diatomeae of Bacillariophyta), ook wel kiezelwieren genoemd vormen een grote en ecologisch cruciale groep eencellige algen die wereldwijd voorkomen in zowel de zee als zoetwatermilieus. Ze worden gekenmerkt door hun unieke celwand, het frustule, dat bestaat uit twee in elkaar passende helften van siliciumdioxide (SiO2). Deze complex gevormde, vaak symmetrische structuren vertonen een grote variatie in morfologie en spelen een belangrijke rol in taxonomie en identificatie. Diatomeeën behoren tot de Stramenopila en zijn evolutionair verwant aan de bruinwieren en goudwieren.
Ecologisch gezien behoren diatomeeën tot de belangrijkste primaire producenten op aarde. Door fotosynthese dragen zij bij aan de wereldwijde koolstoffixatie en zuurstofproductie, met een aandeel (zo'n 40%) dat wordt vergeleken met dat van tropische regenwouden.[3] Ze vormen de basis van veel aquatische voedselketens en zijn gevoelig voor veranderingen in nutriënten, licht en temperatuur, waardoor ze vaak worden gebruikt als bio-indicatoren voor waterkwaliteit en milieuveranderingen.
Diatomeeën hebben geologische belang en kennen enkele toepassingen. Na afsterven zinkt de siliciumrijke celwand naar de bodem waardoor diatomeeënaarde gevormd kan worden, een sediment dat wordt gebruikt als filtermateriaal, absorptiemateriaal en milieuvriendelijk insecticide. Fossiele diatomeeën bieden informatie over historische klimaatomstandigheden en kunnen helpen de leefomgeving te reconstrueren. Sommige soorten worden als modelorganisme gebruikt in de ecologie.
Taxonomie
[bewerken | brontekst bewerken]De taxonomische indeling van de diatomeeën kent een lange geschiedenis en is, mede door de opkomst van moleculair genetisch onderzoek, nog steeds in beweging. In 2026 is een nieuwe indeling voorgesteld die gebaseerd is op decennia van fylogenetisch onderzoek. Deze classificatie verdeelt de diatomeeën in 431 geslachten, 68 families, 44 orden en 10 klassen. Zeven klassen, 13 orden, drie families en één geslacht worden daarin als nieuw voorgesteld.[4]
Lijst van ordes, auteurs en aantal soorten
[bewerken | brontekst bewerken]- Acanthoceratales Kociolek, Ashworth & A.J.Alverson (19 soorten)
- Amblyamphorales Kociolek, Ashworth & A.J.Alverson (2 soorten)
- Anaulales Round & R.M.Crawford (50 soorten)
- Ardissoneales Round (37 soorten)
- Attheyales Kociolek, Ashworth & A.J.Alverson (9 soorten)
- Bacillariales Engler (1686 soorten)
- Biddulphiales Willi Krieger (182 soorten)
- Chaetocerotales Round & R.M.Crawford (339 soorten)
- Cocconeidales Kociolek, Ashworth & A.J.Alverson (812 soorten)
- Corethrales Round & R.M.Crawford (13 soorten)
- Coscinodiscales Round & R.M.Crawford (1094 soorten)
- Cyclophorales Round & R.M.Crawford (25 soorten)
- Cymatosirales Round & R.M.Crawford (114 soorten)
- Cymbellales D.G.Mann (2385 soorten)
- Diadesmidales Kociolek, Ashworth & A.J.Alverson (85 soorten)
- Diploneidales Kociolek, Ashworth & A.J.Alverson (365 soorten)
- Eucampiales Kociolek, Ashworth & A.J.Alverson (13 soorten)
- Eunotiales P.C.Silva (904 soorten)
- Eupodiscales V.A.Nikolaev & D.M.Harwood (306 soorten)
- Fragilariales P.C.Silva (552 soorten)
- Hemiaulales Round & R.M.Crawford (281 soorten)
- Leptocylindrales Round & R.M.Crawford (8 soorten)
- Licmophorales Round (144 soorten)
- Lithodesmiales Round & R.M.Crawford (32 soorten)
