a megosztás gondoskodó!

mi az a Volvox? Gyors áttekintés

a Volvox a zöld algák nemzetsége. A volvoxok szabadon lebegő egysejtű algák, de általában 500-50 000 sejtből álló gömb alakú telepekként (vagy golyókként) maradnak együtt. Különböző édesvízi élőhelyeken élhetnek, beleértve a tavakat, medencéket és árkokat. Mikroszkóp alatt a volvoxok úgy néznek ki, mint a lassan forgó zöld golyók, így az egyik legaranyosabb mikroszkopikus organizmus.

egy érett Volvox carteri kolónia sok lánya kolóniák belül mikroszkóp alatt.
fotó forrás: http://www2.unb.ca/vip/photos.htm

Volvox aureus a mikroszkóp alatt.

a Volvox osztályozása

a Volvox a Klorofita zöld algák polifiletikus nemzetsége a volvocaceae családban. A Volvox a klorofill jelenléte miatt a Chlorophyceae osztályba tartozik.
Scientific classification
Domain: Eukaryota
Kingdom: Plantae
Phylum: Chlorophyta
Class: Chlorophyceae
Order: Chlamydomonadales
Family: Volvocaceae
Genus: Volvox
(Reference: wiki)
There are 20 species of freshwater Volvox. Common species are Volvox aureus, Volvox globator, Volvox carteri, and Volvox barberi, etc.

Volvox carteri under ultraviolet light.
Photo source: Microbe wiki

a Volvox sejtszerkezete

egy tipikus volvox kolónia üreges sejtgömbből áll. Minden labdát vagy coenobiumot egyetlen réteg felszíni sejtek alkotnak. Minden sejtet vastag nyálkás fal vesz körül, amely kocsonyás réteget képez, amely összetartja az üreges gömböt. Egyes volvox fajokban ezek a nyálkás falak kitölthetik a gömb belső terét.
ezeket a felületes sejteket vegetatív sejteknek vagy szomatikus sejteknek is nevezik. A gömb felszínén ülő minden vegetatív sejt két flagellát hordoz. Ezek a flagellák a környező víz oldalára néznek, és megverik, hogy az egész kolóniát a vízen keresztül hajtsák. Ezért mozog a volvox, mint egy gördülő labda.

a Volvox egy 500-50 000 sejtből álló üreges gömb, amelyet kolóniának vagy coenobiumnak neveznek. Az üreges golyó egy sejtrétegből áll. Minden cellában van egy pár ostorszerű flagella. A flagella szinkronban verte, lehetővé téve a sejtek kolóniájának úszását.
A cronodon által módosított kép.

a Volvox-kolónia felszínén lévő vegetatív sejtek közeli képe. Két flagella és egy piros eyespot látható.
fotó forrása: microscopy-uk.org.uk

a flagellált szomatikus sejteken kívül egy érett Volvox kolónia reproduktív csírasejteket is tartalmaz. A csírasejtek száma kevesebb, mint a szomatikus sejtek, és a gömb közepén helyezkednek el.
a vegetatív sejten belül van egy mag, egy csésze alakú kloroplaszt, több kontraktilis vacuol (vízszabályozó) és más sejtszervecskék. Minden vegetatív sejtnek van egy vörös szemfoltja (stigma), amely érzékeli a fényt. A Volvox, mint más zöld algák, fotoszintetikus, és a fény felé úszik (fototaxisnak nevezik), hogy megvilágítsa magát. Ha a fény túl erős, a volvoxok távolodnak a nagyon erős fényektől is, amelyek károsíthatják kloroplasztjaikat. A Volvox golyónak előnyös elülső része van, a gömb elején lévő cellák pedig nagyobb szemfoltokkal rendelkeznek, mint a többi. Ezek a szemfoltok irányítják a volvox kolónia mozgását. A reproduktív sejtek a többi oldalon vannak csoportosítva.

a volvox szomatikus sejt körte alakú, különálló elülső és hátsó pólusokkal.
az elülső pólus fényérzékeny szemlencsével és két flagellával rendelkezik, amelyek lehetővé teszik a kolónia számára, hogy a fény felé mozogjon. A flagella alapja egyetlen csésze alakú kloroplasztot tartalmaz. A Volvox sejtet sejtfal és plazmamembrán határolja. A központi citoplazma központi maggal, 2-3 kontraktilis vacuolával, több mitokondriummal, endoplazmatikus retikulummal, Golgi készülékkel (néha dictyoszómáknak nevezik a növényi sejtekben), riboszómákkal stb. A kontraktilis vacuolák kiválasztó szervként működnek, hogy szabályozzák a sejt vízszintjét. A pirenoid egy fehérje test az algák kloroplasztjaiban, amelyek keményítőt termelnek és tárolnak. Mindegyik cella hossza körülbelül 15-25 MHz volt.

