Kokkoliitit (kokkolitoforit) – mikroskooppiset levät ja niiden merkitys

Kokkoliitit (kokkolitoforit): mikroskooppiset levät, jotka rakentavat liitua ja ohjaavat meren karbonaattikiertoa - niiden ekologinen ja geologinen merkitys selitetty.

Kokkoliitit ovat mikroskooppisia levyjä, jotka muodostavat liitua. Ne kuuluvat eräisiin tärkeimpiin eukaryoottien kasviplanktoniryhmiin ja ovat yksisoluisia protisteja. Niiden yleinen nimi on kokkoliitit ja tieteellisemmin niitä kutsutaan usein kokkoliittofooreiksi tai suomenkielisesti myös kokkolitoforeiksi. Kokkoliittien pallomainen luuranko tunnetaan nimellä kokkosfääri, ja se koostuu kalsiumkarbonaatista (CaCO3).

Morfologia ja elinkierto

Kokkoliitit ovat yleensä pieniä (muutamista mikrometreistä kymmeneen micrometriin) ja kantavat pinnallaan useita kalsiumkarbonaattilevyjä, kokkoliitteja. Levyjen muoto ja asettelu vaihtelevat lajeittain, ja niiden rakenne on usein lajimäärityksessä tärkeä piirre. Useimmat kokkoliitit kuuluvat Haptophyta-ryhmään ja niillä on hapsimainen eli haptonema-niminen uloke, jota ne käyttävät mm. ravinnonottoon ja asentonsa säätelyyn vedenpatsaassa.

Rooli ekosysteemissä ja hiilenkierto

Kokkoliitit ovat keskeisiä tekijöitä merellisessä hiilenkiertossa. Fotosynteesissään ne sitovat happea ja orgaanista hiiltä ja rakentavat lisäksi kalkkikuoriaan, mikä siirtää epäorgaanista hiiltä merestä sedimentteihin. Tämän vuoksi ne ovat sekä biologisen että geokemiallisen hiilenkierrossa tärkeässä asemassa. Roolia voi kuvailla myös näin: ne kuljettavat kalsium- ja karbonaattia syvemmälle merijärjestelmään, mikä vaikuttaa pitkäaikaisesti ilmakehän CO2-pitoisuuksiin.

• Tuottavat merkittäviä määriä CaCO3-kuorta (kokkoliitteja).
• Vaikuttavat meren happamoitumisreaktioihin ja karbonaattitasapainoon.
• Toimivat ravintona pienille selkärangattomille ja kaloille, muodostaen perustan monille trofiaketjuille.

Kuten Westbroek kuvaa:

"Pieni kokkoliittia tuottava levä... on geologista dynamiittia, valtava voima, joka auttaa johtamaan valtavia kalsium- ja karbonaattivirtoja kohti merenpohjaa".

Geologinen merkitys ja sedimentaatio

Kokkoliittofoorit ovat merkittävä osa syvänmeren sedimenttien karbonaattipitoisuutta. Esimerkiksi Koillis-Atlantilla viimeisimmän jääkausi–interglasiaalisen syklin (jääkauden) aikana kokkoliittien osuus kokonaiskarbonaatista vaihteli voimakkaasti: lämpimän interglasiaalikauden aikana se saattoi olla 70–80 prosenttia, kun taas jääkauden aikana osuus pieneni. Tämä vaihtelu heijastaa sekä ilmasto- ja merivirtausmuutoksia että kokkoliittien omaa biologista dynamiikkaa.

Suuri osa ylemmän liitukauden merikerrostumista on liitua, ja se koostuu 95–99 prosenttisesti kokkoliiteista eli kalsiumkarbonaattilevyistä (CaCO3), joita kokkoliittoforidit tuottavat. Näistä kerrostumista syntyvät liitukivet ovat olleet tärkeä merkkiaine paleoekologisissa ja stratigrafisissa tutkimuksissa.

Fossiilirekisteri ja paleoekologinen käyttö

Kokkoliitteja esiintyy ensimmäisen kerran triaskauden lopussa noin 200 miljoonaa vuotta sitten, minkä jälkeen niiden monimuotoisuus on vaihdellut voimakkaasti. On mielenkiintoista, että toinenkin pikkulevien ryhmä, diatomit, ilmaantuu fossiilirekisteriin lähes samaan aikaan, ja molemmilla ryhmillä oli suuri vaikutus merien primaarituotantoon ja sedimentaatioon eri geologisina aikakausina.

