Dinoflagellaten – mikroskopische Meeresbewohner mit komplexem Lebenszyklus
Dinoflagellaten (Panzergeißler) sind mikroskopische, einzellige, aquatische Protisten. Als Eukaryoten besitzen sie komplexe Zellstrukturen mit Membranumhüllungen, silikathaltige Skelette und zwei Geißeln. Sie bilden einen großen Teil des marinen Planktons, kommen aber auch im Süßwasser vor. Sie ernähren sich von anderen Dinoflagellaten, Algen, Eiern und Larven von Plankton oder betreiben Photosynthese – oft beides (Mixotrophie).
Zystenstadium (Ruhephase)
Die Zyste ist eine ruhende, widerstandsfähige Form, die Jahre im Sediment überdauern kann. Keimung wird durch günstige Bedingungen (Sauerstoff, Temperatur, Licht) ausgelöst. Die Zyste öffnet sich, eine schwimmfähige Zelle wird freigesetzt, die sich durch Teilung vermehrt. Eine Zelle kann binnen Wochen mehrere hundert Nachkommen bilden. Bei optimalen Bedingungen und Nährstoffangebot kann exponentielles Wachstum („Blüte“) auftreten – große Algenblüten können Meeresfrüchte kontaminieren.
Gametenbildung (Geschlechtliche Fortpflanzung)
Algen vermehren sich ungeschlechtlich (Zellteilung) oder geschlechtlich. Bei Ungeschlechtlicher Teilung: Eine Zelle teilt sich zu zwei, diese zu vier – solange Umweltbedingungen es zulassen. Wenn Bedingungen schlechter werden, verlangsamt sich das Wachstum. Gameten bilden sich, und eine oder mehrere der harten Zellhüllen (Theken) aus Zellulose gehen verloren, während sich Gameten paaren.
Zygotenstadium
Verschmelzen zwei Gameten zu einer Zelle, entsteht eine Zygote (aus dieser Phase entwickelt sich die Zyste). Die Hüllen werden regeneriert. Abnehmende Umweltbedingungen (Temperatur, Licht, Nährstoffe) lösen den Wechsel zur geschlechtlichen Fortpflanzung aus. Natürlicherweise geschieht dies im Spätsommer, Herbst und in den Endphasen von Algenblüten.
Zystenreifung und -absenkung
Zellaktivität verlangsamt, dann stoppt sie. Die Geißeln fallen ab, die Zyste bildet sich unter der Theke aus. Zysten haben dicke Zellwände zum Schutz ihres Inhalts. Sie sinken ins Sediment und warten auf einen Auslöser. Zystenstadien ermöglichen das Überleben bei Fressfeinden (Fische, Tiere, Menschen) und bei extremen Temperaturen und Nahrungsmangel.
Zellbiologie
Dinoflagellaten besitzen Organellen (lichtempfindlich) und ein Augenfleckchen (Stigma). Chloroplasten, Zellkern, Pusula, Mitochondrien, Vakuolen, Golgi-Apparat und raues/glattes Endoplasmatisches Retikulum sind Bestandteile der Zelle. Zwei Geißeln: die längs gerichtete (Richtungskontrolle) zeigt nach posterior, die quer gerichtete bildet einen seitlichen Kreis. Sie liegen oft in Furchen: Sulcus (längs) und Cingulum (quer). Die Bewegung der quer gerichteten Geißel erzeugt eine wirbelnde Bewegung – namensgebend für Dinoflagellaten (griech. dinos = Wirbel).
Algenblüten (Blooms)
Menschliche Phosphat-Einträge in Gewässer und globale Erwärmung begünstigen häufigere Algenblüten. Nicht alle Blüten sind gefährlich, aber einige Dinoflagellaten-Arten produzieren Neurotoxine, töten Fische und reichern sich in Muscheln an (Filterfresser). Blüten können farbig oder farblos, tödlich, nur krankmachend oder harmlos sein.