az egyes volvox sejtek közötti flagella mozgásának összehangolása érdekében a felszínen lévő összes vegetatív sejt protoplazmatikus hidakkal kapcsolódik a legközelebbi szomszédokhoz. Ezek a hidak az összes sejt citoplazmáját folyamatossá teszik, ami lehetővé teszi az elektromos jelek hullámainak áthaladását a volvox kolónián, koordinált és ellenőrzött módon kiváltva a flagella mozgását. Valójában a sejtcsatlakozás ugyanúgy működik a szívizomsejtjeink között, hogy a szívünk egésze dobog!

az egyes Volvox sejteket vékony citoplazma szálak kötik össze, amelyeket protoplazmatikus hidaknak neveznek. A központban lévő sejtfürt a reproduktív csírasejtek egy csoportja.
fotó forrása: microscopy-uk.org.uk

hogyan él a Volvox?

minden Volvox faj képes fotoszintézis útján saját tápanyagokat előállítani. A volvoxok zöldek, mert sejtjeik kloroplasztokat tartalmaznak, amelyek a zöld pigmenteket tartják, úgynevezett klorofill. A klorofill molekulák elnyelik a napfényt és biológiai energiává alakítják. Ugyanakkor a fotoszintézis szén-dioxidot (CO2) is fogyaszt és oxigént (O2) termel. A növényszerű tevékenységek miatt a Volvoxok és az összes többi zöld alga autotróf organizmus.
A Volvoxok a vízi ökoszisztéma fontos részét képezik. Ezek az élelmiszerlánc részét képezik, ami számos vízi szervezet, például a halak számára fontos alkotóelemévé teszi őket. A Volvox aureus túlnövekedése azonban káros algavirágzást eredményezhet. Az algavirágzás gyakoribb a magas nitrogéntartalmú meleg vizekben.

alga virágzik a Binder-tóban, IA.
fotó: Flickr

mekkora lehet egy Volvox?

a volvox golyó vagy kolónia általában 500-50 000 sejtből álló klaszter. Ezeknek a kolóniáknak tojásdad vagy gömb alakú üreges alakja van, amely 100-6000 MHz között mozog. Egy nagy volvox kolónia akkora lehet, mint egy tűfej.

az érett Volvox kolónia átmérője majdnem 2 mm(a kép méretarány-sávjából olvasható). A szülői kolóniák készen állnak a felszabadításra.

hogyan szaporodik a Volvox?

a Volvox ivartalanul vagy szexuálisan képes szaporodni. Az aszexuális és a szexuális reprodukció közötti választás attól függ, hogy milyen körülmények között élnek. Az ivartalan szaporodás nyáron kedvező körülmények között zajlik, amelyek lehetővé teszik a volvox populáció gyors terjeszkedését. A tó színe zöldessé válhat a volvoxok gyors növekedése miatt. Éppen ellenkezőleg, a nemi szaporodás a tenyészidőszak végén következik be.

a Volvoxok meleg évszakokban gyorsan növekednek.
különböző méretű Volvox kolóniákat találhat, amelyek az életciklus különböző szakaszait képviselik.
fotóforrás: wiki

a Volvox ivartalan szaporodása

a Volvox ivartalanul szaporodhat azáltal, hogy új leánykolóniákat hoz létre a szülői kolónián belül. Ezek a leánykolóniák a szülő kolónia felszínén lévő megnagyobbodott sejtekből származnak, az úgynevezett gonidia (egyes szám: gonidium), a kolónia hátsó végén.

a gonidia kialakulása a Volvox belső oldalán.

a Gonidia ivartalan reproduktív sejtek. Ledobják a flagellájukat; lekerekített formájúvá válnak; sűrű citoplazmát tartalmaznak, és egy zselés zsákban fekszenek, amely a kolónia belseje felé nyúlik. Minden gonidium sejt többször osztódik, és egyre több leánysejtet termel. Ezek a sejtek csoportosulnak, és csésze alakú sejtlemezt alkotnak. A sejtosztódás folytatódik, végül egy kis gömb alakú leánykolóniát alkotnak, amely felfüggesztésre kerül a szülői belső felületről.

a Volvox szexuális életciklusa.

a leánykolóniák eredetileg kifelé alakultak ki, flagellájuk befelé mutat. Tehát át kell esniük egy inverziós folyamaton. Az inverzió után a leánykolóniák folyamatosan növekednek, amelyek olyanok, mint a szülő sok miniatűr változata.

a leánykolónia kifelé fordul, így a flagella a sejt külső része felé orientálódik.
fotó forrása: microscopy-uk.org.uk

amikor a szülői kolónia megreped és meghal, ezek a leánykolóniák elmenekülnek. Sejtosztódással nőnek tovább. Egy szülői kolónia 5-20 lányt szabadíthat fel. A leánykolóniák kis unokatelepeket tartalmazhatnak kikeléskor.

