Física no mundo animal: diatomáceas e sua "arquitetura"

Os diatomáceas são algas unicelulares e coloniais, que se distinguem pela presença nas células do invólucro protetor, consistindo em dióxido de silício. Diatomáceas vivem em água marinha e doce. Segundo especialistas, essas algas criam cerca de um quarto da matéria orgânica na Terra.

A forma das diatomáceas é muito diversa. Normalmente, as diatomáceas são uma concha, dentro e fora da qual existe uma camada relativamente pequena de matéria orgânica. O esqueleto da estrutura celular difere nas regiões centrado e centrado. O primeiro grupo tem simetria bilateral, o segundo - radial. O nome das algas vem da palavra grega diatomos ("cortado em duas partes"). O fato é que as conchas das diatomáceas são divididas em duas metades (mais sobre isso abaixo).

Se apenas um eixo de simetria puder ser traçado através da carapaça da concha, essa simetria poderá ser chamada bilateralmente simétrica. A carapaça geralmente consiste em duas metades, com a metade maior cobrindo a menor. A concha das diatomáceas consiste em uma cobertura de sílica. Existem alguns elementos adicionais, como ferro, alumínio, magnésio e várias substâncias orgânicas. A espessura da parede do invólucro depende da concentração de silício no meio e varia significativamente: nas formas de paredes finas - de centésimos a décimos de micrômetro, e nas de paredes espessas atinge de 1 a 3 mícrons. Paredes do escudopenetrado pelos menores orifícios, proporcionando um metabolismo entre protoplastos e o meio ambiente. Eles também são equipados com vários elementos moldados que compõem a estrutura da concha e servem como as principais características taxonômicas na construção do sistema de diatomáceas. A carapaça e sua estrutura são distinguíveis mesmo com uma pequena ampliação do microscópio.

No entanto, não é tão fácil descobrir os detalhes da estrutura da carapaça da sílica. Para entender a forma da concha das diatomáceas, é preciso levar em consideração a razão de eixos e planos de simetria.

Muito se sabe sobre o estilo de vida das diatomáceas. Diatomáticos vivem muito bem em uma variedade de ecossistemas e biótopos. As algas vivem tanto nos oceanos quanto nos mares e em corpos de água salobra e doce. Eles estão no chão, no ar, foram encontrados no gelo do Ártico e da Antártica. Essas algas estão bem adaptadas a uma variedade de fatores ambientais. Recentemente, ao decodificar o genoma completo da diátomo Phaeodactylum tricornutum, descobriu-se que ele contém um número recorde de genes para eucariotos obtidos por transferência horizontal de bactérias e arquéias. Agora, acredita-se que cerca de 300 gêneros, que incluem 20 a 35 espécies, pertençam à classe das diatomáceas.

Pode ser difícil, mesmo para especialistas, separar um tipo de diatomácea de outro. Para identificar corretamente as diatomáceas, os cientistas usam o padrão de casca após remover o protoplasto. Especialistas dizem que a concha das diatomáceas e a natureza da ornamentação são um dos pontos mais importantes na identificação. A forma da concha das algas é simétrica nas três dimensões. As partes superior e inferior do esqueleto das algas se encaixam quase perfeitamente.


Os diatomáceas são muito diferentes, e os cientistas ainda precisam descobrir muitos fatos interessantes sobre essas algas. As figuras mostram as diatomáceas e os ornamentos que as expõem

A partir das diatomáceas da era vitoriana, os ornamentos começaram a ser dispostos. Devido ao fato de as algas serem microscópicas, os ornamentos não são visíveis a olho nu, eles são feitos sob um microscópio. E então, sob o microscópio, eles admiram seu trabalho. Este trabalho meticuloso é feito com a agulha mais fina.


Curiosamente, as diatomáceas são um componente importante da nutrição das baleias. Assim, uma baleia de tamanho médio pode comer várias centenas de quilos de diatomáceas por vez.

Apesar de as diatomáceas serem muito pequenas - seu tamanho é cerca de um quarto do diâmetro de um cabelo humano, essas algas têm um "design" perfeito do ponto de vista do designer. Todos os casos de diatomáceas são simétricos em três dimensões, com a parte superior e inferior das diatomáceas quase perfeitamente correspondentes.

As algas são tão dependentes do dióxido de silício que se a concentração de sílica em uma região específica for bastante baixa, as diatomáceas não se dividirão. Uma das fontes de sílica é o Si (OH) ₄entrando nas algas através de proteínas de transporte de ácido silícico. Infelizmente, os cientistas ainda não conseguem descobrir como a sílica é entregue à célula. Os cientistas acreditam que Si (OH) ₄ e Na são transportados por algas na proporção de 1: 1.

Durante a citocinese, a membrana celular cria uma constrição, mas o complexo de Golgi começa, começando a reproduzir as chamadas vesículas. Eles são sempre preservados em células recém-formadas.

Curiosamente, existem muitas formas da concha das diatomáceas. Eles podem se parecer com discos e cilindros, túbulos e bolas, tambores e maças. Também original é o fato da variedade de formas das válvulas (redonda, oval, lanceolada, linear, em forma de violão rômbica, em 5 e outras).

A estrutura da concha de muitos tipos de diatomáceas é ideal do ponto de vista do arquiteto. Alguns edifícios foram construídos seguindo o exemplo da concha dessas algas. Um exemplo é a construção do Teatro de Berlim. Seus criadores usaram a forma de diatomácea na construção do pilar do Teatro de Berlim. Curiosamente, as proporções foram tomadas sem muita alteração e cálculo. A carapaça das diatomáceas é extraordinariamente forte, embora porosa. Os cientistas esperam investigá-lo minuciosamente, para poder repetir o truque com "estruturas de orifícios", onde os orifícios aumentam a força e a resistência da concha.

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