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o Que é uma Alga? Uma visão geral rápida

Volvox é um gênero de algas verdes. Volvoxes são algas unicelulares flutuantes, mas normalmente permanecem juntas como colônias esféricas (ou bolas) de 500-50.000 células. Eles podem viver em uma variedade de habitats de água doce, incluindo lagoas, piscinas e valas. Sob um microscópio, os volvoxes parecem mármores verdes girando lentamente, tornando-os um dos organismos microscópicos mais adoráveis.

uma colônia madura de Volvox carteri com muitas colônias filhas dentro de um microscópio.
Fonte Da Foto: http://www2.unb.ca/vip/photos.htm

Volvox aureus sob o microscópio.

classificação de Volvox

Volvox é um gênero polifilético de algas verdes Clorófitas da família Volvocaceae. Volvox é classificado na classe Chlorophyceae devido à presença de clorofila.
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 estrutura celular de Volvox

uma colônia volvox típica consiste em uma esfera oca de células. Cada bola, ou coenóbio, é formada por uma única camada de células superficiais Unidas. Cada célula é cercada por uma parede mucilaginosa espessa, formando uma camada gelatinosa que mantém a bola oca Unida. Em algumas espécies de volvox, essas paredes mucilaginosas podem preencher o espaço interno da esfera.
essas células superficiais também são chamadas de células vegetativas ou células somáticas. Cada célula vegetativa sentada na superfície da esfera tem dois flagelos. Esses flagelos enfrentam o lado da água circundante e batem para impulsionar toda a colônia através da água. É por isso que um volvox se move como uma bola rolante.

Volvox é uma esfera oca de 500 – 50.000 células, chamada de Colônia ou coenóbio. A bola oca consiste em uma camada de células. Cada célula tem um par de flagelos em forma de chicote. Os flagelos batiam em sincronia, permitindo que a colônia de células nadasse.
imagem modificada de cronodon.

uma visão próxima das células vegetativas na superfície de uma colônia Volvox. Dois flagelos e um eyespot vermelho são visíveis.
Fonte Da Foto: microscopy-uk.org.uk

além de células somáticas flageladas, uma colônia Volvox madura também contém células germinativas reprodutivas. O número de células germinativas é menor que as células somáticas e se localiza no centro da esfera.
dentro da célula vegetativa, há um núcleo, um cloroplasto em forma de copo, vários vacúolos contráteis (regulador de água) e outras organelas celulares. Cada célula vegetativa tem um eyespot vermelho (estigma) que pode sentir a luz. Volvox, como outras algas verdes, é fotossintético e nada em direção à luz (chamada fototaxia) para se manter iluminado. Se a luz for muito forte, as volvoxes também se afastam de luzes muito brilhantes que podem danificar seus cloroplastos. A bola Volvox tem um front-end preferido e as células na frente da esfera têm pontos oculares maiores do que o resto. Esses eyespots guiam o movimento da colônia volvox. As células reprodutivas são agrupadas no lado restante.

uma célula somática volvox é em forma de Pêra com pólos anterior e posterior distintos.
o pólo anterior possui um eyespot fotossensível e dois flagelos que permitem que a colônia se mova em direção à luz. A base dos flagelos tem cloroplastos em forma de copo único. A célula Volvox é encerrada por uma parede celular e membrana plasmática. O citoplasma central possui um núcleo central, 2-3 vacúolos contráteis, várias mitocôndrias, retículo endoplasmático, aparelho de Golgi (às vezes chamado de ditiossomos em células vegetais), ribossomos, etc. Vacúolos contráteis atuam como órgãos excretores para regular o nível da água da célula. Pirenóide é um corpo protéico nos cloroplastos de algas que produzem e armazenam amido. Cada célula mediu cerca de 15-25 µm de comprimento.

para coordenar o movimento de flagelos entre células volvox individuais para bater em uníssono, todas as células vegetativas na superfície são conectadas a seus vizinhos mais próximos por pontes protoplasmáticas. Essas pontes tornam contínuo o citoplasma de todas as células, o que permite que ondas de sinais elétricos viajem por toda a colônia volvox, desencadeando o movimento dos flagelos de maneira coordenada e controlada. Na verdade, a junção celular funciona da mesma maneira entre as células do músculo cardíaco para fazer nosso coração bater como um todo!

