Volvox - Википедия - Volvox

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

Вольвокс золотистый
Volvox carteri  (V. nagariensis)
Вольвокс глобатор
Volvox barberi
Volvox Rouseletti
Диссипатрикс Вольвокса
Volvox tertius

Volvox это полифилетический род из хлорофит зеленые водоросли в семье Volvocaceae. Образует сферическую колонии до 50 000 ячеек. Они живут во множестве пресная вода среды обитания, и впервые о них сообщили Антони ван Левенгук в 1700 г. Volvox расходились от одноклеточных предков примерно 200 миллион лет назад.[1]

Описание

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

Volvox это полифилетический род в кладе зеленых водорослей volvocine.[2] Каждый зрелый Volvox колония состоит из тысяч клеток двух дифференцированных типов клеток: многочисленных жгутик соматические клетки и меньшее количество стволовые клетки без сомы, которые встроены в поверхность полой сферы или ценобий содержащий внеклеточный матрикс[1] сделано из гликопротеины.[3]

Взрослый соматический клетки состоят из одного слоя с обращенными наружу жгутиками. Клетки плавают скоординированно, с четкими передним и задним полюсами. Клетки имеют переднюю пятна которые позволяют колонии плыть навстречу свету. Клетки колоний в более базальной кладе Euvolvox соединены между собой тонкими нитями цитоплазма, называемые протоплазматами.[4] Номер ячейки указывается при разработке и зависит от количества раундов деления.[2]

Размножение

Volvox является факультативно половым и может воспроизводиться 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] Устойчивый к высыханию диплоид зиготы производятся после успешного оплодотворения.

An бесполый колония включает как соматические (вегетативные) клетки, которые не размножаются, так и крупные, неподвижные гонидия во внутренних помещениях, которые производят новые колонии путем повторного деления. В половое размножение два типа гаметы производятся. Volvox виды могут быть однодомный или же раздельнополый. Мужской Колонии выпускают многочисленные пакеты спермы, в то время как в женских колониях отдельные клетки увеличиваются до оогамет, или яйцеклеток.[2][7]

Кирк и Кирк[8] показали, что производство феромонов, вызывающих секс, может быть запущено в соматические клетки коротко тепловой удар дается бесполым организмам. Возбуждение секса при тепловом шоке опосредуется: окислительный стресс что, 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, в том числе тепла и засуха.[10] В соответствии с этой идеей, возбуждение секса включает в себя преобразование сигнала путь, который также индуцируется в Volvox ранением.[10]


Инверсия колонии

Инверсия колоний - это особая характеристика во время развития отряда Volvocaceae, которая приводит к появлению новых колоний, имеющих жгутики 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 клеточный слой переворачивается с образованием сфероидальной дочерней колонии 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]


Среды обитания

Volvox это род пресноводных водорослей, обитающих в прудах и канавах, даже в неглубоких лужах.[7] В соответствии с Чарльз Джозеф Чемберлен,[13]

«Лучше всего искать его в более глубоких прудах, лагуны, и канавы, которые получают много дождевой воды. Было сказано, что где вы найдете Лемна, вы, вероятно, найдете Volvox; и правда, что такая вода благоприятна, но затенение неблагоприятно. Посмотрите, где вы найдете Сфагнум, Vaucheria, Ализма, Equisetum fluviatile, Утрикулария, Typha, и Чара. Доктор Ньивланд сообщает, что Пандорина, Евдорина и Гониум обычно встречаются в составе зеленой накипи на полях, где содержатся свиньи. Жгутиконосец, Эвглена, часто ассоциируется с этими формами ".

История

Антони ван Левенгук первые зарегистрированные наблюдения Volvox в 1700 г.[14][15]

После нескольких рисунков Генри Бейкер (1753),[16] Линней (1758)[17] описал бы род Volvox, с двумя видами: В. глобатор и V. хаос. Вольвокс хаос амеба теперь известна как 'Хаос (род) sp.[18][19]

