Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Volvox
Mikrofoto.de-volvox-4.jpg
Volvox sp.
Научная классификация е
(без рейтинга):Viridiplantae
Тип:Хлорофита
Учебный класс:Chlorophyceae
Заказ:Chlamydomonadales
Семья:Volvocaceae
Род:Вольвокс
Л.
Разновидность

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

Volvox является полифилетической род из chlorophyte зеленых водорослей в семье вольвоксовой . Он образует сферические колонии до 50 000 клеток. Они живут в различных пресноводных средах обитания, и впервые о них сообщил Антони ван Левенгук в 1700 году. Вольвоксы произошли от одноклеточных предков примерно 200  миллионов лет назад . [1]

Описание [ править ]

Колония Volvox : 1) Хламидомоноподобная клетка, 2) Дочерняя колония, 3) Цитоплазматические мостики, 4) Межклеточный гель, 5) Репродуктивная клетка, 6) Соматическая клетка.

Вольвокс - полифилетический род в кладе вольвоциновых зеленых водорослей. [2] Каждая зрелая колония Volvox состоит из тысяч клеток двух дифференцированных типов клеток: многочисленных жгутиковых соматических клеток и меньшего количества половых клеток, лишенных сомы, которые встроены в поверхность полой сферы или ценобия, содержащего внеклеточные матрица [1] из гликопротеинов . [3]

Взрослые соматические клетки состоят из одного слоя с обращенными наружу жгутиками. Клетки плавают скоординированно, с четкими передним и задним полюсами. У клеток есть передние глазные пятна, которые позволяют колонии плыть навстречу свету. Клетки колоний в более базальной кладе Euvolvox связаны между собой тонкими нитями цитоплазмы , называемыми протоплазматами. [4] Номер ячейки указывается при разработке и зависит от количества раундов деления. [2]

Воспроизведение [ править ]

Вольвокс является факультативно половым и может размножаться как половым, так и бесполым путем. В лаборатории чаще всего наблюдается бесполое размножение; относительная частота полового и бесполого размножения в дикой природе неизвестна. Переход от бесполого размножения к половому может быть вызван условиями окружающей среды [5] и производством феромона, вызывающего секс. [6] Устойчивые к высыханию диплоидные зиготы образуются после успешного оплодотворения.

Бесполая колония включает как соматическую (вегетативную) клетку, которые не размножаются, и большой, не подвижен gonidia в интерьере, которые производят новые колонии через повторное деление. При половом размножении образуются два типа гамет . Виды Volvox могут быть однодомными и раздельнополыми . Мужские колонии выпускают многочисленные пакеты спермы, в то время как в женских колониях одиночные клетки увеличиваются и становятся оогаметами, или яйцами. [2] [7]

Кирк и Кирк [8] показали, что производство феромонов, индуцирующих пол, может быть запущено в соматических клетках коротким тепловым шоком, которым подвергаются бесполые растущие организмы. Возбуждение секса посредством теплового шока опосредуется окислительным стрессом, который, вероятно, также вызывает окислительное повреждение ДНК. [5] [9] Было высказано предположение, что переключение на сексуальный путь является ключом к выживанию в условиях стресса окружающей среды, включая жару и засуху . [10] В соответствии с этой идеей, индукция секса включает путь передачи сигнала, который также индуцируется у Volvox при ранении. [10]

Инверсия колонии [ править ]

Инверсия колоний - это особая характеристика во время развития в отряде Volvocaceae, которая приводит к появлению новых колоний со своими жгутиками.лицом наружу. Во время этого процесса бесполые репродуктивные клетки (гонидии) сначала претерпевают последовательные клеточные деления, чтобы сформировать эмбрион вогнутой формы или чашеобразную форму, состоящую из одного слоя клеток. Сразу после этого клеточный слой оказывается наизнанку по сравнению с конфигурацией взрослого человека - апикальные концы протопластов зародыша, из которых формируются жгутики, ориентированы внутрь плакеи. Затем эмбрион претерпевает инверсию, во время которой слой клеток переворачивается, образуя сфероидальную дочернюю колонию с апикальными концами и жгутиками дочерних протопластов, расположенными снаружи. Этот процесс обеспечивает соответствующее передвижение сфероидальных колоний Volvocaceae. Механизм инверсии широко исследовался на клеточном и молекулярном уровнях с использованием модельных видов Volvox carteri.. [11]

