Kokolity (kokolitoforydy) — wapienne płyty fitoplanktonu tworzące kredę

Kokolity — mikroskopijne wapienne płytki kokolitoforydów tworzące kredę; odkrycie, znaczenie w osadach morskich i rola w geologicznym oraz globalnym cyklu węglowym.

Kokolity to mikroskopijne wapienne płytki (płytki kalcytowe) wytwarzane przez jeden z ważniejszych grup fitoplanktonu eukariotycznego. Powstają w komórkach jednokomórkowych protistów zwanych kokolitoforami lub kokolitoforydami. Wokół komórki tworzy się sferyczny szkielet zwany kokosferą, złożony z licznych nakładających się kokolitów; komórki i ich kokolity mają rozmiary rzędu kilku mikrometrów, widoczne dopiero pod mikroskopem.

Budowa i tworzenie kokolitów

Kokolity są zbudowane z węglanu wapnia (CaCO3), najczęściej w postaci kalcytu. Produkcja kokolitów przebiega wewnątrz komórki w pęcherzykach pochodzących od aparatu Golgiego; gotowe płytki są następnie wyprowadzane na zewnątrz i układane na powierzchni komórki, tworząc ochronną lub funkcjonalną skorupę. Kształt i ornamentacja kokolitów są bardzo zróżnicowane i zależą od gatunku — stąd ich duża przydatność w taksonomii i analizach paleontologicznych.

Rola w powstawaniu kredy i osadów morskich

Kreda składa się w dużej mierze z warstw morskich z okresu kredy górnej. W wielu osadach morskich zawartość mikrofauny wapiennej jest ogromna — w miejscach pokrytych osadem kredowym materiały biogeniczne w 95%–99% mogą pochodzić z kokolitów, czyli płytek węglanu wapnia (CaCO3) produkowanych przez kokolitofory. Tak wielkie nagromadzenie drobnych płytek wyjaśnia, dlaczego masywnymi pokładami kredy są praktycznie czyste wydzieleń wapiennych o biogenicznym pochodzeniu.

Odkrycie i znaczenie historyczne

Kokolity zostały po raz pierwszy zbadane przez Cristiana Gottfrieda Ehrenberga (1795–1875), który pierwotnie uważał je za produkty nieorganiczne. Zostały one jednak nazwane i zidentyfikowane jako wytwory żywych organizmów przez Thomasa Henry'ego Huxleya, który pokazał, że są one podstawowym składnikiem skały znanej jako kreda. Jak opisał to Westbroek:

"Maleńka kokolitotwórcza alga... to geologiczny dynamit, potężna siła pomagająca przewodzić ogromne strumienie wapnia i węglanu w kierunku dna oceanu".

Znaczenie ekologiczne i geologiczne

Kokolitofory są jednym z głównych źródeł biogenicznego węglanu w osadach morskich. W północno‑wschodnim Atlantyku podczas ostatniego cyklu lodowcowo‑interglacjalnego (epoka lodowcowa) udział kokolitów w całkowitym węglanie osadów był znaczny — w okresach cieplejszych stanowiły one około 70–80% całkowitego węglanu, podczas gdy w okresach chłodniejszych ich udział zwykle malał.

Kokolity po raz pierwszy pojawiają się w zapisie kopalnym pod koniec okresu triasowego, około 200 milionów lat temu. Ciekawostką jest to, że inna grupa drobnych glonów — okrzemki — zaczęła zapisywać się w skamieniałościach w przybliżonym czasie. W okresie kredy kokolitofory osiągnęły ogromne rozmiary populacyjne i były szczególnie liczne w ciepłych, śródlądowych i kontynentalnych morzach szelfowych, tworząc wielkie ilości osadów wapiennych; zjawisko to ma trwałe konsekwencje geologiczne i ekologiczne.

Zastosowania naukowe i współczesne zagrożenia

• Kokolity i ich kopalne szczątki są ważnym narzędziem w biostratygrafii — pozwalają datować osady i odtwarzać zmiany środowiskowe w przeszłości.
• Analizy składu izotopowego i morfologii kokolitów wykorzystuje się w paleoceanografii do rekonstrukcji temperatury, zasolenia i obiegu węgla w dawnych oceanach.
• W skali ekologicznej kokolitofory wpływają na światło przepuszczane przez wodę (optyka oceanu), uczestniczą w pompie biologicznej przenosząc węgiel z powierzchni do głębszych warstw, a ich pływające szczątki (tzw. marine snow) wspomagają sedymentację i globalny cykl węgla.
• Współczesne zmiany klimatu i zakwaszanie oceanów (obniżanie pH) mogą osłabiać proces kalcyfikacji u kokolitoforów, co ma potencjalnie istotne skutki dla ich populacji, dla sedymentacji wapiennej i dla globalnego obiegu węgla.

Podsumowując, kokolity to małe, lecz geologicznie i ekologicznie ważne struktury wytwarzane przez jednokomórkowe glony. Ich masowa produkcja przyczyniła się do powstania słynnych pokładów kredy, a obecnie stanowią istotny element w badaniach nad przeszłością i przyszłością oceanów.

Emiliania huxleyi

Emiliania huxleyi (w skrócie Ehux) jest jedną z najważniejszych planktonicznych glonów na dzisiejszej planecie. Jest to najbardziej rozpowszechniony kokolitofor w oceanach świata. Dominuje na północno-wschodnim Atlantyku, na północno-wschodnim Pacyfiku i we wschodniej części Morza Śródziemnego. Jego gigantyczne kwiaty glonów są łatwo widoczne na zdjęciach satelitarnych. Ten kwitnący styl życia rozpoczął się między ~80.000 a 50.000 lat temu, i oznacza początek tzw. strefy Ehux Acme w rekordzie kopalnym.

Ehux występuje tylko w stosunkowo młodych osadach i musiał ewoluować dość niedawno. Pierwsze pojawienie się Ehux w osadach jest wykorzystywane jako marker biostratygraficzny. Pojawienie się Ehux datowane było na około 270 000 lat temu. Później, Weaver datował go na ~242-268,000 lat temu.

Jasnoniebieski/zielonkawy kolor jest spowodowany wysokim stężeniem Emiliania huxleyi

Pytania i odpowiedzi

P: Co to są kokkolity?

P: Kto pierwszy zbadał kokkolity?

P: Jak rozpoznano, że kokkolity są wytwarzane przez żywe organizmy?

P: Jaki procent kredy składa się z kokkolitów?

P: Kiedy maleńka komórka wytworzyła swoją pierwszą kokosferę?

P: Jaka inna grupa maleńkich alg pojawiła się w zapisie kopalnym mniej więcej w tym czasie?

P: Jak duży jest udział kokkolitów w węglanie w osadach głębinowych w czasach lodowcowych na północno-wschodnim Atlantyku?

Szukaj według litery