Picoplancton

Il picoplancton è la frazione planctonica di dimensioni comprese tra 0,2 e 2 µm.

Può essere composto da organismi procarioti e eucarioti che possono essere sia fototrofici che eterotrofici. È la frazione prevalente tra le comunità planctoniche microbiche degli ecosistemi sia di acqua dolce che marini e costituisce un porzione significativa della biomassa totale delle comunità fitoplanctoniche.

Dimensioni

Il picoplancton si inserisce nella più vasta categoria del plancton che viene suddivisa in base alle dimensioni degli organismi che lo compongono secondo il seguente schema di classificazione:

Megaplancton, 2×10⁻¹→2×10⁰ m (20–200 cm)
Macroplancton, 2×10⁻²→2×10⁻¹ m (2–20 cm)
Mesoplancton, 2×10⁻⁴→2×10⁻² m (0.2 mm-2 cm)
Microplancton, 2×10⁻⁵→2×10⁻⁴ m (20-200 µm)
Nanoplancton, 2×10⁻⁶→2×10⁻⁵ m (2-20 µm)
Picoplancton, 2×10⁻⁷→2×10⁻⁶ m (0.2-2 µm)
Femtoplancton, < 2×10⁻⁷ m, (< 0.2 µm).

È da notare che in questo caso i vari prefissi (mega, micro, nano, pico, femto) non hanno il significato normalmente utilizzato nel sistema internazionale di misura, dove indicano variazioni dimensionali di 10³. In questo caso viene seguita la scala di variazione, ma con un ordine di crescita ridotto.

Tecniche di misura

L'importanza anche delle più piccole suddivisioni del plancton e il loro ruolo nella catena alimentare marina ha cominciato a essere meglio compresa ed investigata solo a partire dagli ultimi 10 o 15 anni. Si è posto a questo punto il problema di misurare accuratamente la biomassa e la distribuzione delle dimensioni delle varie comunità del picoplancton.

Le due tecniche utilizzate inizialmente per identificare e quindi enumerare il picoplancton sono il microscopio a fluorescenza e il conteggio visuale. Entrambi questi metodi però non garantiscono la precisione necessaria e richiedono una quantità notevole di tempo per l'analisi. Stanno quindi prendendo sempre più piede nuovi e più accurati metodi come la citometria a flusso e la microscopia a fluorescenza con analisi d'immagine, che sono più efficienti nella misura del nanoplancton e del picoplancton fototrofico autofluorescente. Data comunque la persistenza della difficoltà di conteggio, le due tecniche vengono integrate da videocamere integrate da CCD; le misurazioni più accurate sono date dalle videocamere dotate di CCD a scansione lenta, in grado di rilevare anche le particelle più piccole come i batteri resi fluocromatici.

Composizione

Si stima che gli archei rappresentino il 34% del picoplancton procariotico nelle acque superficiali costiere dell'Antartico, ma sono altrettanto presenti anche negli altri oceani.

Il picoplancton fotosintetico è composto da procarioti e eucarioti.
Tra i procarioti, i componenti più importanti sono i cianobatteri, in particolare Synechococcus (nelle zone equatoriali mesotrofiche) e Prochlorococcus (nelle zone tropicali oligotrofiche, dove si possono contare più di 100 milioni di cellule per litro d'acqua marina).
Nel picoplancton eucariota sono note una cinquantina di specie, alcune di nuove classi come Pelagophyceae (del genere Pelagomonas) e Bolidophyceae (Bolidomonas), altre appartenenti alle Chlorophyceae (genere Nanochloris), Prasinophyceae (Micromonas, Ostreococcus, Pycnococcus), Prymnesiophyceae (Imantonia) e Dictyochophyceae (Florenciella). Le analisi genetiche hanno scoperto anche una grande abbondanza di Haptophyta e Cryptophyta.

