dzielenie się to troska!

Co To jest Volvox? Szybki przegląd

Volvox to rodzaj zielonych alg. Volvoxes są swobodnymi, jednokomórkowymi glonami, ale zazwyczaj pozostają razem jako kuliste kolonie (lub kulki) z 500-50 000 komórek. Mogą żyć w różnych Słodkowodnych siedliskach, w tym stawach, basenach i rowach. Pod mikroskopem volvoxes wyglądają jak zielone kulki powoli obracające się, co czyni je jednym z najbardziej uroczych mikroskopijnych organizmów.

Dojrzała Kolonia Volvox carteri z wieloma koloniami córek wewnątrz pod mikroskopem.
źródło Zdjęć: http://www2.unb.ca/vip/photos.htm

Volvox aureus pod mikroskopem.

Klasyfikacja Volvox

Volvox to polifiletyczny rodzaj chlorofilowych zielonych alg z rodziny Volvocaceae. Volvox ze względu na obecność chlorofilu klasyfikowany jest do klasy Chlorophyceae.
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

struktura komórkowa Volvox

typowa Kolonia volvox składa się z pustej kuli komórek. Każda kula, lub coenobium, jest utworzona przez pojedynczą warstwę komórek powierzchownych połączonych ze sobą. Każda komórka otoczona jest grubą śluzowatą ścianą, tworząc galaretowatą warstwę, która utrzymuje wydrążoną kulę razem. U niektórych gatunków volvox ściany śluzowe mogą wypełniać wewnętrzną przestrzeń kuli.
te powierzchowne komórki nazywane są także komórkami wegetatywnymi lub komórkami somatycznymi . Każda komórka wegetatywna siedząca na powierzchni kuli nosi po dwie wici. Te wici zwrócone są w stronę otaczającej wody i biją, aby napędzać całą kolonię przez wodę. Dlatego volvox porusza się jak tocząca się piłka.

Volvox jest wydrążoną kulą o masie 500-50 000 komórek, zwaną kolonią lub coenobium. Wydrążona Kula składa się z warstwy komórek. Każda komórka ma parę biczopodobnych wici. Wić bije synchronicznie, pozwalając Kolonii komórek pływać.
Image modified from cronodon.

bliski widok komórek wegetatywnych na powierzchni Kolonii Volvox. Widoczne są dwie wici i jedna czerwona plamka oczna.
Źródło zdjęcia: microscopy-uk.org.uk

poza wiotkimi komórkami somatycznymi Dojrzała Kolonia Volvox zawiera również rozrodcze komórki zarodkowe. Liczba komórek zarodkowych jest mniejsza niż komórek somatycznych i znajduje się w centrum sfery.
wewnątrz komórki wegetatywnej znajduje się jądro, chloroplast w kształcie kubka, kilka wakuoli kurczliwych (regulujących wodę) i inne organelle komórkowe. Każda komórka wegetatywna ma czerwoną plamkę oczną (piętno), która może wyczuwać światło. Volvox, podobnie jak inne zielone algi, jest fotosyntetyczny i płynie w kierunku światła (zwanego fototaksją), aby się oświetlić. Jeśli światło jest zbyt silne, volvoxy również oddalają się od bardzo jasnych świateł, które mogą uszkodzić ich chloroplasty. Kula Volvox ma preferowany przedni koniec, a komórki w przedniej części kuli mają większe oczodoły niż reszta. Te oczodoły kierują ruchem Kolonii volvox. Komórki rozrodcze zgrupowane są na pozostałej stronie.

komórka somatyczna volvox jest gruszkowata z wyraźnymi przednimi i tylnymi biegunami.
przedni biegun posiada światłoczułą gałkę oczną i dwie wici, które umożliwiają Kolonii poruszanie się w kierunku światła. U podstawy wici występują pojedyncze chloroplasty w kształcie kielicha. Komórka Volvox jest otoczona ścianą komórkową i błoną plazmatyczną. Centralna cytoplazma posiada jądro Centralne, 2-3 wakuole skurczowe, kilka mitochondriów, retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego (w komórkach roślinnych nazywany czasem dyktosomami), rybosomy itp. Wakuole skurczowe działają jako narządy wydalnicze do regulacji poziomu wody w komórce. Pyrenoid jest ciałem białkowym w chloroplastach glonów, które produkują i przechowują skrobię. Każda komórka mierzy około 15-25 µm Długości.

aby koordynować ruch wici między poszczególnymi komórkami volvox, wszystkie komórki wegetatywne na powierzchni są połączone z najbliższymi sąsiadami mostkami protoplazmatycznymi. Mostki te sprawiają, że cytoplazma wszystkich komórek jest ciągła, co pozwala falom sygnałów elektrycznych przemieszczać się po Kolonii volvox, wyzwalając ruch Wici w skoordynowany i kontrolowany sposób. W rzeczywistości połączenie komórkowe działa w ten sam sposób między komórkami mięśnia sercowego, aby nasze serce biło jako całość!

