Βακτηριοπλαγκτόν

Το βακτηριοπλαγκτόν ή  είναι το βακτηριακό περιεχόμενο του πλαγκτού, το οποίο βρίσκεται στη στήλη του νερού των θαλάσσιων και των λιμνοποτάμιων οικοσυστημάτων.

Εισαγωγή

Ο όρος βακτηριοπλαγκτόν προέρχεται από το συνδυασμό των λέξεων πλαγκτός (περιπλανώμενος) και βακτήριο. Το βακτηριοπλαγκτό αποτελείται από ευρύ συνονθύλευμα προκαρυωτικών οργανισμών οι οποίοι διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη μορφολογία τους, τη φυσιολογία τους και τις οικολογικές τους προτιμήσεις.  Στα υδάτινα οικοσυστήματα οι μικροοργανισμοί λειτουργούν τόσο ως παραγωγοί όσο και ως καταναλωτές του καθηλωμένου άνθρακα. Η τεράστια βιομάζα του βακτηριοπλαγκτού ξεπερνάει την αντίστοιχη βιομάζα όλων των υπόλοιπων μελών των υδάτινων οικοσυστημάτων. Επομένως το μεγαλύτερο ποσοστό του άνθρακα που χρησιμοποιείται από όλους τους οργανισμούς των υδάτινων οικοσυστημάτων προέρχεται από τη δράση αυτών των μικροοργανισμών.

«Μικροβιακός βρόχος»

Η ροή του διαλυμένου οργανικού άνθρακα (DOC) από τα φύκη στα βακτήρια, μέσω των κυτταρικών τους εκκρίσεων υπό τη μορφή των φωτοσυνθετικών προϊόντων  αποτελεί σημαντικό τμήμα του υδρόβιου τροφικού πλέγματος. Η απελευθέρωση του DOC δημιουργεί άμεση σύνδεση μεταξύ των φυκών και των βακτηρίων, αφού το  DOC αποτελεί υπόστρωμα ανάπτυξης για τα βακτήρια. Όμως αυτή δεν είναι η μοναδική αλληλεπίδραση μεταξύ φυκών και βακτηρίων. Οι υπόλοιπες αλληλεπιδράσεις εκφράζονται κυρίως ως ανταγωνισμός για ανόργανα συστατικά, απόκτηση του επιθυμητού ενδιαιτήματος και ως σχέση λείας-θηρευτή. Αυτό το δεύτερο μικρότερο τροφικό πλέγμα εσωτερικό του κύριου τροφικού πλέγματος ονομάζεται «μικροβιακός βρόχος». Τα βακτήρια θηρεύονται από πρωτόζωα και μικρό ζωοπλαγκτόν, συνδέοντας με τον τρόπο αυτό το «μικροβιακό βρόχο» με το κύριο τροφικό πλέγμα του οικοσυστήματος στο οποίο συμμετέχουν οι πολυκύτταροι οργανισμοί του οικοσυστήματος. Ο άνθρακας που ελευθερώνεται από το κύριο τροφικό πλέγμα εισέρχεται ξανά στο βρόχο, ώστε να επαναχρησιμοποιηθεί από τα βακτήρια.

