Organische Geochemie sedimentärer Systeme fileDiatoms are a major group of algae and with ca. 45 % are responsible for most of the primary production in the present-day oceans. A

Organische Geochemie sedimentärer

Systeme

Production and Degradation of Organic Matter

Diatomeen

Diatoms are a major group of algae and with ca. 45 % are responsible for most of

the primary production in the present-day oceans. A characteristic feature of

diatom cells is that they are encased within a unique cell wall made of silica and

pectin, often with complex sculptured surfaces and range in size from 2 to 200

μm. The silica cell wall is also called frustule, which usually shows a wide diversity

in form, but consists of two asymmetrical sides with a split between them.

There are more than 200 genera with 6000 species of living diatoms but it is

estimated that there are approximately 100,000 extant species. Most diatoms live

pelagically in open waters but they are found in the oceans, freshwater, in soils

and on damp surfaces

Diatomeen

Domain: Eukaryota

Kingdom: Chromalveolata

Phylum: Heterokontophyta

Class: Bacillariophyta

1. Fragilariophyceae (Pennales without raphe)

2. Bacillariophyceae (Pennales with raphe)

3. Coscinodiscophyceae (Centrales)

Diatomeen - Taxonomie

Centrales (zentrische Diatomeen)

Frustel ist radiärsymmetrisch aufgebaut

Valven aus radiär verlaufenden Reihen kleiner

hexagonaler Kammern

Typische Vertreter: Thalassiosira, Stephanodiscus,

Cerataulus, Rhizosolenia

Pennales

Frustel ist lang gestreckt oder bilateralsymmetrisch

Besteht aus der Hypotheka (Schachtel), Epitheka (dem Deckel),

Typische Vertreter: Pinnularia, Navicula, Mastogloia

Diatomeen - Taxonomie

Hypovalva (HV)

Epivalva (EV)

Hypocingulum (HC)

Epicingulum (EC)

Hypotheka (HT)

Epitheka (ET)

Diatoms consist of a silicate cell wall comprising two

seperate valves. The valves typically overlap each

other.

Gehäusemerkmale pennater Diatomeen

Erste Kieselalgen entwickeln

sich im Jura (ca. 185 Mio.

Jahren), die der Ordnung

Centrales zugerechnet

werden

Erste Vertreter der Pennales

treten am Ende der Kreide

auf (ca. 70 Mio. Jahren)

Diatomeen

Diatomeenschlämme

REM-Aufnahme

Diatomeen

Hauptverbreitung in gemäßigten bis kalten Gebieten der Weltmeere,

sowie in den nährstoffreichen Upwellingzonen der westlichen

Kontinentalränder (Südwestafrika, Südamerika und Kalifornien)

Bracher et al. (2009)

Diatomeen

Verteilung von Phytoplanktongruppen

ändert sich vom Schelf zum offenen

Ozean

Diatomeen dominieren in küstennahen

Bereichen

Dinoflagellaten und Coccolithophoriden

gewinnen im offenen Ozean an

Bedeutung

Räumliche Verbreitung von Diatomeen

Frühlings- und Herbstblüte von Diatomeen in

den kalten und temperierten Ozeanbereichen

Diatoms

Saisonale Entwicklung von Diatomeenblüten

Eukaryotes

OHOH

OH

24-methylcholest-5-en-3β-ol (C28 sterol)

OH

OH

24-ethylcholest-5-en-3β-ol (C29 sterol)

Diatomeen – Biomarker (Sterole)


Ternäres Steroldiagram und Lage

verschiedener Primärproduzenten und

Ablagerungsräume


Highly branched isoprenoids (HBIs)

Treten als Serie von C20, C25, C30 und C35 Homologen in Sedimenten und

Rohölen auf

C25 und C30 in Diatomeen

nachgewiesen

C30 HBI = 2,6,10,14,18-pentamethyl-7-

(3-methylpentyl)-eicosane

C25 HBI = 2,6,10,14-tetramethyl-7-

(3-methylpentyl)-pentadecane

Diatomeen – Biomarker (Highly Branched Isoprenoids)

2. C25 Highly branched isoprenoids (HBIs)

Spezifische Biomarker für Diatomeen der Gattungen

Rhizosolenia (Centrales) und Navicula (Pennales)


Anwendung:

Chemostratigraphische Studien und Fazies Marker für Erdölmuttergesteine

die in Upwelling-Gebieten mit saisonalen Diatomeenblüten entstanden

Beispiel: C25 HBI in der Fazies des Loma Chimico Shale (thermisch unreifes

Erdölmuttergestein in Costa Rica) als dominante Komponente


The ‚Ice Proxy with 25 carbon atoms‘ (IP25) is a highly

branched isoprenoid mono-unsaturated alkene that is

synthesized by sea ice diatoms. Its abundance in marine

sediments is used to trace for the past occurence of Arctic sea

ice.

Diatomeen – Biomarker (IP25)

Ice proxy with 25 carbon atoms (IP25)



Paper

Zitate


3. Pigmente

Chlorophyll: Chlorophyll a,

Chlorophyll c1, Chlorophyll c2

Gruppe von Tetrapyrrolen, die

als primäre Pigmente in der

Photosynthese von Bedeutung

sind

Chlorophyll a ubiquitär in Algen,

Landpflanzen und

Cyanobakterien

Photosynthetische Bakterien

enthalten Bakteriochlorophyll

Diatomeen – Biomarker (Pigmente)




Carotine: β-Carotin, ε-Carotin

Carotine: sekundäre Pflanzenstoffe mit der Summenformel C40H56, die zu

den Tetraterpenen gerechnet werden. Sie bestehen aus ein bis zwei Ionen-

Ringen, die durch eine Kohlenstoffkette mit neun Doppelbindungen

verbunden sind.


Xanthophylle: Echinenon, Canthaxanthin, Fucoxanthin, Neofucoxanthin,

Diatoxanthin, Diadinoxanthin, Neoxanthin

Xanthophylle: gehören zu den Tetraterpenen, die jedoch sauerstoffhaltige

Gruppen (Hydroxy-, Carbonyl-, Carboxylgruppen) enthalten


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