as células Volvox individuais são conectadas por finas cadeias de citoplasma, chamadas pontes protoplasmáticas. O aglomerado de células no centro é um grupo de células germinativas reprodutivas.
Fonte Da Foto: microscopy-uk.org.uk

como o Volvox vive?

todas as espécies de Volvox são capazes de fazer seus próprios nutrientes através da fotossíntese. Volvoxes são verdes porque suas células contêm cloroplastos que contêm os pigmentos verdes, chamados clorofila. As moléculas de clorofila absorvem a luz solar e a convertem em energia biológica. Ao mesmo tempo, a fotossíntese também consome dióxido de carbono (CO2) e produz oxigênio (O2). Por causa das atividades semelhantes a plantas, Volvoxes e todas as outras algas verdes são organismos autotróficos.
Volvoxes são uma parte importante do ecossistema aquático. Eles fazem parte da cadeia alimentar, o que os torna um componente importante dos itens alimentares para muitos organismos aquáticos, como peixes. No entanto, o crescimento excessivo de Volvox aureus pode resultar em uma floração prejudicial de algas. Uma flor de algas é mais frequente em águas quentes com alto teor de nitrogênio.

flor de algas no Lago Binder, IA.
crédito da foto:: Flickr

quão grande um Volvox pode crescer?

uma bola ou colônia volvox é geralmente um aglomerado de 500-50.000 células. Essas colônias têm uma forma oca ovóide ou esférica que varia de 100-6000 µm. Uma grande colônia de volvox poderia ser tão grande quanto um tamanho de cabeça de alfinete.

uma colônia de Volvox madura tem quase 2 mm de diâmetro (você pode lê-la na barra de escala da imagem). As colônias filhas dentro do parental estão prontas para serem liberadas.

como o Volvox se reproduz?

Volvox pode se reproduzir assexuadamente ou sexualmente. A escolha entre reprodução assexuada e sexual depende das condições em que vivem. A reprodução assexuada ocorre durante o verão em condições favoráveis, o que permite uma rápida expansão da população volvox. A cor da lagoa pode ficar esverdeada devido ao rápido crescimento de volvoxes. Pelo contrário, a reprodução sexual ocorre no final da estação de crescimento.

Volvoxes crescem rapidamente durante as estações quentes.
você pode encontrar colônias Volvox de diferentes tamanhos que representam diferentes estágios do ciclo de vida.
Fonte Da Foto: wiki

a reprodução assexuada de Volvox

Volvox pode se reproduzir assexuadamente formando novas colônias filhas dentro da colônia parental. Essas colônias filhas emergem de células aumentadas na superfície da colônia-mãe, chamada gonidia (singular: gonidium), na extremidade posterior da colônia.

a formação de gonídios no lado interno do Volvox.

Gonídios são células reprodutivas assexuadas. Eles deixam cair seus flagelos; tornam-se arredondados; contêm citoplasma denso e ficam dentro de um saco de geleia que se projeta em direção ao interior da colônia. Cada célula de gonídio se divide repetidamente e produz mais e mais células filhas. Essas células se agrupam e formam uma placa de células em forma de copo. A divisão celular continua e, finalmente, eles formam uma pequena colônia filha esférica, que é suspensa da superfície interna dos pais.

o ciclo de vida assexuado do Volvox.As colônias filhas são originalmente formadas de dentro para fora, com seus flagelos apontando para dentro. Então, eles precisam passar por um processo de inversão. Após a inversão, as colônias filhas continuam crescendo, que são como muitas versões em miniatura dos pais.

uma colônia filha está se virando do avesso para que os flagelos sejam orientados para o exterior da célula.
Fonte Da Foto: microscopy-uk.org.uk quando a colônia parental se rompe e morre, essas colônias filhas escapam. Eles continuam crescendo por divisão celular. Uma colônia parental pode liberar 5-20 filhas. As colônias filhas podem conter pequenas colônias de netas na eclosão.

