Volvoks
Volvox je polifiletski rod koljena Chlorophyta, zelenih algi u porodici Volvocaceae. Formira sferne kolonije sa do 50.000 ćelija. Žive na raznim slatkovodnim staništima, a prvi ih je opisao Antonie van Leeuwenhoek, 1700. godine. Volvox se razišao od jednoćelijskih predaka prije otprilike 200 miliona godina.[1]
| Volvox | |
|---|---|
 Volvox sp. | |
| Sistematika | |
| Koljeno | Chlorophyta |
| Razred | Chlorophyceae |
| Red | Volvocales |
| Porodica | Volvocaceae |
| Rod | Volvox L. |
| Vrste | |
| Volvox aureus Volvox carteri (V. nagariensis) | |
Opis
uredi
1) Chlamydomonasolika ćekija,
2) Kćerka – kolonija,
3) citoplazmatski mostovi,
4) Međućelijski gel,
5) Reproduktivna ćelija,
6) Somatska ćelija
Volvoks je heterogeni rod u kladusu volvocinskih zelenih algi.[2] Svaka zrela ' kolonija sastoji se od do hiljade ćelija iz dva diferencirana tipa: brojnih bičastih somatskih i manjeg broja zametnih ćelija kojima nedostaju somatske koji su ugrađene u površinu šuplje kugle ili cenobij koji sadrži vanćelijski matriks[1] od glikoproteina.[3]
Odrasle somatske ćelije sastoje se od jednog sloja sa bičevima, okrenutim prema van. Ćelije plivaju koordinirano, sa različitim prednjim i stražnjim polovima. Imaju prednje očne pjege koje omogućavaju koloniji da pliva prema svjetlosti. Ćelije kolonija u baznom kladusu Euvolvox međusobno su povezane tankim nitima citoplazme, zvanim protoplazmati.[4] Naveden je broj ćelija tokom razvoja koji ovisi o broju krugova dijeljenja.[2]
Razmnožavanje
urediVolvox ima fakultativnu seksualnost i može se reproducirati i spolno i nespolno. U laboratoriju se najčešće opaža nespolna reprodukcija; relativna učestalost seksualnog i nespolnog razmnožavanja u divljini nije poznata. Prelazak sa nespolne na spolnu reprodukciju može biti izazvan uslovima okoline[5] i proizvodnjom feromona koji inducira i određuje spol.[6] Diploidni zigoti otporni na isušivanje nastaju nakon uspješne oplodnje.
Aseksualna kolonija uključuje i somatske (vegetativne) ćelije, koje se ne razmnožavaju i velike, nepokretne gonide u unutrašnjosti, koje ponavljajućom podjelom stvaraju nove kolonije. U spolnoj reprodukciji proizvode se dve vrste gameta. Vrste volvoksa mogu biti jednodomne ili dvodomne. Muške kolonije oslobađaju brojne pakete sperme, dok se u ženskim pojedinačne ćelije povećavaju i postaju oogamete ili jaja.[2][7]
Kirk & Kirk[8] pokazali su da stvaranje feromona koji izaziva seks može biti pokrenuto u somatskim ćelijama kratkim toplotnim šokom koji se daje nespolno rastućim organizmima. Indukcija spola toplotnim šokom posreduje oksidativni stres koji vjerovatno također uzrokuje oksidativno oštećenje DNK.[5][9] Sugerira se da je prelazak na seksualni put ključ preživljavanja stresova u okolini koji uključuju vrućinu i sušu.[10] U skladu s ovom idejom, indukcija seksa uključuje transdukciju signala, puta koji je također induciran i ranjavanjem.[10]
Inverzija kolonije
urediInverzija kolonija je posebna karakteristika tokom razvoja u redu Volvocaceae, koja rezultira novim kolonijama čiji bičevi gledaju prema van. Tokom ovog procesa aseksualne reproduktivne ćelije (gonidije) prvo prolaze kroz uzastopne diobe da bi stvorile konkavni embrion ili ploču u obliku čaše sastavljene od jednog ćelijskog sloja. Odmah nakon toga, ćelijski sloj je unutra uvija u odnosu na konfiguraciju odraslih – apikalni krajevi embrionskih protoplasta od kojih se formiraju bičevi, orijentirani su prema unutrašnjosti plake. Tada se embrion podvrgava inverziji, tiokom koje se ćelijski sloj okreće u obliku sferoidne kćerke kolonije s vršnim krajevima i bičevima kćerinskih protoplasta smještenih vani. Ovaj postupak omogućava odgovarajuće kretanje sferoidnih kolonija Volvocaceae. Mehanizam inverzije opsežno je istražen na ćelijskom i molekulskom nivou, koristeći modelnu vrstu, Volvox carteri.[11]
(a) Odrasli sferoid V. globator koji sadrži više embriona
(b) Embrion koji prolazi inverziju tipa A (npr. V. carteri).
(c) Embrion koji prolazi inverziju tipa B (npr. V. globator, V. aureus)
(d) Lagana mikrofotografija prikazuje polutanki presjek embriona V. globator koji ima različite oblike ćelija
(e) Shematski prikaz ćelija u regiji označenoj u (d).