Эволюция

Предки Volvox переходили из одиночных клеток в многоклеточные колонии не менее 200 миллион лет назад, вовремя Триасовый период.[1][20] Оценка с использованием Последовательности ДНК около 45 различных видов зеленых водорослей вольвоцина, в том числе Volvox, предполагает, что переход от одиночных клеток к недифференцированным многоклеточным колониям занял около 35 миллионов лет.[1][20]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Университет Аризоны (22 февраля 2009 г.). «Одноклеточные водоросли совершили скачок к многоклеточности 200 миллионов лет назад». Science Daily.
  2. ^ а б 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. ^ Хальманн, А. (2003). «Внеклеточный матрикс и индуцирующий секс феромон в Volvox». Внеклеточный матрикс и феромон, вызывающий пол в Volvox. Международный обзор цитологии. 227. С. 131–182. Дои:10.1016 / S0074-7696 (03) 01009-X. ISBN  978-0-12-364631-6. PMID  14518551.
  4. ^ Икусима, Н .; Маруяма, С. (1968). "Протоплазматическая связь в Volvox". Журнал эукариотической микробиологии. 15 (1): 136–140. Дои: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. Наука. 270 Приложение 2: S136–9. Дои:10.1098 / рсбл.2003.0062. ЧВК  1809951. PMID  14667362.
  6. ^ Хальманн, Армин (2003). «Внеклеточный матрикс и индуцирующий секс феромон в Volvox». Международный обзор цитологии. 227: 131–182. Дои:10.1016 / S0074-7696 (03) 01009-X. ISBN  9780123646316. PMID  14518551.
  7. ^ а б Пауэрс, Дж. Х. (1908). "Дальнейшие исследования в Volvox, с описанием трех новых видов ». Труды Американского микроскопического общества. 28: 141–175. Дои: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:1986Научный ... 231 ... 51K. Дои: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. Наука. 271 (1548): 1591–6. Дои:10.1098 / rspb.2004.2747. ЧВК  1691771. PMID  15306305.
  10. ^ а б Амон, П; Haas, E; Сампер, М. (1998). «Феромон, вызывающий секс, и нанесение ран запускают один и тот же набор генов в многоклеточной зеленой водоросли Volvox». Растительная клетка. 10 (5): 781–9. Дои:10.2307/3870664. JSTOR  3870664. ЧВК  144025. PMID  9596636.
  11. ^ Ямасита, S; Аракаки, ​​Y; Каваи-Тоёока, H; Нога, А; Хироно, М; Нодзаки, Х (ноябрь 2016 г.). «Альтернативная эволюция сфероидальной колонии у водорослей volvocine: анализ развития эмбриогенеза у Astrephomene (Volvocales, Chlorophyta)». BMC Evol. Биол. 16 (1): 243. Дои:10.1186 / с12862-016-0794-х. ЧВК  5103382. PMID  27829356. CC-BY icon.svg Материал был скопирован из этого источника, который доступен под Международная лицензия Creative Commons Attribution 4.0.
  12. ^ Стефани Хён, Аурелия Р. Хонеркамп-Смит, Пьер А. Хаас, Филипп Хук Тронг и Раймонд Э. Голдштейн. Rev. Lett. 114, 178101 - Опубликовано 27 апреля 2015 г. CC-BY icon.svg Эта статья содержит цитаты из этого источника, который доступен под Лицензия Creative Commons Attribution 3.0 (CC BY 3.0) лицензия.
  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, о комарах и животных в экскрементах лягушек". Философские труды Королевского общества. 22 (260–276): 509–518. Bibcode:1700РСПТ ... 22..509В. Дои:10.1098 / рстл.1700.0013.[постоянная мертвая ссылка ]
  15. ^ Херрон, М. (2015). «… Из бигнефов великой кукурузы фэнда…». Блог Fierce Roller, [1] В архиве 2016-06-03 в Wayback Machine.
  16. ^ Бейкер, Х. (1753). Занятие под микроскоп. Р. Додсли: Лондон, пл. XII, ф. 27, [2].
  17. ^ Линней, К. (1758). Systema naturae per regna tria naturae, второстепенные классы, порядковые, роды, виды, cum characteribus, дифференциации, синонимы, локусы. Томус I. Editio decima, преобразованный. Editio decima revisa. Vol. 1 с. [I-iv], [1] -823. Holmiae [Стокгольм]: безмозглый прямой. Laurentii Salvii.
  18. ^ Херрон, М. (2016). Движение без конечностей! Линней на Вольвоксе. Блог Fierce Roller, [3] В архиве 2016-06-03 в Wayback Machine.
  19. ^ Спенсер, М.А., Ирвин, Л.М. и Джарвис, К.Е. (2009). Типизация линнеевских названий, относящихся к номенклатуре водорослей. Таксон 58: 237-260, [4] В архиве 2016-05-08 в Wayback Machine.
  20. ^ а б Herron, MD; 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. Дои:10.1073 / pnas.0811205106. ЧВК  2651347. PMID  19223580.

внешняя ссылка