Kokkolitter (coccolithophorider) – mikroskopiske kalkplader fra encellede alger

Opdag kokkolitter: mikroskopiske kalkplader fra encellede coccolithophorider, deres rolle i kridtdannelse, karbonatcyklus og havets geologi.

Kokolitter er de mikroskopiske plader, der danner kridt. De fremstilles af en af de vigtigste eukaryote fytoplankton. Det er encellede protister, hvis fulde navn er coccolithophorider eller coccolithophorer. Det kugleformede skelet af coccolitter er en coccosfære. Kokolitter består af kalciumkarbonat (CaCO3) i form af meget små calcitkrystaller, som er organiseret i plader. Enkelte arter danner tætte, regelmæssige coccosfærer; andre danner løsere eller uregelmæssige beklædninger. Størrelsen ligger typisk i mikrometermålestokket (ofte 2–20 µm), men selve pladerne er endnu mindre.

Opbygning og dannelse

Coccolithophorider danner kokolitter intracellulært i membranafgrænsede vesikler (ofte Golgi-afledte) og eksporterer dem til celleoverfladen, hvor de samles til coccosfæren. Der findes forskellige typer kokolitter; bl.a. skilles mellem holococcoliths og heterococcoliths, som adskiller sig i krystalstruktur og dannelsesproces. Sammensætningen af pladerne og deres arkitektur er arts- og livsstadieafhængig.

Livscyklus

Mange coccolithophorider har komplekse livscyklusser med både haploide og diploide stadier. Ofte er det ene stadie calcificeret (med kokolitter) og det andet et flagellat, ubeskyttet stadie. Skift mellem stadier kan være styret af lys, næringsforhold og andre miljøfaktorer. Reproduktion kan ske både seksuelt og aseksuelt.

Økologisk rolle og biogeokemi

Coccolithophorider er vigtige primærproducenter i marine økosystemer og spiller en central rolle i kulstof- og kalkcyklusser:

• Deres kalciumkarbonatskeletter bidrager direkte til det uorganiske kulstofpulje i havet og til aflejring af carbonate sedimenter.
• Når coccolithophorider dør eller deres plader løsner sig, hjælper de med at «ballaste» organisk materiale, så det synker hurtigere mod havbunden — et vigtigt element i havets biologiske pumpe.
• Nogle arter producerer også gasformige svovlforbindelser (f.eks. dimethylsulfid, DMS), som kan påvirke skydannelse og dermed klimaet.

Fossilt register og geologisk betydning

Kridt udgør en stor del af de marine lag i den øvre kridttid og består for 95-99 % vedkommende af kokcolitter, de kalciumkarbonatplader (CaCO3), som kokcolithophorider producerer. Kokolitter findes først i de fossile optegnelser i slutningen af Trias-perioden for omkring 200 millioner år siden, og de fik særlig udbredelse og betydning i kridttiden, hvor de var dominerende i varme indlands- og kontinentalsokkelhav. I sedimentær geologi bruges kokolitter ofte til stratigrafisk korrelation og til rekonstruktion af fortidens havmiljøer.

Historie i forskningen

Kokcolitter blev først undersøgt af Cristian Gottfried Ehrenberg (1795-1875), som troede, at de var uorganiske produkter. De blev navngivet og identificeret som værende fremstillet af levende organismer af Thomas Henry Huxley, som indså, at de var en væsentlig del af den sten, vi kalder kridt. Historien om, hvordan den lille celle producerer sin coccosfære, fortælles af Westbroek:

"Den lille kokcolit-genererende alge... er geologisk dynamit, en formidabel kraft, der hjælper med at lede enorme strømme af calcium og karbonat ned mod havbunden".

Nuværende fordeling og paleoceanografi

Coccolithophorider bidrager væsentligt til karbonat i dybhavssedimenter. I det nordøstlige Atlanterhav under den sidste istidsinterglaciale cyklus (istid) udgjorde kokcolitter 70-80 % af det samlede karbonat i de varme perioder og mindre i istiden. Sådanne variationer i kokolittforekomster bruges som indikatorer for ændringer i havtemperatur, produktivitet og cirkulation gennem geologisk tid.

Moderne trusler og klimaeffekter

Havforsuring som følge af stigende atmosfærisk CO2 reducerer carbonate-ionsaturation i overfladevand og kan påvirke calcifikationen hos coccolithophorider. Resultatet kan blive tyndere eller færre kokolitter, øget opløsning af aflejrede plader og ændringer i økosystemdynamik. Klimaændringer, temperaturstigninger og ændret næringsstoftilførsel kan også påvirke udbredelse og artssammensætning.

Metoder til studie

Coccolithophorider studeres med en række teknikker:

• Lysoch elektronmikroskopi (SEM) til at analysere morfologi og krystalstruktur.
• Laboratoriekulturer for at undersøge fysiologi, calcifikation og respons på miljøændringer.
• Sedimentkerner og mikrofossil-analyser for paleoceanografi.
• Satelitobservationer af havets farve til overvågning af store coccolithophoresprøjler (blomninger kan give karakteristiske, mælkehvide/turkise farver i havet).

Betydning for forskning og samfund

Coccolithophorider er af stor både økologisk og geologisk betydning: de påvirker globale kulstof- og kalkcyklusser, bidrager til sedimentdannelse og fungerer som indikatorer for fortidens og nutidens havforhold. Forståelse af deres biologi og respons på miljøændringer er vigtig for prognoser over havets rolle i klimaregulering og for bevaring af marine økosystemer.

Det er stadig et aktivt forskningsfelt at afdække variationer mellem arter, mekanismerne bag calcifikation, og hvordan fremtidige klimaændringer vil påvirke coccolithophoriders økologi og geologiske arv.

Kokolitter er første gang set i slutningen af Trias-perioden for 200 millioner år siden. Det er interessant, at en anden gruppe af bittesmå alger, kiselalger, optræder i de fossile optegnelser næsten på samme tidspunkt. Kokcolitterne var på deres højeste i de varme indlands- og kontinentalsokkelhav i kridttiden. De er stadig af stor økologisk og geologisk betydning.

Emiliania huxleyi

Emiliania huxleyi (forkortet Ehux) er en af de vigtigste planktonalger på planeten i dag. Det er den mest almindelige coccolithofore i verdenshavene. Den er dominerende i det nordøstlige Atlanterhav, i det nordøstlige Stillehav og i det østlige Middelhav. Dens gigantiske algeopblomstringer er let at se på satellitbilleder. Denne blomstrende livsstil startede for ~80.000-50.000 år siden og markerer starten på den såkaldte Ehux Acme-zone i de fossile optegnelser.

Ehux er kun set i relativt unge sedimenter og må have udviklet sig ret for nylig. Den første forekomst af Ehux i sedimentet bruges som en biostratigrafisk markør. Denne forekomst blev dateret til for ~270.000 år siden. Senere daterede Weaver det til ~242-268.000 år siden.

Den lyseblå/grønlige farve skyldes den høje koncentration af Emiliania huxleyi

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er kokcolitter?

Spørgsmål: Hvem undersøgte først kokcolitter?

Spørgsmål: Hvordan blev det fastslået, at kokcolitterne var fremstillet af levende organismer?

Spørgsmål: Hvor stor en procentdel af kridt består af kokolitter?

Sp: Hvornår producerede den lille celle sin første kokosfære?

Spørgsmål: Hvilken anden gruppe af små alger optræder i de fossile optegnelser omkring dette tidspunkt?

Spørgsmål: Hvor meget bidrager coccolitter til karbonat i dybhavssedimenter i istiden i det nordøstlige Atlanterhav?

Søg efter bogstav