Note

↑ Alexander Vershinin, Phytoplankton in the Black Sea, su blacksea-education.ru, Russian Federal Children Center Orlyonok. URL consultato il 2 gennaio 2016 (archiviato dall'url originale il 12 agosto 2011).
↑ M. Omori e Ikeda, T., Methods in Marine Zooplankton Ecology, Malabar, USA, Krieger Publishing Company, 1992, ISBN 0-89464-653-2.
↑ C L Viles, M E Sieracki, Measurement of marine picoplankton cell size by using a cooled, charge-coupled device camera with image-analyzed fluorescence microscopy.
↑ Delong, E.F.; Wu, K.Y.; Prezelin, B.B.; Jovine, R.V.M. (1994). High Abundance of Archaea in Antarctic Marine Picoplankton. Nature 371 (6499): 695–697. doi:10.1038/371695a0. PMID 7935813. Retrieved 2008-07-01.
↑ Partensky, F. et al. (1999). Prochlorococcus, a marine photosynthetic prokaryote of global significance. Microbiology and Molecular Biology Reviews 63: 106-27.
↑ Moon-van der Staay, S. Y. et al. (2001). Oceanic 18S rDNA sequences from picoplankton reveal unsuspected eukaryotic diversity. Nature 409: 607-10.

Bibliografia

Butcher R, Contributions to our knowledge of the smaller marine algae, in Journal of the Marine Biological Association UK, vol. 31, 1952, pp. 175-91.
Manton I, Parke M, Further observations on small green flagellates with special reference to possible relatives of Chromulina pusilla Butcher, in Journal of the Marine Biological Association UK, vol. 39, 1960, pp. 275-98.
Waterbury JB et al, Wide-spread occurrence of a unicellular, marine planktonic, cyanobacterium, in Nature, vol. 277, 1979, pp. 293-4.
Johnson PW, Sieburth JM, Chroococcoid cyanobacteria in the sea: a ubiquitous and diverse phototrophic biomass, in Limnology and Oceanography, vol. 24, 1979, pp. 928-35.
Johnson PW, Sieburth JM, In-situ morphology and occurrence of eucaryotic phototrophs of bacterial size in the picoplankton of estuarine and oceanic waters, in Journal of Phycology, vol. 18, 1982, pp. 318-27.
Li WKW et al, Autotrophic picoplankton in the tropical ocean, in Science, vol. 219, 1983, pp. 292-5.
Chisholm SW et al, A novel free-living prochlorophyte occurs at high cell concentrations in the oceanic euphotic zone, in Nature, vol. 334, 1988, pp. 340-3.
Chisholm SW et al, Prochlorococcus marinus nov. gen. nov. sp.: an oxyphototrophic marine prokaryote containing divinyl chlorophyll a and b, in Archives of Microbiology, vol. 157, 1992, pp. 297-300.
Courties C et al, Smallest eukaryotic organism, in Nature, vol. 370, 1994, p. 255.
Lopez-Garcia P et al, Unexpected diversity of small eukaryotes in deep-sea Antarctic plankton, in Nature, vol. 409, 2001, pp. 603-7.
Moon-van der Staay SY et al, Oceanic 18S rDNA sequences from picoplankton reveal unsuspected eukaryotic diversity, in Nature, vol. 409, 2001, pp. 607-10.
Not F et al, A single species Micromonas pusilla (Prasinophyceae) dominates the eukaryotic picoplankton in the western English Channel, in Applied and Environmental Microbiology, vol. 70, 2004, pp. 4064-72.
Johnson ZI et al, Niche partitioning among Prochlorococcus ecotypes along ocean-scale environmental gradients, in Science, vol. 311, 2006, pp. 1737-40.
Partensky F tet al, Prochlorococcus, a marine photosynthetic prokaryote of global significance, in Microbiology and Molecular Biology Reviews, vol. 63, 1999, pp. 106-27.
Andersen RA et al, Ultrastructure and 18S rRNA gene sequence for Pelagomonas calceolata gen. and sp. nov. and the description of a new algal class, the Pelagophyceae classis nov, in Journal of Phycology, vol. 29, 1993, pp. 701-15.
Guillou L et al, Bolidomonas : a new genus with two species belonging to a new algal class, the Bolidophyceae (Heterokonta), in Journal of Phycology, vol. 35, 1999, pp. 368-81.
Rocap G et al, Genome divergence in two Prochlorococcus ecotypes reflects oceanic niche differentiation, in Nature, vol. 424, 2003, pp. 1042-7.
Dufresne A et al, Genome sequence of the cyanobacterium Prochlorococcus marinus SS120, a nearly minimal oxyphototrophic genome, in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 100, 2003, pp. 10020-5.
Palenik B et al, The genome of a motile marine Synechococcus, in Nature, vol. 424, 2003, pp. 1037-42.
Derelle E et al, Genome analysis of the smallest free-living eukaryote Ostreococcus tauri unveils many unique features, in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 103, 2006, pp. 11647-52.
Venter JC et al, Environmental genome shotgun sequencing of the Sargasso Sea, in Science, vol. 304, 2004, pp. 66-74.
Palenik B et al, Genome sequence of Synechococcus CC9311: Insights into adaptation to a coastal environment, in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 103, 2006, pp. 13555-9.
Zehr JP et al, Unicellular cyanobacteria fix N2 in the subtropical North Pacific Ocean, in Nature, vol. 412, 2001, pp. 635-8.
Butcher R, Contributions to our knowledge of the smaller marine algae, in Journal of the Marine Biological Association UK, vol. 31, 1952, pp. 175-91.
Eikrem W, Throndsen J, The ultrastructure of Bathycoccus gen. nov. and B. prasinos sp. nov., a non-motile picoplanktonic alga (Chlorophyta, Prasinophyceae) from the Mediterranean and Atlantic, in Phycologia, vol. 29, 1990, pp. 344-350.
Chretiennot-Dinet MJ et al, A new marine picoeucaryote: Ostreococcus tauri gen et sp nov (Chlorophyta, Prasinophyceae), in Phycologia, vol. 34, 1995, pp. 285-292.* Sieburth JM et al, Widespread occurrence of the oceanic ultraplankter, Prasinococcus capsulatus (Prasinophyceae), the diagnostic "Golgi-decapore complex" and the newly described polysaccharide "capsulan", in Journal of Phycology, vol. 35, 1999, pp. 1032-43.
Platt T et al, Photosynthesis of picoplankton in the oligotrophic ocean, in Nature, vol. 300, 1983, pp. 701-4.
Stomp M et al, Adaptive divergence in pigment composition promotes phytoplankton biodiversity, in Nature, vol. 432, 2004, pp. 104-7.
Campbell L et al, The importance of Prochlorococcus to community structure in the central North Pacific Ocean, in Limnol. Oceanogr., vol. 39, 1994, pp. 954-61.
Rappe MS et al, Chromophyte plastid 16S ribosomal RNA genes found in a clone library from Atlantic Ocean seawater, in Journal of Phycology, vol. 31, 1995, pp. 979-88.