Κυριότεροι αντιπρόσωποι του βακτηριοπλαγκτού

Το βακτηριοπλαγκτό παρουσιάζει τεράστια ποικιλότητα ως προς τους διαφορετικούς μικροοργανισμούς οι οποίοι το αποτελούν. Η ποικιλομορφία των μικροοργανισμών εξαρτάται πρωταρχικά από τον τύπο του υδάτινου οικοσυστήματος, δηλαδή οικοσυστήματα γλυκών και αλμυρών υδάτων παρουσιάζουν έντονη διαφοροποίηση ως προς τη δομή του βακτηριοπλαγκτού. Η δομή της κοινότητας ορίζεται είτε με βάση λειτουργικά κριτήρια (φωτοσυνθετικοί ή αζωτοδεσμευτικοί μικροοργανισμοί) είτε με βάση ταξινομικά και φυλογενετικά κριτήρια. Το κυριότερο εργαλείο για τη φυλογενετική κατάταξη των μικροοργανισμών αποτελεί η κατάταξη με βάση το γονίδιο 16S rRNA. 
Στο βακτηριοπλαγκτόν εντοπίζονται είδη από πολλές διαφορετικές τάξεις, όπως τα α-προτεοβακτήρια (alphaprotobacteria) τα οποία συνήθως αποτελούν το 20 % του συνολικού πληθυσμού στα παράκτια ύδατα και το 15 %  στους ωκεάνιους πληθυσμούς. Τα είδα είδη αυτής της τάξης έχουν την ικανότητα να μεταβολίζουν τις ενώσεις του θείου. Χαρακτηριστικό γένος των α-προτεοβακτηρίων είναι το γένος Actinobacteria. Επίσης, μία σημαντική τάξη βακτηρίων είναι τα γ-πρoτεοβακτήρια (gammaproteobacteria), με κυριότερους αντιπροσώπους είδη του γένους Vibrio, και δευτερεύοντα τα γένη Alteromonas, Pseudoalteromonas, Marinomonas, Shewanella, Glaciecola, Oceanospirillum και Colwellia. Πολλά είδη όλων των γενών παρουσιάζουν παρασιτικό τρόπο διαβίωσης. Ακόμα οι αντιπρόσωποι της τάξης β-προτεοβακτήρια (betaproteobacteria) παρουσιάζουν παγκόσμια εξάπλωση και διαφοροποίηση μεταξύ τους ως προς τα μορφολογικά τους χαρακτηριστικά και τον τρόπο διαβίωσης. Στην κλάση Bacteroidetes ανήκουν γένη βακτηρίων που συναντιούνται σε πληθώρα διαφορετικών ενδιαιτημάτων, αν και συχνότερα συναντώνται στα θαλάσσια οικοσυστήματα. Τέλος υπάρχει πληθώρα αταξινόμητων στελεχών τα οποία αντιπροσωπεύουν μεγάλο ποσοστό των περιβαλλοντικών δειγμάτων που απομονώνονται και μελετώνται.

Επιρροή μόλυνσης στις βιοκοινότητες του βακτηριοπλαγκτού

Οι κοινότητες του βακτηριοπλαγκτού αποτελούνται από πολλά διαφορετικά βακτηριακά είδη, η επιβίωση των οποίων εξαρτάται άμεσα από τις συνθήκες του περιβάλλοντος, όπως η θερμοκρασία, η συγκέντρωση του CO2 που είναι διαλυμένη στο νερό και η οξύτητα του νερού. Αυξημένες ποσότητες αερίου CO2 έχουν ως αποτέλεσμα τη μείωση του pH στις θάλασσες. Πλήθος επιστημονικών ερευνών έχουν διεξαχθεί με σκοπό να μελετηθούν οι μεταβολές στη σύσταση του βακτηριοπλαγκτού όταν μεταβάλλεται κάποιος περιβαλλοντικός παράγοντας. Για παράδειγμα μελέτες στη Βαλτική θάλασσα έδειξαν πως η άνοδος της θερμοκρασίας είχε ως αποτέλεσμα να παρατηρηθούν μεταβολές στον αριθμό των ειδών τα οποία αποτελούσαν τα βακτηριοπλαγκτόν. Ορισμένα είδη επέδειξαν αυξημένη δραστηριότητα, ενώ ο αριθμός άλλων μειώθηκε. Παρόμοια πειράματα στα οποία αυξήθηκε η οξύτητα του νερού είχαν αντίστοιχα αποτελέσματα.
Αυτές οι μεταβολές στην ποικιλότητα των ειδών είναι πιθανό να μεταβάλλουν την ικανότητα του βακτηριοπλαγκτού να καθηλώνει και να διασπά την διαλυμένη οργανική ύλη, γεγονός το οποίο είναι πιθανό να επηρεάσει την αρμονική λειτουργία όλου του οικοσυστήματος μέσω του τροφικού πλέγματος.
Η ανθρωπογενής δραστηριότητα έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση των επιπέδων του CO2 στην ατμόσφαιρα και την εμφάνιση του φαινομένου του θερμοκηπίου. Οι μεταβολές που συντελούνται στο περιβάλλον λόγω αυτών των φαινομένων ίσως οδηγήσει στην επιβεβαίωση των παραπάνω ερευνών.