a leánykolóniák születése a szülői kolónia szétesése után. Láthatja, hogy ezek az “unokája” kolóniák már fejlődnek!
fotó forrása: microscopy-uk.org.uk

a Volvox nemi szaporodása

egyes Volvox Fajok egyneműek (csak egy nem), míg mások kétneműek (két külön nemmel). Kétlaki formákban a nőstény telepek speciális petesejteket, a hím telepek pedig spermatozoid csomagokat termelnek, mind a telepek hátsó részén. A petesejtekből hiányzik a flagella, és a protoplazmatikus hidak a szomszédos sejtekhez kapcsolódnak. A spermium sejtekből hiányzik a sejtfal, de két flagella van. Az érett spermiumok leválnak a szülőtelepről, és a petesejtek felé úsznak. Amikor egy spermium sejt megtermékenyíti a petesejtet, vastag falú hipnozigóta képződik.

a Hipnozigóta egy ideig nyugalmi vagy nyugalmi állapotban maradhat. Ha egy tó kiszárad vagy lefagy, akkor az alvó szakaszok fennmaradhatnak, amíg a növekedés jobb feltételei visszatérnek. Ez az oka annak, hogy a Volvox szexuális szaporodása általában nyár végén kezdődik.

a spermiumok csomagjai egy férfi Volvox kolóniában fejlődnek.
fotó forrása: microscopy-uk.org.uk

a megtermékenyített petesejtek kemény védőréteggel hipnozigótákká fejlődnek. A hipnozigóták képesek ellenállni a zord körülményeknek, és télen is túlélnek.
fotó forrása: microscopy-uk.org.uk

ki fedezte fel a Volvoxot?

Antonie van Leeuwenhoek holland mikroszkóp először 1700-ban számolt be a Volvox kolóniákról. Leeuwenhoek számos más mikroszkopikus organizmust is felfedezett, mint például a rotifers és a paramecia, egyszerű mikroszkópjaival.

balra: Az Antony van Leeuwenhoek által használt egyszerű Mikroszkóp a mikroszkopikus organizmusok felfedezésére. Jobb: illusztráció Volvox Leeuwenhoek levelében kelt január 2, 1700.
forrás: minst.org

a Volvox evolúciója

a Volvoxok egysejtű Chlamydomonas ősökből fejlődtek ki körülbelül 200 millió évvel ezelőtt, a triász időszakban. A tudósokat lenyűgözte a Volvox kolóniák fejlődése. Úgy vélték, hogy a többsejtű szervezetek származásának titka ott van. Valójában megtalálták az átmenetet az egysejtű algákról a többsejtű Volvox kolóniákra a Chlamydomonas családon belül.

a chlamydomonas családfájának tanulmányozásával a tudósok azonosíthatják az evolúciót az egysejtű algáktól a Volvoxák többsejtű kolóniáihoz.
fotóforrás: wiki

a Volvox fontos modellszervezet

a modellszervezet olyan faj, amelyet széles körben tanulmányoztak a tudományban. Általában egy modellszervezetet könnyű fenntartani és tenyészteni laboratóriumi körülmények között, és különleges kísérleti előnyökkel rendelkezik. Az Escherichia coli (baktérium), az élesztő, a C. elegans (kerekféreg), a gyümölcslégy, a zebrahal és az egerek mind fontos modellszervezetek.

valójában a Volvox egy modellszervezet is, amely segít a tudósoknak az embriogenezis, a morfogenezis és a sejtek differenciálódásának tanulmányozásában. Például a Volvox sejt alakjának változása az inverzió során az állati gasztrulációhoz hasonló folyamatban történik (a bélét alkotó embrió).

összefoglaló

• a Volvoxok gömb alakú kolóniákként nőnek. Minden kolónia 500-50 000 sejtből állhat.
• a Volvox inkább tápanyagban gazdag víztestekben él, például tavakban, medencékben, csatornákban, árkokban stb.
• a Volvox sejteknek három típusa van: vegetatív sejtek, aszexuális reproduktív sejtek és szexuális reproduktív sejtek.
• a vegetatív sejtek szomatikus sejtek, amelyek a Volvox golyó héját alkotják. Minden vegetatív sejtnek két flagellája van, citoplazmatikus szálakkal kapcsolódnak egymáshoz.
• a Volvoxok mind ivartalanul, mind szexuálisan szaporodhatnak. A döntés a környezeti feltételektől függ.
• által ivartalan szaporodás, a reproduktív sejtek leánykolóniákká nőnek a szülő kolónián belül. Érés után a leánykolónia kijön a szülőtelepből.
• a nemi szaporodás során a női és férfi reproduktív sejtek petesejtekké és spermasejtekké válnak. A megtermékenyített sejtek hipnozigótákat képeznek, amelyek túlélhetik a téli vagy száraz évszakot.

érdekes kép mind a Volvox, mind a Gloeotrichia kolóniákról ugyanazon a területen. A Gloeotrichia a cianobaktériumok nagy gyarmati nemzetsége. A Gloeotrichia ~ 2 mm méretű fonalas testben nő.
fotó forrása: wiki