Picoplanctonul este o fracțiune de plancton , constând din celule cu dimensiuni cuprinse între 0,2 și 2 microni, care pot fi atât fototrofe și heterotrofe procariote, cât și eucariote. Este distribuit între comunitățile microbiene de plancton atât în ecosistemele de apă dulce, cât și în ecosistemele marine. Joacă un rol important în alcătuirea unei părți semnificative din biomasa totală a comunităților de fitoplancton.
Planctonul poate fi clasificat pe baza caracteristicilor fiziologice, taxonomice sau de dimensiune. Clasificarea generală a planctonului include:
Există o schemă mai simplă care clasifică planctonul pe o scară de dimensiune logaritmică:
Picoplanctonul are propriile subdiviziuni, cum ar fi fototrofele și heterotrofele procariote și eucariote, care sunt distribuite în întreaga lume în diferite tipuri de lacuri și state tropicale. Pentru a distinge între picoplanctonul autotrof și picoplanctonul heterotrof, autotrofele pot avea pigmenți fotosintetici și capacitatea de a prezenta autofluorescență, permițându-le să fie numărate la microscopie cu epifluorescență. Așa au devenit cunoscute pentru prima dată cele mai mici eucariote [1] . În general, picoplanctonul joacă un rol important în lacurile oligotrofe, deoarece sunt capabili să producă și apoi să recicleze materia organică dizolvată (DOM) foarte eficient în condițiile în care concurența altor fitoplancton este perturbată de factori precum restricția nutrienților și prădătorii. Picoplanctonul este responsabil pentru cea mai primară productivitate în ciclurile oligotrofe și diferă de nanoplancton și microplancton [2] . Deoarece sunt mici, au un raport suprafață/volum mai mare, permițându-le să obțină nutrienți deficitari în aceste ecosisteme. În plus, unele specii pot fi și mixotrofe .
Picoplanctonul contribuie major la biomasă și producția primară atât în ecosistemele marine , cât și în lacurile de apă dulce . În ocean, concentrația de picoplancton este de 10 5 -10 7 celule per mililitru de apă oceanică [3] . Picoplanctonul algal este responsabil pentru până la 90% din producția totală de carbon zilnic și anual în ecosistemele marine oligotrofe [4] . Cantitatea de producție totală de carbon de către picoplancton în sistemele oligotrofe de apă dulce este, de asemenea, mare, reprezentând 70 la sută din producția totală anuală de carbon. Picoplanctonul marin reprezintă un procent mai mare de biomasă și producția de carbon în zonele oligotrofe precum oceanul deschis, comparativ cu zonele de coastă care sunt mai bogate în nutrienți [5] . Biomasa și procentele de carbon ale acestora cresc, de asemenea, cu adâncimea în zona eufotică . Acest lucru se datorează utilizării fotopigmenților și eficienței utilizării luminii albastre-verde la aceste adâncimi. Densitatea populației de picoplancton nu fluctuează pe parcursul anului, cu excepția câtorva lacuri mici, unde biomasa lor crește odată cu creșterea temperaturii apei lacului.
Picoplanctonul joacă, de asemenea, un rol important în bucla microbiană a acestor sisteme, ajutând la furnizarea de energie la niveluri trofice superioare . Ei pasc în număr variabil de organisme, cum ar fi flagelate , ciliate , rotifere și copepode . Flagelatele sunt principalul lor prădător datorită capacității lor de a înota spre picoplancton pentru a le consuma.
Picoplanctonul joacă un rol important în ciclul nutrienților în toate oceanele majore, unde există în cea mai mare abundență . Are multe caracteristici care îi permit să supraviețuiască în aceste regiuni oligotrofe (sărace în nutrienți) și slabe, cum ar fi utilizarea mai multor surse de azot, inclusiv nitrat, amoniu și uree . Dimensiunea redusă și suprafața mare asigură absorbția eficientă a nutrienților, absorbția luminii incidente și creșterea organismului [7] . Dimensiunea mică asigură, de asemenea, o întreținere metabolică minimă [8] .
Picoplanctonul, în special picoplanctonul fototrofic, joacă un rol semnificativ în producția de carbon în mediul oceanic deschis, contribuind în mare măsură la producția globală de carbon . Productivitatea primară contribuie atât la zonele oligotrofe, cât și la cele de adâncime oceanică. Picoplanctonul domină biomasa în regiunile oceanice deschise [9] .
Picoplanctonul formează, de asemenea, baza rețelelor trofice microbiene acvatice și este sursa de energie în bucla microbiană . Toate nivelurile trofice din rețeaua trofice marine depind de producția de carbon de către picoplancton și de creșterea sau pierderea picoplanctonului în mediu, în special în condiții oligotrofe. Prădătorii marini ai picoplanctonului includ flagelații și ciliați heterotrofe . Protozoarele sunt prădătorul dominant al picoplanctonului. Picoplanctonul este adesea pierdut prin procese precum pășunatul, parazitismul și liza virală .
În ultimii 10 până la 15 ani, oamenii de știință marini au început treptat să înțeleagă importanța chiar și a celor mai mici unități de plancton și rolul lor în rețelele trofice acvatice și în reciclarea nutrienților organici și anorganici. Prin urmare, capacitatea de a măsura cu exactitate biomasa și distribuția dimensiunii comunităților de picoplancton a devenit acum foarte importantă. Două metode comune folosite pentru a identifica și număra picoplanctonul sunt microscopia cu fluorescență și numărarea vizuală. Cu toate acestea, ambele metode au devenit învechite din cauza naturii lor consumatoare de timp și imprecise. Ca urmare, au apărut recent metode noi, mai rapide și mai precise, inclusiv citometria în flux și microscopia cu fluorescență cu analiză de imagini. Ambele metode sunt eficiente în măsurarea nanoplanctonului și a picoplanctonului fototrofic autofluorescent. Cu toate acestea, măsurarea unor intervale de dimensiuni foarte mici ale picoplanctonului este adesea dificilă, astfel încât dispozitivele cuplate cu încărcare (CCD) și camerele video sunt acum folosite pentru a măsura picoplanctonul mic, deși o cameră CCD cu scanare lentă este mai eficientă în detectarea și dimensionarea particulelor mici, cum ar fi bacterii, colorate cu fluorocrom.