Voci correlate

Portale Biologia

Portale Mare

[1] Alexander Vershinin, Phytoplankton in the Black Sea, su blacksea-education.ru, Russian Federal Children Center Orlyonok. URL consultato il 2 gennaio 2016 (archiviato dall'url originale il 12 agosto 2011).

[2] M. Omori e Ikeda, T., Methods in Marine Zooplankton Ecology, Malabar, USA, Krieger Publishing Company, 1992, ISBN 0-89464-653-2.

[3] C L Viles, M E Sieracki, Measurement of marine picoplankton cell size by using a cooled, charge-coupled device camera with image-analyzed fluorescence microscopy.

[4] Delong, E.F.; Wu, K.Y.; Prezelin, B.B.; Jovine, R.V.M. (1994). High Abundance of Archaea in Antarctic Marine Picoplankton. Nature 371 (6499): 695–697. doi:10.1038/371695a0. PMID 7935813. Retrieved 2008-07-01.

[5] Partensky, F. et al. (1999). Prochlorococcus, a marine photosynthetic prokaryote of global significance. Microbiology and Molecular Biology Reviews 63: 106-27.

[6] Moon-van der Staay, S. Y. et al. (2001). Oceanic 18S rDNA sequences from picoplankton reveal unsuspected eukaryotic diversity. Nature 409: 607-10.