Volvox - Volvox - Wikipedia

Volvox
Mikrofoto.de-volvox-4.jpg
Volvox sp.
Vědecká klasifikace E
Kmen:Chlorophyta
Třída:Chlorophyceae
Objednat:Chlamydomonadales
Rodina:Volvocaceae
Rod:Volvox
L.
Druh

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

Volvox je polyfyletický rod z chlorofyt zelené řasy v rodině Volvocaceae. Vytváří sférický tvar kolonie až 50 000 buněk. Žijí v různých sladkovodní stanoviště a byly poprvé hlášeny Antonie van Leeuwenhoek v roce 1700. Volvox přibližně se lišil od jednobuněčných předků 200 před miliony let.[1]

Popis

Volvox kolonie: 1) Chlamydomonas - jako buňka, 2) Dcérská kolonie, 3) Cytoplazmatické můstky, 4) Mezibuněčný gel, 5) Reprodukční buňka, 6) Somatická buňka.

Volvox je polyfyletický rod v kladu volvocínových zelených řas.[2] Každý dospělý Volvox kolonie se skládá až z tisíců buněk ze dvou diferencovaných typů buněk: četné bičíkatý somatické buňky a menší počet zárodečné buňky chybí soma, které jsou zalité v povrchu duté koule nebo coenobium obsahující extracelulární matrix[1] vyroben z glykoproteiny.[3]

Dospělý somatický buňky tvoří jednu vrstvu s bičíky směřujícími ven. Buňky plavou koordinovaným způsobem se zřetelnými předními a zadními póly. Buňky mají přední oční skvrny které umožňují kolonii plavat směrem ke světlu. Buňky kolonií v bazálnější kladu Euvolvox jsou vzájemně propojeny tenkými vlákny cytoplazma, nazývané protoplazmaty.[4] Počet buněk je zadán během vývoje a závisí na počtu kol dělení.[2]

Reprodukce

Volvox je fakultativně sexuální a může se rozmnožovat sexuálně i asexuálně. V laboratoři je nejčastěji pozorována nepohlavní reprodukce; relativní frekvence pohlavního a nepohlavního rozmnožování ve volné přírodě nejsou známy. Přechod z nepohlavního na sexuální rozmnožování může být spuštěn podmínkami prostředí[5] a produkcí feromonu vyvolávajícího sex.[6] Diploid odolný vůči vysoušení zygoti se vyrábějí po úspěšném oplodnění.

An nepohlavní kolonie zahrnuje jak somatické (vegetativní) buňky, které se nerozmnožují, tak velké, nepohyblivé gonidia ve vnitřku, které opakovaným dělením vytvářejí nové kolonie. v sexuální reprodukce dva typy gamety jsou produkovány. Volvox druhy mohou být jednodomý nebo dvoudomý. mužský kolonie uvolňují četné balíčky spermií, zatímco v ženských koloniích se jednotlivé buňky zvětšují na oogamety nebo vejce.[2][7]

Kirk a Kirk[8] ukázaly, že může být spuštěna produkce feromonů vyvolávajících sex somatické buňky krátce tepelný šok vzhledem k nepohlavně rostoucím organismům. Indukci sexu tepelným šokem zprostředkovává oxidační stres to pravděpodobně také způsobí poškození oxidační DNA.[5][9] Bylo navrženo, že přechod na sexuální dráhu je klíčem k přežití environmentálních stresů, které zahrnují teplo a sucho.[10] V souladu s touto myšlenkou indukce sexu zahrnuje a signální transdukce cesta, která je také indukována v Volvox zraněním.[10]


Obrácení kolonie

Inverze kolonií je speciální charakteristikou během vývoje v pořadí Volvocaceae, která vede k tomu, že nové kolonie mají své bičíky směrem ven. Během tohoto procesu nepohlavní reprodukční buňky (gonidia) nejprve procházejí postupným dělení buněk, aby vytvořily embryo ve tvaru konkávního šálku nebo plakea složené z jediné buněčné vrstvy. Okamžitě poté je buněčná vrstva naruby ve srovnání s konfigurací pro dospělé - apikální konce protoplastů embrya, ze kterých jsou vytvořeny bičíky, jsou orientovány směrem dovnitř plakea. Potom embryo prochází inverzí, během níž se buněčná vrstva převrací a vytváří sféroidní dceřinnou kolonii s apikálními konci a bičíky dceřiných protoplastů umístěných venku. Tento proces umožňuje vhodnou lokaci sféroidních kolonií Volvocaceae. Mechanismus inverze byl rozsáhle zkoumán na buněčné a molekulární úrovni pomocí modelových druhů, Volvox carteri.[11]

