Volvox -Volvox

Volvox
Mikrofoto.de-volvox-4.jpg
Volvox sp.
Klasyfikacja naukowa mi
(bez rankingu): Viridiplantae
Gromada: Chlorofita
Klasa: Chlorophyceae
Zamówienie: Chlamydomonadales
Rodzina: Volvocaceae
Rodzaj: Volvox
L.
Gatunek

Volvox aureus
Volvox carteri  ( V. nagariensis )
Volvox globator
Volvox barberi
Volvox rouseletti
Volvox dissipatrix
Volvox tertius

Volvox jest polifiletyczne genus of chlorophyte zielenic w rodzinie Volvocaceae . Tworzy kuliste kolonie do 50 000 komórek. Żyją w różnychsiedliskach słodkowodnych , a po raz pierwszy zostały zgłoszone przez Antonie van Leeuwenhoek w 1700 roku. Volvox oddzielił się od jednokomórkowych przodków około 200  milionów lat temu .

Opis

Kolonia Volvox : 1) komórka podobna do Chlamydomonas , 2) kolonia potomna, 3) mostki cytoplazmatyczne, 4) żel międzykomórkowy, 5) komórka rozrodcza, 6) komórka somatyczna.

Volvox jest polifiletyczne rodzaju w volvocine glonów kladu. Każda dojrzała kolonia Volvox składa się z maksymalnie tysięcy komórek z dwóch zróżnicowanych typów komórek: licznych komórek somatycznych wiciowców i mniejszej liczby komórek zarodkowych pozbawionych somy, które są osadzone na powierzchni wydrążonej kuli lub coenobium zawierającej macierz zewnątrzkomórkową wykonaną z glikoproteiny .

Dorosłe komórki somatyczne składają się z pojedynczej warstwy z wiciami skierowanymi na zewnątrz. Komórki pływają w skoordynowany sposób, z wyraźnymi przednimi i tylnymi biegunami. Komórki mają przednie plamki oczne, które umożliwiają kolonii pływanie w kierunku światła. Komórki kolonii z bardziej podstawowego kladu Euvolvox są połączone cienkimi pasmami cytoplazmy , zwanymi protoplazmatami. Liczba komórek jest określana podczas rozwoju i zależy od liczby rund podziału.

Reprodukcja

Volvox jest fakultatywnie seksualny i może rozmnażać się zarówno seksualnie, jak i bezpłciowo. W laboratorium najczęściej obserwuje się rozmnażanie bezpłciowe; względne częstotliwości rozmnażania płciowego i bezpłciowego na wolności nie są znane. Przejście z rozmnażania bezpłciowego na rozmnażanie płciowe może być wywołane warunkami środowiskowymi i produkcją feromonu wywołującego seks. Po udanym zapłodnieniu powstają diploidalne zygoty odporne na wysychanie .

Bezpłciowy kolonia zawiera zarówno somatycznych (roślinnego), komórki, które nie rozmnażają się i duże, nieruchliwe gonidia wewnątrz, które wywołują nowe kolonie, przez wielokrotne dzielenie. W rozmnażaniu płciowym powstają dwa rodzaje gamet . Gatunki Volvox mogą być jednopienne lub dwupienne . Kolonie męskie uwalniają liczne pakiety nasienia, podczas gdy w koloniach żeńskich pojedyncze komórki powiększają się, stając się oogametami lub jajeczkami.

Kirk i Kirk wykazali, że produkcja feromonów indukujących płeć może zostać wywołana w komórkach somatycznych przez krótki szok cieplny podany organizmom rozwijającym się bezpłciowo. W indukcji seksu przez szok cieplny pośredniczy stres oksydacyjny, który prawdopodobnie powoduje również oksydacyjne uszkodzenie DNA. Sugeruje się, że przejście na ścieżkę seksualną jest kluczem do przetrwania stresów środowiskowych, w tym upałów i suszy . Zgodnie z tą ideą indukcja seksu obejmuje ścieżkę transdukcji sygnału , która jest również indukowana w Volvox przez zranienie.