poszczególne komórki Volvox są połączone cienkimi pasmami cytoplazmy, nazywanymi mostkami protoplazmatycznymi. Klaster komórkowy w centrum stanowi grupę rozrodczych komórek zarodkowych.
Źródło zdjęcia: microscopy-uk.org.uk

jak żyje Volvox?

wszystkie gatunki Volvox są w stanie wytwarzać własne składniki odżywcze poprzez fotosyntezę. Volvoxes są zielone, ponieważ ich komórki zawierają chloroplasty, które zawierają zielone pigmenty, zwane chlorofilem. Cząsteczki chlorofilu absorbują światło słoneczne i przekształcają je w energię biologiczną. W tym samym czasie fotosynteza zużywa również dwutlenek węgla (CO2) i wytwarza tlen (O2). Ze względu na działanie roślinopodobne, Volvoxes i wszystkie inne zielone algi są organizmami autotroficznymi.
Volvoxes są ważną częścią ekosystemu wodnego. Są częścią łańcucha pokarmowego, co czyni je ważnym składnikiem żywności dla wielu organizmów wodnych, takich jak ryby. Jednak przerost Volvox aureus może skutkować szkodliwym zakwitem glonów. Kwitnienie glonów jest częstsze w ciepłych wodach o wysokiej zawartości azotu.

zakwit glonów w jeziorze Binder, IA.
zdjęcie:: Flickr

jak duży może rosnąć Volvox?

kula volvox lub kolonia jest zwykle skupiskiem 500-50 000 komórek. Kolonie te mają jajowaty lub kulisty pusty kształt, który waha się od 100-6000 µm. Duża Kolonia volvox może być wielkości główki szpilki.

Dojrzała Kolonia Volvox ma prawie 2 mm średnicy (można ją odczytać z paska skali obrazu). Córki wewnątrz rodzicielskiej są gotowe do uwolnienia.

jak się rozmnaża Volvox?

Volvox może rozmnażać się bezpłciowo lub seksualnie. Wybór między rozmnażaniem bezpłciowym a płciowym zależy od warunków, w których żyją. Rozmnażanie bezpłciowe odbywa się latem w sprzyjających warunkach, które umożliwiają szybką ekspansję populacji volvox. Kolor stawu może zmienić kolor na zielonkawy ze względu na szybki wzrost volvoxes. Wręcz przeciwnie, rozmnażanie płciowe następuje pod koniec sezonu wegetacyjnego.

Volvoxes rosną szybko w ciepłych porach roku.
można znaleźć kolonie Volvox o różnych rozmiarach, które reprezentują różne etapy cyklu życiowego.
Źródło zdjęcia: wiki

bezpłciowa reprodukcja Volvox

Volvox może rozmnażać się bezpłciowo, tworząc nowe kolonie córek wewnątrz Kolonii rodzicielskiej. Te kolonie potomne powstają z powiększonych komórek na powierzchni Kolonii macierzystej, zwanej gonidia (liczba pojedyncza: gonidium), na tylnym końcu Kolonii.

powstawanie gonidii po wewnętrznej stronie Volvox.

Gonidia są bezpłciowymi komórkami rozrodczymi. Upuszczają wić; stają się zaokrąglone; zawierają gęstą cytoplazmę i leżą w galaretowatym worku, który wystaje do wnętrza Kolonii. Każda komórka gonidium dzieli się wielokrotnie i produkuje coraz więcej komórek potomnych. Komórki te grupują się i tworzą płytkę komórek w kształcie kubka. Podział komórek trwa i w końcu tworzą małą kulistą kolonię potomną, która jest zawieszona na wewnętrznej powierzchni rodzicielskiej.

aseksualny cykl życia Volvoxa.

kolonie córki są pierwotnie utworzone na wylot, z wici skierowanej do wewnątrz. Muszą więc przejść proces inwersji. Po inwersji rosną kolonie córek, które są jak wiele miniaturowych wersji rodzica.

Kolonia córek odwraca się na lewą stronę, więc wić będzie skierowana na zewnątrz komórki.
Źródło zdjęcia: microscopy-uk.org.uk

kiedy Kolonia rodzicielska rozpada się i umiera, te kolonie córek uciekają. Rosną przez podział komórek. Jedna Kolonia rodzicielska może uwolnić 5-20 córek. Kolonie córek mogą zawierać małe kolonie wnuczek po wykluciu.

narodziny Kolonii córek po rozpadzie Kolonii rodzicielskiej. Widać, że te” wnuczkowe ” kolonie już się rozwijają!
Źródło zdjęcia: microscopy-uk.org.uk

rozmnażanie płciowe Volvox

niektóre gatunki Volvox są jednopłciowe (tylko jedna płeć), podczas gdy inne są dwupienne (z dwiema osobnymi płciami). W formach dwupiennych kolonie żeńskie wytwarzają wyspecjalizowane komórki jajowe, a kolonie męskie wytwarzają Pakiety plemników, zarówno w tylnej części Kolonii. Komórki jajowe nie mają wici i pozostają przyczepione do sąsiednich komórek przez mosty protoplazmatyczne. Plemniki pozbawione są ścian komórkowych, ale mają dwie wici. Dojrzałe plemniki odłączają się od Kolonii macierzystej i płyną w kierunku komórek jajowych. Gdy komórka plemnikowa zapłodni komórkę jajową, powstaje grubościenna hypnozygota.