Эмбриональная инверсия у Volvox. (а) Взрослый сфероид V. globator, содержащий несколько эмбрионов. (б) Эмбрион, подвергающийся инверсии типа А (например, V. carteri). (c) Эмбрион, подвергающийся инверсии типа B (например, V. globator, V. aureus). (d) На светлой микрофотографии показан полутонкий срез эмбриона V. globator, демонстрирующий различные формы клеток. (e) Схематическое изображение клеток в области, отмеченной (d). ПК: лопастные ячейки, два разных вида иллюстрируют анизотропную форму; SC: веретеновидные клетки; красная линия: положение цитоплазматических мостиков (ЦБ). (е) 3D-изображения одного эмбриона V. globator на трех последовательных стадиях инверсии. (g) Оптические среднесагиттальные сечения эмбриона на рисунке (f). (h) Прослеженные контуры клеточного листа, наложенные на секции в (g), с кривизной, обозначенной цветом κ. (i) Поверхности вращения, вычисленные по усредненным контурам.[12]

Среда обитания [ править ]

Вольвокс - это род пресноводных водорослей, обитающих в прудах и канавах, даже в неглубоких лужах. [7] Согласно Чарльзу Джозефу Чемберлену , [13]

"Лучшее место для его поиска - более глубокие пруды, лагуны и канавы, где много дождевой воды. Говорят, что там, где вы найдете Лемну , вы, скорее всего, найдете Вольвокса ; и это правда, что такие вода благоприятна, но затенение неблагоприятное. Посмотрите, где вы найдете Sphagnum , Vaucheria , Alisma , Equisetum fluviatile , Utricularia , Typha и Chara . Доктор Ньювланд сообщает, что Pandorina , Eudorina и Goniumобычно встречаются в составе зеленой накипи на полях, где содержатся свиньи. Жгутиконосцы, эвглена , часто ассоциируются с этими формами ».

История [ править ]

Антони ван Левенгук впервые сообщил о наблюдениях Вольвокса в 1700 году. [14] [15]

После некоторых рисунков Генри Бейкера (1753), [16] Линней (1758) [17] описал род Volvox с двумя видами: V. globator и V. chaos . Volvox chaos - это амеба, теперь известная как Chaos (genus) sp. [18] [19]

Эволюция [ править ]