Inwersja kolonii

Odwrócenie kolonii jest szczególną cechą podczas rozwoju w kolejności Volvocaceae, która powoduje, że nowe kolonie mają wici skierowane na zewnątrz. Podczas tego procesu bezpłciowe komórki rozrodcze (gonidia) najpierw przechodzą kolejne podziały komórkowe, tworząc zarodek w kształcie wklęsłej miseczki lub blaszkę składającą się z pojedynczej warstwy komórkowej. Zaraz po tym warstwa komórek jest wywrócona na lewą stronę w porównaniu z konfiguracją dorosłą – wierzchołkowe końce protoplastów zarodka, z których tworzą się wici, są skierowane do wnętrza blaszki miażdżycowej. Następnie zarodek przechodzi inwersję, podczas której warstwa komórek odwraca się, tworząc sferoidalną kolonię potomną z wierzchołkowymi końcami i wiciami protoplastów potomnych umieszczonymi na zewnątrz. Proces ten umożliwia prawidłową lokomocję sferoidalnych kolonii Volvocaceae. Mechanizm inwersji był szeroko badany na poziomie komórkowym i molekularnym przy użyciu gatunku modelowego, Volvox carteri .

Inwersja embrionalna w Volvox. (a) Dorosła sferoida V. globator zawierająca wiele zarodków. (b) Zarodek przechodzący inwersję typu A (np. V. carteri). (c) Zarodek przechodzący inwersję typu B (np. V. globator, V. aureus). (d) Mikrofotografia świetlna pokazuje półcienki skrawek zarodka V. globator wykazujący różne kształty komórek. (e) Schematyczne przedstawienie komórek w regionie zaznaczonym w (d). PC: komórki w kształcie łopatek, dwa różne widoki ilustrują kształt anizotropowy; SC: ogniwa w kształcie wrzeciona; czerwona linia: pozycja mostków cytoplazmatycznych (CB). (f) Renderingi 3D pojedynczego zarodka V. globator w trzech kolejnych etapach inwersji. (g) Optyczne środkowostrzałkowe przekroje poprzeczne zarodka w (f). (h) Obrysowane kontury arkusza komórek nałożone na sekcje w (g), z krzywizną oznaczoną kolorem κ. (i) Powierzchnie obrotowe obliczone z uśrednionych konturów.

Siedliska

Volvox to rodzaj glonów słodkowodnych występujących w stawach i rowach, nawet w płytkich kałużach. Według Charlesa Josepha Chamberlaina ,

„Najbardziej korzystnym miejscem do szukania są głębsze stawy, laguny i rowy, które otrzymują obfite deszcze. Mówi się, że tam, gdzie znajdziesz Lemnę , prawdopodobnie znajdziesz Volvox ; i prawdą jest, że takie woda jest korzystna, ale cieniowanie jest niekorzystna. Spójrz, gdzie można znaleźć Sphagnum , woszeria , Alisma , skrzyp bagienny , Utricularia , Typha i Chara . raporty dr NIEUWLAND że gromadnica , Eudorina i Gonium są powszechnie spotykane składniki zielonej szumowiny na tarza się na polach, na których trzymane są świnie. Z tymi formami często kojarzy się wiciowiec Euglena ”.

Historia

Antonie van Leeuwenhoek po raz pierwszy zgłosił obserwacje Volvox w 1700 roku.

Po kilku rysunkach Henry'ego Bakera (1753) Linneusz (1758) opisał rodzaj Volvox , z dwoma gatunkami: V. globator i V. chaos . Volvox chaos to ameba znana obecnie jako ' Chaos (rodzaj) sp.

Ewolucja

Przodkowie Volvox przesiedli się z pojedynczych komórek, tworząc kolonie wielokomórkowe co najmniej 200  milionów lat temu , w okresie triasu okresie . Szacunki wykorzystujące sekwencje DNA z około 45 różnych gatunków zielonych alg wulkanicznych, w tym Volvox , sugerują, że przejście od pojedynczych komórek do niezróżnicowanych wielokomórkowych kolonii zajęło około 35 milionów lat.

Bibliografia

Zewnętrzne linki