nascimento de colônias filhas após a desintegração da colônia parental. Você pode ver que essas colônias de “netas” já estão se desenvolvendo!
Fonte Da Foto: microscopy-uk.org.uk

reprodução Sexual de Volvox

algumas espécies de Volvox são monóicas (apenas um sexo), enquanto outras são dióicas (com dois sexos separados). Em formas dióicas, as colônias femininas produzem óvulos especializados e as colônias masculinas produzem pacotes de espermatozóides, ambos na parte posterior das colônias. Os óvulos não têm flagelos e permanecem presos às células vizinhas pelas pontes protoplasmáticas. Os espermatozóides não têm paredes celulares, mas têm dois flagelos. Os espermatozóides maduros se separam da colônia pai e nadam em direção aos óvulos. Quando um espermatozóide fertiliza um óvulo, um hipnozigoto de paredes grossas é formado.

o Hipnozigoto pode permanecer no estágio adormecido ou em repouso por um período de tempo. Se uma lagoa seca ou congela, os estágios dormentes podem sobreviver até melhores condições para o retorno do crescimento. É por isso que a reprodução sexual do Volvox geralmente começa no final do verão.

pacotes de espermatozóides estão se desenvolvendo em uma colônia Volvox masculina.
Fonte Da Foto: microscopy-uk.org.Reino Unido

os óvulos fertilizados desenvolvem-se em hipnozigotos com uma camada protetora dura. Os hipnozigotos são capazes de suportar condições adversas e sobreviverão no inverno.
Fonte Da Foto: microscopy-uk.org.uk

quem descobriu o Volvox?

microscopista Holandês, Antonie van Leeuwenhoek, relatou pela primeira vez as colônias Volvox em 1700. Leeuwenhoek também descobriu muitos outros organismos microscópicos, como rotíferos e paramecia, usando seus microscópios simples.

esquerda: O microscópio simples usado por Antony Van Leeuwenhoek para descobrir os organismos microscópicos. Direita: ilustração de Volvox na carta de Leeuwenhoek datada de 2 de janeiro de 1700.
fonte: minst.org

a evolução do Volvox

os Volvoxes evoluíram de ancestrais Chlamydomonas unicelulares há aproximadamente 200 milhões de anos, durante o período Triássico. Os cientistas ficaram fascinados com a evolução das colônias de Volvox. Eles acreditavam que o segredo de como os organismos multicelulares vieram é de lá. Na verdade, eles encontraram a transição de algas unicelulares para colônias Volvox multicelulares dentro da família de Chlamydomonas.

estudando a árvore genealógica de Chlamydomonas, os cientistas podem identificar a evolução a partir de algas unicelulares para multicelulares colônias de Volvoxes.
Fonte Da Foto: wiki

Volvox é um organismo modelo importante

um organismo modelo é uma espécie que tem sido amplamente estudada na ciência. Normalmente, um organismo modelo é fácil de manter e procriar em um ambiente de laboratório e tem vantagens experimentais particulares. Escherichia coli (uma bactéria), levedura, C. elegans (uma lombriga), mosca da fruta, peixe-zebra e camundongos são todos organismos modelo importantes.

na verdade, o Volvox também é um organismo modelo que ajuda os cientistas a estudar embriogênese, morfogênese e diferenciação celular. Por exemplo, a mudança na forma das células Volvox durante a inversão acontece em um processo análogo à gastrulação animal (um embrião formando seu intestino).

resumo

• Volvoxes crescem como colônias esféricas. Cada colônia pode consistir em 500-50. 000 células.
• Volvox prefere viver em corpos d’água ricos em nutrientes, como lagos, piscinas, canais, valas, etc.
• existem três tipos de células Volvox: células vegetativas, células reprodutivas assexuadas e células reprodutivas sexuais.
• as células vegetativas são células somáticas que formam a concha da bola Volvox. Cada célula vegetativa tem dois flagelos e é anexada uma à outra com fios citoplasmáticos.
• Volvoxes podem se reproduzir assexuadamente e sexualmente. A decisão depende das condições ambientais.
• por reprodução assexuada, as células reprodutivas crescem em colônias filhas dentro da colônia pai. Depois de amadurecer, a colônia filha sai da colônia pai.
• por reprodução sexual, as células reprodutivas femininas e masculinas tornam-se óvulos e espermatozóides. As células fertilizadas formam hipnozigotos que podem sobreviver durante o inverno ou a estação seca.

uma imagem interessante das colônias Volvox e Gloeotrichia no mesmo campo. Gloeotrichia é um grande gênero colonial de cianobactérias. Gloeotrichia cresce em um corpo filamentoso de até ~ 2 mm de tamanho.
Fonte Da Foto: wiki