Kokkoliittien runsaus ja laji koostumus fossiilikerrostumissa ovat arvokkaita indikaattoreita menneiden ympäristöolosuhteiden, kuten lämpötilan, suolaisuuden ja ravinnetilanteen, rekonstruoimiseksi. Kokkoliittien huippu esiintyi liitukauden lämpimissä sisämaa- ja mannerjalustamerissä, mutta ne vaikuttavat edelleen voimakkaasti nykymerien ekologiaan ja geologiaan.

Ihmisen vaikutukset ja tulevaisuus

Meren lämpeneminen, happamoituminen ja muuttuvat ravinneolosuhteet vaikuttavat kokkoliittipopulaatioihin. Happamoituminen vaikeuttaa kalsiumkarbonaatin muodostusta, mikä voi heikentää kokkoliittien kuorien muodostumista ja siten muuttaa niiden roolia hiilensiirrossa. Toisaalta joidenkin lajien menestyminen saattaa lisääntyä lämpimissä ja vähähappisissa oloissa, mikä voi muuttaa paikallista ekosysteemiä ja sedimentaatiomalleja.

Kokkoliitteihin liittyvä tutkimus on tärkeää sekä ilmastonmuutoksen seurannan että merien hiilenkierron ymmärtämisen kannalta. Ne toimivat sekä nykyekologian että geologisen historian tutkimuksen keskeisinä tiedonlähteinä, ja niiden muutosten seuranta auttaa ennakoimaan laajempia muutoksia meriluonnossa.

Yhteenveto

Kokkoliitit (kokkolitoforit) ovat pieniä, mutta vaikutuksiltaan suuria merileviä: ne rakentavat kalsiumkarbonaattikuoria, osallistuvat merkittävästi sedimentaatioon ja hiilen siirtoon merestä pohjaan, ja niiden fossiilirekisteri tarjoaa arvokasta tietoa menneistä meriympäristöistä. Ilmastonmuutos ja merten kemian muutokset muokkaavat niiden tulevaisuutta, joten niiden tutkimus on sekä ekologisesti että geologisesti tärkeää.

Emiliania huxleyi

Emiliania huxleyi (lyhyesti Ehux) on yksi planktonlevien tärkeimmistä planktonlevistä tällä hetkellä. Se on maailman valtamerten yleisin kokkoliittifoorumi. Se hallitsee Koillis-Atlantilla, Koillis-Tyynellämerellä ja itäisellä Välimerellä. Sen jättimäiset leväkukinnot näkyvät helposti satelliittikuvissa. Tämä kukkiva elämäntapa alkoi ~80 000-50 000 vuotta sitten, ja se merkitsee niin sanotun Ehux Acme -vyöhykkeen alkua fossiilirekisterissä.

Ehuxia esiintyy vain suhteellisen nuorissa sedimenteissä, ja sen on täytynyt kehittyä melko hiljattain. Ehuxin ensimmäistä esiintymistä sedimentissä käytetään biostratigrafisena merkkiaineena. Esiintyminen ajoitettiin noin 270 000 vuotta sitten. Myöhemmin Weaver ajoitti sen ~242-268 000 vuotta sitten.

Vaaleansininen/vihertävä väri johtuu Emiliania huxleyi -lajin korkeasta pitoisuudesta.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mitä ovat kokkoliitit?

K: Kuka tutki kokkoliitteja ensimmäisenä?

K: Miten kokkoliittien todettiin olevan elävien organismien tuottamia?

Kysymys: Kuinka monta prosenttia liidusta koostuu kokkoliiteistä?

K: Milloin pieni solu tuotti ensimmäisen kokkosfäärinsä?

K: Mikä muu pikkulevien ryhmä ilmestyy fossiilirekisteriin samoihin aikoihin?

Kysymys: Kuinka paljon kokkoliitit muodostavat karbonaattia syvänmeren sedimenteissä Koillis-Atlantin jääkausien aikana?

Hae kirjaimella