- Mastogloiales D.G.Mann (1863 soorten)
- Melosirales R.M.Crawford (189 soorten)
- Naviculales Bessey (3184 soorten)
- Paraliales R.M.Crawford (75 soorten)
- Plagiogrammales Gogorev & Stepanova (106 soorten)
- Probosciales Medlin (32 soorten)
- Rhabdonematales Round & R.M.Crawford (72 soorten)
- Rhaphoneidales Round (140 soorten)
- Rhizosoleniales P.C.Silva (93 soorten)
- Sellaphorales Kociolek, Ashworth & A.J.Alverson (1758 soorten)
- Staurosirales Kociolek, Ashworth & A.J.Alverson (276 soorten)
- Stephanopyxales "Nikolaev ex F.E.Round et al. 1990" (106 soorten)
- Striatellales Round (13 soorten)
- Surirellales D.G.Mann (1436 soorten)
- Tabellariales Round (123 soorten)
- Thalassiosirales Glezer & I.V.Makarova (738 soorten)
- Trigoniumales Kociolek, Ashworth & A.J.Alverson (55 soorten)
Morfologie
[bewerken | brontekst bewerken]Kiezelwieren hebben een exoskelet (uitwendig kiezelskelet) dat uit twee helften bestaat, die als doos en deksel in elkaar passen. Een van de helften heeft een spleet (rafe), waardoor het kiezelwier voedingsstoffen uit zijn milieu opneemt en afvalstoffen van zijn stofwisseling afscheidt. Diatomeeën hebben een enigszins bruingroene kleur, omdat de groene kleur van het chlorofyl door andere kleurstoffen wordt gemaskeerd.
Voortplanting
[bewerken | brontekst bewerken]De voortplanting geschiedt vooral langs vegetatieve weg, door celdeling. De skelethelft afkomstig van de moedercel is daarbij altijd de buitenste schil. Dit heeft tot gevolg dat de dochtercel die uit de grootste skelethelft is ontstaan uiteindelijk even groot zal worden als de moedercel, maar dat de dochtercel die uit de kleinere schil ontstaat iets kleiner zal blijven. Op den duur zouden sommige cellen daardoor alsmaar kleiner worden, maar dat wordt voorkomen doordat af en toe een fase van geslachtelijke voortplanting wordt ingelast, waarbij de daaruit voortkomende cellen weer de maximale grootte kunnen bereiken. Zodra er voldoende voedingsstoffen in het water aanwezig zijn, kunnen diatomeeën zich snel vermenigvuldigen. Er wordt dan van diatomeeënbloei gesproken.
Diatomeeën als voedselbron
[bewerken | brontekst bewerken]Diatomeeën zijn, net als planten, fotoautotroof. Dat wil zeggen dat ze voor hun organische voedingsstoffen zelfvoorzienend zijn. Ze staan als producenten aan het begin van de voedselketen, en zorgen voor ongeveer de helft van de primaire productie in de oceanen.
Toepassing als bioindicator voor waterkwaliteit
[bewerken | brontekst bewerken]De meeste wateren in Nederland zijn sterk beinvloed door menselijke activiteiten. Beken dreigen te verdrogen en veel wateren zijn vervuild met organisch materiaaal (mest) en/of hebben te maken met verzuring. Kiezelalgen zijn uitstekend geschikt voor het analyseren en waarderen van de waterkwaliteit.
- Kiezelwieren zijn talrijk en in ieder watertype aanwezig.
- Kiezelwieren zijn gemakkelijk te verzamelen, ze vergen daarvoor geen specialistische apparatuur en deskundigheid.
- Diverse soorten kiezelwier zijn kenmerkend voor milieufactoren als zuurgraad (pH), zuurstofconcentratie, zoutgehalte, waterdiepte, concentraties voedingsstoffen (nutriënten) en aanwezigheid van hoge concentraties organische stof.
- Het is dankzij uitgebreid onderzoek en documentatie mogelijk de afzonderlijke soorten op naam te brengen (determineren).