PC: Ćelije u obliku lopatice, dva različita prikaza ilustriraju anizotropni oblik
SC: Ćelije u obliku vretena; crvena linija: položaj citoplazmatskih mostova (CB)
(f) 3D prikaz jednog embriona V. globator u tri uzastopne faze inverzije
(g) Optički presjeci srednjeg sagitala embriona u (f)
(h) Trasirane konture listova presvučenih presjecima u (g), sa zakrivljenošću kodiranom u boji κ
(i) Površine okretaja izračunate iz prosječnih kontura.[12]
Staništa
urediVolvox je rod slatkovodnih algi koje se nalaze u barama i jarcima, čak i u plitkim lokvama.[7] Prema Charlesu Josephu Chamberlainu,[13]
“Najpovoljnije mjesto za traženje je u dubljim ribnjacima, lagunama i jarcima koji obiluju kišnicom. Rečeno je da tamo gdje možete pronaći vrste roda Lemna, vjerojatno ćete pronaći Volvox; i istina je da je takva voda povoljna, ali zasjenjenje je nepovoljno. Pogledajte gdje ćete naći Sphagnum , Vaucheria , Alisma, Equisetum fluviatile, Utricularia, Typha i Chara. Dr. Nieuwland izvještava da se Pandorina, Eudorina i Gonium obično nalaze kao sastojci zelenog pokrova na vrletnim poljima na kojima se drže svinje. Bičaste Euglena, često su povezane s ovim oblicima.“
Reference
uredi- ^ a b University of Arizona (22. 2. 2009). "Single-celled algae took the leap to multicellularity 200 million years ago". Science Daily.
- ^ a b c Kirk, David L. (1998). Volvox: A Search for the Molecular and Genetic Origins of Multicellularity and Cellular Differentiation. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-45207-6.
- ^ Hallmann, A. (2003). "Extracellular Matrix and Sex-Inducing Pheromone in Volvox". Extracellular matrix and sex-inducing pheromone in 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.
- ^ Ikushima, N.; Maruyama, S. (1968). "The protoplasmic connection in Volvox". Journal of Eukaryotic Microbiology. 15 (1): 136–140. doi:10.1111/j.1550-7408.1968.tb02098.x.
- ^ a b Nedelcu, AM; Michod, RE (2003). "Sex as a response to oxidative stress: the effect of antioxidants on sexual induction in a facultatively sexual lineage". Proc. Biol. Sci. 270 Suppl 2: S136–9. doi:10.1098/rsbl.2003.0062. PMC 1809951. PMID 14667362.
- ^ Hallmann, Armin (2003). "Extracellular Matrix and Sex-Inducing Pheromone in Volvox". International Review of Cytology. 227: 131–182. doi:10.1016/S0074-7696(03)01009-X. ISBN 9780123646316. PMID 14518551.
- ^ a b Powers, J. H. (1908). "Further studies in Volvox, with descriptions of three new species". Transactions of the American Microscopical Society. 28: 141–175. doi:10.2307/3220908. JSTOR 3220908.
- ^ DL, Kirk; Kirk, MM (1986). "Heat shock elicits production of sexual inducer in Volvox". Science. 231 (4733): 51–4. Bibcode:1986Sci...231...51K. doi:10.1126/science.3941891. PMID 3941891.
- ^ Nedelcu, AM; Marcu, O; Michod, RE (2004). "Sex as a response to oxidative stress: a twofold increase in cellular reactive oxygen species activates sex genes". Proc. Biol. Sci. 271 (1548): 1591–6. doi:10.1098/rspb.2004.2747. PMC 1691771. PMID 15306305.
- ^ a b Amon, P; Haas, E; Sumper, M (1998). "The sex-inducing pheromone and wounding trigger the same set of genes in the multicellular green alga Volvox". Plant Cell. 10 (5): 781–9. doi:10.2307/3870664. JSTOR 3870664. PMC 144025. PMID 9596636.
- ^ Yamashita, S; Arakaki, Y; Kawai-Toyooka, H; Noga, A; Hirono, M; Nozaki, H (Nov 2016). "Alternative evolution of a spheroidal colony in volvocine algae: developmentalanalysis of embryogenesis in Astrephomene (Volvocales, Chlorophyta)". BMC Evol. Biol. 16 (1): 243. doi:10.1186/s12862-016-0794-x. PMC 5103382. PMID 27829356.
Materijal je kopiran iz izvora, koji je dostupan pod Creative Commons Attribution 4.0 International License.
- ^ Stephanie Höhn, Aurelia R. Honerkamp-Smith, Pierre A. Haas, Philipp Khuc Trong, and Raymond E. Goldstein
Phys. Rev. Lett. 114, 178101 – Published 27 April 2015. Članak koji sadrži citate iz ovog izvora, dostupan je pod Creative Commons Attribution 3.0 (CC BY 3.0) license.
- ^ Chamberlain, Charles Joseph (2007) [1932]. "Chlorophyceae". Methods in Plant Histology. Read Books. str. 162–180. ISBN 978-1-4086-2795-2.
Vanjski linkovi
uredi
- https://www.algaebase.org/
- Volvox description with pictures from a Hosei University website
- YouTube videos of Volvox:
- Volvox, one of the 7 Wonders of the Micro World by Wim van Egmond, from Microscopy-UK
- Volvox carteri at MetaMicrobe.com, with modes of reproduction, brief facts