Embryonální inverze ve Volvox. (a) Dospělý sféroid globulátoru obsahující více embryí. (b) Embryo prochází inverzí typu A (např. V. carteri). (c) Embryo procházející inverzí typu B (např. V. globator, V. aureus). (d) Světelný mikrofotografie ukazuje polotenkou část embrya V. globátoru vykazující různé tvary buněk. (e) Schematické znázornění buněk v oblasti označené v písmenu d). PC: buňky ve tvaru lopatky, dva různé pohledy ilustrují anizotropní tvar; SC: vřetenovité buňky; červená čára: poloha cytoplazmatických můstků (CB). (f) 3D vykreslování jediného embrya V. globátoru ve třech po sobě jdoucích fázích inverze. (g) Optické midsagitální průřezy embrya v (f). (h) Konturované obrysy buněčného listu překryté na úsecích v (g), s barevně odlišeným zakřivením κ. (i) Rotační plochy vypočítané z průměrných obrysů.[12]


Stanoviště

Volvox je rod sladkovodních řas, který se vyskytuje v rybnících a příkopech, dokonce i v mělkých kalužích.[7] Podle Charles Joseph Chamberlain,[13]

„Nejpříznivějším místem pro hledání je v hlubších rybnících, laguny a příkopy, které dostávají dostatek dešťové vody. Bylo řečeno, že kde najdete Lemna, pravděpodobně najdete Volvox; a je pravda, že taková voda je příznivá, ale stínování je nepříznivé. Podívejte se, kde najdete Rašeliník, Vaucheria, Alisma, Equisetum fluviatile, Utricularia, Typha, a Chára. Dr. Nieuwland to hlásí Pandorina, Eudorina a Gonium se běžně vyskytují jako složky zelené pěny na válcích v polích, kde jsou chována prasata. Bičíkatý, Euglena, je často spojován s těmito formami. “

Dějiny

Antonie van Leeuwenhoek první hlášená pozorování Volvox v roce 1700.[14][15]

Po několika výkresech Henry Baker (1753),[16] Linné (1758)[17] by popsal rod Volvox, se dvěma druhy: V. globátor a V. chaos. Chaos Volvox je améba, nyní známá jako „Chaos (rod) sp.[18][19]

Vývoj

Předci Volvox přešli z jednotlivých buněk a vytvořili alespoň mnohobuněčné kolonie 200 před miliony let, Během Trias doba.[1][20] Odhad pomocí DNA sekvence od asi 45 různých druhů volvocínových zelených řas, včetně Volvox, naznačuje, že přechod z jednotlivých buněk do nediferencovaných mnohobuněčných kolonií trval přibližně 35 milionů let.[1][20]