- Dankzij de aanwezigheid van pantsers van silicium zijn kiezelwieren niet onderhevig aan bederf en kunnen daarom als (microscopisch) preparaat gearchiveerd worden voor nader vergelijkend onderzoek. [5]
Diatomeeënaarde als grondstof
[bewerken | brontekst bewerken]Onder gunstige omstandigheden kunnen de exoskeletten van afgestorven kiezelwieren zich ophopen tot zogenaamd 'diatomeeënslik', ook diatomeeënmat genoemd.[6] Dit slik kan zowel in zee (marien) als in zoet water (lacustrien) worden afgezet. Diatomeeënslik is ook uit afzettingslagen in de diepzee bekend. Boven de grondwaterspiegel kan uit dit slik, door ontwatering en compactie, diatomeeënaarde ontstaan.
Diatomeeën in paleo-ecologisch onderzoek en de geologie
[bewerken | brontekst bewerken]Omdat diatomeeën goede milieu-indicatoren zijn en snel reageren op milieuveranderingen, worden fossiele diatomeeën veel gebruikt bij paleo-ecologisch onderzoek. Milieureconstructies die werden gebruikt voor het tekenen van de geologische kaart van Nederland, zijn gebaseerd op onderzoek aan afzettingen van diatomeeën uit het Holoceen en het Laat Pleistoceen.
Fossiele overblijfselen tonen aan dat diatomeeën sinds het Jura-tijdperk overvloedig op aarde aanwezig zijn. Mogelijkerwijs is de uitstervingscatastrofe aan het eind van het voorafgaande Perm-tijdvak, een belangrijke factor geweest bij de opkomst van deze organismen.
Mogelijke toepassingen in de scheikunde
[bewerken | brontekst bewerken]Diatomeeën staan in de belangstelling bij chemici. Ze bouwen hun siliciumhoudende skelet mede met behulp van enzymen en andere eiwitten, op een manier die veel nauwkeuriger gereguleerd is dan de industriële synthese van siliciumhoudende organische materialen (siliconen). Bovendien vinden de natuurlijke, biochemische reacties, dankzij de natuurlijke enzymwerking in de kiezelwieren, plaats onder "normale" temperatuur, druk en pH, terwijl de industriële synthese plaatsvindt bij hoge temperaturen, hoge druk, en zeer hoge of juist lage pH-waarden. Scheikundigen kunnen de biochemische processen die diatomeeën gebruiken nog niet reproduceren in het laboratorium.[7]
Toepassingen in de gerechtelijke geneeskunde
[bewerken | brontekst bewerken]In de forensische geneeskunde wordt de aanwezigheid van diatomeeën in de luchtwegen gebruikt als indicatie voor dood door verdrinking.
Een diatomeeënmat
Enkele soorten van het geslacht Surirella
.jpg)
Externe link
[bewerken | brontekst bewerken]- DiatomBase, Vlaams Instituut voor de Zee
- ↑ (en) Bryłka K, Alverson AJ, Pickering RA, Richoz S, Conley DJ. (2023). Uncertainties surrounding the oldest fossil record of diatoms. Scientific Reports 13 (1). DOI: 10.1038/s41598-023-35078-8.
- ↑ (en) Adl S. (2018). Revisions to the Classification, Nomenclature, and Diversity of Eukaryotes. Journal of Eukaryotic Microbiology 66 (1): 4–119. PMID 30257078. DOI: 10.1111/jeu.12691.
- ↑ (en) Benoiston A, Ibarbalz FM, Bittner L, Guidi L, Jahn O, Dutkiewicz S, Bowler C. (2017). The evolution of diatoms and their biogeochemical functions. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 372 (1728): 20160397. DOI: 10.1098/rstb.2016.0397.
- ↑ (en) Kociolek JP, Ashworth MP, Alverson AJ. (2026). A phylogenetic classification of diatoms (Bacillariophyta). Journal of Phycology 62 (1): 44-67. DOI: 10.1111/jpy.70125.
- ↑ Stowa, 2010. Handboek Hydrobiologie II p. 15 e.v.
- ↑ Flora van de zeebodem, Ecomare
- ↑ (en) Rovner S.L. Emulating nature's silicon skills (2009) Chemical & Engineering News, 14 september 2009, ACS Publications, Washington, DC.
· 
· 