Hypnozygote może pozostać w stanie uśpienia lub spoczynku przez pewien czas. Jeśli staw wysycha lub zamarza, uśpione etapy mogą przetrwać, aż do powrotu lepszych warunków wzrostu. Dlatego rozmnażanie płciowe Volvox rozpoczyna się zwykle pod koniec lata.

Pakiety plemników rozwijają się w męskiej Kolonii Volvox.
Źródło zdjęcia: microscopy-uk.org.uk

zapłodnione komórki jajowe rozwijają się w hipnozygoty z twardą warstwą ochronną. Hipnozygote są w stanie wytrzymać trudne warunki i przetrwają w zimie.
Źródło zdjęcia: microscopy-uk.org.uk

kto odkrył Volvox?

Holenderski mikroskop, Antonie van Leeuwenhoek, po raz pierwszy opisał kolonie Volvox w 1700 roku. Leeuwenhoek odkrył również wiele innych mikroskopijnych organizmów, takich jak rotifery i paramecia, używając swoich prostych mikroskopów.

zostawić: Prosty mikroskop użyty przez Antony ’ ego Van Leeuwenhoeka do odkrycia mikroskopijnych organizmów. Po prawej: Ilustracja Volvoxa w liście Leeuwenhoeka z 2 stycznia 1700 roku.
źródło: minst.org

ewolucja Volvoxów

volvoxów wyewoluowała z jednokomórkowych przodków Chlamydomonas około 200 milionów lat temu, w okresie triasu. Naukowcy byli zafascynowani ewolucją Kolonii Volvox. Wierzyli, że sekret tego, skąd pochodzą wielokomórkowe organizmy, jest tam. W rzeczywistości odkryli przejście z jednokomórkowych glonów do wielokomórkowych Kolonii Volvox w rodzinie Chlamydomonas.

badając drzewo genealogiczne Chlamydomonas, naukowcy mogą zidentyfikować ewolucję od jednokomórkowych glonów do wielokomórkowych Kolonii Volvoxes.
Źródło zdjęcia: wiki

Volvox jest ważnym organizmem modelowym

organizmem modelowym jest gatunkiem, który został szeroko przebadany w nauce. Zwykle organizm modelowy jest łatwy w utrzymaniu i hodowli w warunkach laboratoryjnych i ma szczególne zalety eksperymentalne. Escherichia coli (bakteria), drożdże, C. elegans (glisty), muszka owocowa, danio pręgowany i myszy są ważnymi organizmami modelowymi.

w rzeczywistości Volvox jest również organizmem modelowym, który pomaga naukowcom badać embriogenezę, morfogenezę i różnicowanie komórkowe. Na przykład zmiana kształtu komórki Volvox podczas inwersji zachodzi w procesie analogicznym do gastrulacji zwierząt (zarodek tworzący jelito).

podsumowanie

• Volvoxes rosną jako kolonie kuliste. Każda kolonia może składać się z 500-50 000 komórek.
• Volvox preferuje życie w zasobnych w składniki odżywcze zbiornikach wodnych, takich jak jeziora, baseny, kanały, Rowy itp.
• istnieją trzy typy komórek Volvox: komórki wegetatywne, bezpłciowe komórki rozrodcze i seksualne komórki rozrodcze.
• komórki wegetatywne to komórki somatyczne, które tworzą skorupę kuli Volvox. Każda komórka wegetatywna ma dwie wici i jest połączona ze sobą nitkami cytoplazmatycznymi.
• Volvoxes może rozmnażać się zarówno aseksualnie, jak i seksualnie. Decyzja zależy od warunków środowiskowych.
• poprzez rozmnażanie bezpłciowe komórki rozrodcze rozwijają się w Kolonie potomne w obrębie Kolonii macierzystej. Po dojrzeniu Kolonia córka wychodzi z Kolonii macierzystej.
• w wyniku rozmnażania płciowego, żeńskie i męskie komórki rozrodcze stają się komórkami jajowymi i plemnikami. Zapłodnione komórki tworzą hipnozygoty, które mogą przetrwać w zimie lub porze suchej.

ciekawe zdjęcie Kolonii Volvox i Gloeotrichia na tym samym polu. Gloeotrichia to duży kolonialny rodzaj cyjanobakterii. Gloeotrichia rośnie w ciele nitkowatym do ~ 2 mm wielkości.
Źródło zdjęcia: wiki