Reference

  1. ^ A b C d University of Arizona (22. února 2009). „Jednobuněčné řasy se posunuly k mnohobuněčnosti před 200 miliony let“. Věda denně.
  2. ^ A b C Kirk, David L. (1998). Volvox: Hledání molekulárních a genetických počátků mnohobuněčnosti a buněčné diferenciace. Cambridge University Press. ISBN  978-0-521-45207-6.
  3. ^ Hallmann, A. (2003). „Extracelulární matrice a feromon vyvolávající sex ve společnosti Volvox“. Extracelulární matrix a feromon indukující sex v Volvox. International Review of Cytology. 227. str. 131–182. doi:10.1016 / S0074-7696 (03) 01009-X. ISBN  978-0-12-364631-6. PMID  14518551.
  4. ^ Ikushima, N .; Maruyama, S. (1968). "Protoplazmatické spojení v Volvox". Journal of Eukaryotic Microbiology. 15 (1): 136–140. doi:10.1111 / j.1550-7408.1968.tb02098.x.
  5. ^ A b Nedelcu, AM; Michod, RE (2003). „Sex jako reakce na oxidační stres: účinek antioxidantů na sexuální indukci ve fakultativně sexuální linii“. Proc. Biol. Sci. 270 Suppl 2: S136–9. doi:10.1098 / rsbl.2003.0062. PMC  1809951. PMID  14667362.
  6. ^ Hallmann, Armin (2003). „Extracelulární matrice a feromon vyvolávající sex ve společnosti Volvox“. International Review of Cytology. 227: 131–182. doi:10.1016 / S0074-7696 (03) 01009-X. ISBN  9780123646316. PMID  14518551.
  7. ^ A b Powers, J. H. (1908). "Další studie v Volvox, s popisem tří nových druhů ". Transakce Americké mikroskopické společnosti. 28: 141–175. doi:10.2307/3220908. JSTOR  3220908.
  8. ^ DL, Kirk; Kirk, MM (1986). „Tepelný šok vyvolává ve společnosti Volvox produkci sexuálního induktoru“. Věda. 231 (4733): 51–4. Bibcode:1986Sci ... 231 ... 51K. doi:10.1126 / science.3941891. PMID  3941891.
  9. ^ Nedelcu, AM; Marcu, O; Michod, RE (2004). „Sex jako reakce na oxidační stres: dvojnásobné zvýšení buněčných reaktivních forem kyslíku aktivuje pohlavní geny“. Proc. Biol. Sci. 271 (1548): 1591–6. doi:10.1098 / rspb.2004.2747. PMC  1691771. PMID  15306305.
  10. ^ A b Amon, P; Haas, E; Sumper, M (1998). „Feromon vyvolávající sex a poranění spouští stejnou sadu genů v mnohobuněčné zelené řase Volvox“. Rostlinná buňka. 10 (5): 781–9. doi:10.2307/3870664. JSTOR  3870664. PMC  144025. PMID  9596636.
  11. ^ Yamashita, S; Arakaki, Y; Kawai-Toyooka, H; Noga, A; Hirono, M; Nozaki, H (listopad 2016). „Alternativní vývoj sféroidní kolonie v řasách volvocinu: vývoj analýza embryogeneze v astrephomenu (Volvocales, Chlorophyta)“. BMC Evol. Biol. 16 (1): 243. doi:10.1186 / s12862-016-0794-x. PMC  5103382. PMID  27829356. CC-BY icon.svg Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
  12. ^ Stephanie Höhn, Aurelia R. Honerkamp-Smith, Pierre A. Haas, Philipp Khuc Trong a Raymond E. GoldsteinPhys. Rev. Lett. 114, 178101 - zveřejněno 27. dubna 2015. CC-BY icon.svg Tento článek obsahuje citace z tohoto zdroje, který je k dispozici pod Creative Commons Attribution 3.0 (CC BY 3.0) licence.
  13. ^ Chamberlain, Charles Joseph (2007) [1932]. "Chlorophyceae". Metody v histologii rostlin. Číst knihy. 162–180. ISBN  978-1-4086-2795-2.
  14. ^ van Leeuwenhoek, Antonie (1700). „Část dopisu pana Antonyho van Leeuwenhoeka týkajícího se červů v ovčích játrech, komárů a animalcula ve výkalech žab“. Filozofické transakce královské společnosti. 22 (260–276): 509–518. Bibcode:1700RSPT ... 22..509V. doi:10.1098 / rstl.1700.0013.[trvalý mrtvý odkaz ]
  15. ^ Herron, M. (2015). "... z bignefů velkého zrnka ...". Fierce Roller Blog, [1] Archivováno 03.06.2016 na Wayback Machine.
  16. ^ Baker, H. (1753). Zaměstnání pro mikroskop. R. Dodsley: London, pl. XII, f. 27, [2].
  17. ^ Linnaeus, C. (1758). Systema naturae per regna tria naturae, sekundární třídy, ordiny, rody, druhy, cum characteribus, differentiis, synonymis, locis. Tomus I. Editio decima, reformata. Editio decima revisa. Sv. 1 s. [I-iv], [1] -823. Holmiae [Stockholm]: impensis direct. Laurentii Salvii.
  18. ^ Herron, M. (2016). Pohyb bez končetin! Linnaeus na Volvox. Fierce Roller Blog, [3] Archivováno 03.06.2016 na Wayback Machine.
  19. ^ Spencer, M.A., Irvine, L.M. & Jarvis, C.E. (2009). Typizace lineanských názvů souvisejících s nomenklaturou řas. Taxon 58: 237-260, [4] Archivováno 08.05.2016 na Wayback Machine.
  20. ^ A b Herron, MD; Hackett, JD; Aylward, FO; Michod, RE (2009). „Triasový původ a rané záření mnohobuněčných řas volvocinu“. Sborník Národní akademie věd, USA. 106 (9): 3254–3258. Bibcode:2009PNAS..106.3254H. doi:10.1073 / pnas.0811205106. PMC  2651347. PMID  19223580.

externí odkazy