Предки Volvox перешли от одиночных клеток к многоклеточным колониям по крайней мере 200  миллионов лет назад , в триасовый период . [1] [20] Оценка с использованием последовательностей ДНК примерно 45 различных видов вольвоциновых зеленых водорослей, включая Volvox , предполагает, что переход от единичных клеток к недифференцированным многоклеточным колониям занял около 35 миллионов лет. [1] [20]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Университет Аризоны (22 февраля 2009 г.). «Одноклеточные водоросли совершили скачок к многоклеточности 200 миллионов лет назад» . Science Daily .
  2. ^ a b c Кирк, Дэвид Л. (1998).Volvox : поиск молекулярных и генетических истоков многоклеточности и дифференциации клеток . Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-45207-6.
  3. ^ Hallmann, A. (2003). «Внеклеточный матрикс и индуцирующий секс феромон в Volvox». Внеклеточный матрикс и феромон, вызывающий секс у вольвокса. Международный обзор цитологии. 227 . С. 131–182. DOI : 10.1016 / S0074-7696 (03) 01009-X . ISBN 978-0-12-364631-6. PMID  14518551 .
  4. ^ Икусима, N .; Маруяма, С. (1968). «Протоплазматическая связь в Volvox ». Журнал эукариотической микробиологии . 15 (1): 136–140. DOI : 10.1111 / j.1550-7408.1968.tb02098.x .
  5. ^ а б Неделку, AM; Michod, RE (2003). «Секс как реакция на окислительный стресс: влияние антиоксидантов на сексуальную индукцию в факультативно половой линии» . Proc. Биол. Sci . 270 Приложение 2: S136–9. DOI : 10.1098 / RSBL.2003.0062 . PMC 1809951 . PMID 14667362 .  
  6. ^ Hallmann, Армин (2003). «Внеклеточный матрикс и индуцирующий секс феромон в Volvox». Международный обзор цитологии . 227 : 131–182. DOI : 10.1016 / S0074-7696 (03) 01009-X . ISBN 978-0-12-364631-6. PMID  14518551 .
  7. ^ a b Пауэрс, JH (1908). «Дальнейшие исследования вольвокса с описанием трех новых видов». Труды Американского микроскопического общества . 28 : 141–175. DOI : 10.2307 / 3220908 . JSTOR 3220908 . 
  8. ^ DL, Кирк; Кирк, ММ (1986). «Тепловой шок вызывает выработку возбудителя половой жизни в Volvox». Наука . 231 (4733): 51–4. Bibcode : 1986Sci ... 231 ... 51K . DOI : 10.1126 / science.3941891 . PMID 3941891 . 
  9. ^ Неделку, AM; Марку, О; Michod, RE (2004). «Секс как реакция на окислительный стресс: двукратное увеличение количества активных форм кислорода в клетках активирует половые гены» . Proc. Биол. Sci . 271 (1548): 1591–6. DOI : 10.1098 / rspb.2004.2747 . PMC 1691771 . PMID 15306305 .  
  10. ^ а б Амон, П; Haas, E; Сампер, М. (1998). «Стимулирующий секс феромон и ранение запускают один и тот же набор генов в многоклеточной зеленой водоросли Volvox» . Растительная клетка . 10 (5): 781–9. DOI : 10.2307 / 3870664 . JSTOR 3870664 . PMC 144025 . PMID 9596636 .   
  11. ^ Ямасита, S; Аракаки, ​​Y; Каваи-Тоёока, H; Нога, А; Хироно, М; Нодзаки, Х (ноябрь 2016 г.). «Альтернативная эволюция сфероидальной колонии в водорослях volvocine: анализ развития эмбриогенеза в Astrephomene (Volvocales, Chlorophyta)» . BMC Evol. Биол . 16 (1): 243. DOI : 10,1186 / s12862-016-0794-х . PMC 5103382 . PMID 27829356 .   Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
  12. ^ Стефани Хён, Аурелия Р. Хонеркамп-Смит, Пьер А. Хаас, Филипп Хук Тронг и Раймонд Э. Голдштейн Phys. Rev. Lett. 114, 178101 - Опубликовано 27 апреля 2015 г.Эта статья содержит цитаты из этого источника, доступного по лицензии Creative Commons Attribution 3.0 (CC BY 3.0) .
  13. ^ Чемберлен, Чарльз Джозеф (2007) [1932]. «Chlorophyceae» . Методы гистологии растений . Читать книги. С. 162–180. ISBN 978-1-4086-2795-2.
  14. ^ ван Левенгук, Антони (1700). «Часть письма г-на Энтони ван Левенгука о червях в печени овец, комарах и животных в экскрементах лягушек» . Философские труды Королевского общества . 22 (260–276): 509–518. Bibcode : 1700RSPT ... 22..509V . DOI : 10,1098 / rstl.1700.0013 .[ постоянная мертвая ссылка ]
  15. Перейти ↑ Herron, M. (2015). «… Из бигнефов великой кукурузы фэнда…». Блог Fierce Roller , [1] Архивировано 3 июня2016 г., Wayback Machine .
  16. ^ Бейкер, Х. (1753). Занятие под микроскоп . Р. Додсли: Лондон, пл. XII, ф. 27, [2] .
  17. Перейти ↑ Linnaeus, C. (1758). Systema naturae per regna tria naturae, классы secundum, порядковые, роды, виды, cum characteribus, дифференциалы, синонимы, локусы . Томус I. Editio decima, преобразованный. Editio decima revisa. Vol. 1 с. [I-iv], [1] -823. Holmiae [Стокгольм]: безмозглый прямой. Laurentii Salvii.
  18. Перейти ↑ Herron, M. (2016). Движение без конечностей! Линней на Вольвоксе. Блог Fierce Roller , [3] Архивировано 3 июня2016 г., Wayback Machine .
  19. ^ Спенсер, Массачусетс, Ирвин, Л.М. и Джарвис, CE (2009). Типизация линнеевских названий, относящихся к номенклатуре водорослей. Таксон 58: 237-260, [4] Архивировано 8 мая 2016 г.в Wayback Machine .
  20. ^ а б Херрон, Мэриленд; Hackett, JD; Эйлуорд, ФО; Michod, RE (2009). «Триасовое происхождение и ранняя радиация многоклеточных вольвоциновых водорослей» . Труды Национальной академии наук США . 106 (9): 3254–3258. Bibcode : 2009PNAS..106.3254H . DOI : 10.1073 / pnas.0811205106 . PMC 2651347 . PMID 19223580 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Guiry, MD; Гайри, GM (2008). « Вольвокс » . AlgaeBase . Всемирное электронное издание, Национальный университет Ирландии, Голуэй.
  • Описание Volvox с изображениями свеб-сайта Университета Хосей
  • YouTube видео Volvox :
    • Микромобильность вольвокса в озере Оровилль, Калифорния
    • Жизненный цикл и инверсия
    • Вальсирующий Volvox
    • Спиннинг Volvox
  • Volvox , одно из 7 чудес микромира. Автор Вим ван Эгмонд, Microscopy-UK.
  • Volvox carteri на MetaMicrobe.com, способы воспроизведения, краткие факты