delning är omtänksam!

Vad är en Volvox? En snabb översikt

Volvox är ett släkte av gröna alger. Volvoxes är fritt flytande encelliga alger men håller sig vanligtvis tillsammans som sfäriska kolonier (eller bollar) på 500-50 000 celler. De kan leva i en mängd olika sötvatten livsmiljöer, inklusive dammar, pooler och diken. Under ett mikroskop ser volvoxes ut som gröna kulor som långsamt roterar, vilket gör dem till en av de mest bedårande mikroskopiska organismerna.

en mogen Volvox carteri-koloni med många dotterkolonier inuti under ett mikroskop.
fotokälla: http://www2.unb.ca/vip/photos.htm

Volvox aureus under mikroskopet.

klassificering av Volvox

Volvox är ett polyfyletiskt släkte av Klorofytgröna alger i familjen Volvocaceae. Volvox klassificeras i klassen Chlorophyceae på grund av närvaron av klorofyll.
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

cellstrukturen för Volvox

en typisk volvox-koloni består av en ihålig cellsfär. Varje boll, eller coenobium, bildas av ett enda lager av ytliga celler sammanfogade. Varje cell är omgiven av en tjock mucilaginös vägg som bildar ett gelatinöst skikt som håller den ihåliga bollen ihop. I vissa volvox-arter kan dessa mucilaginösa väggar fylla sfärens inre utrymme.
dessa ytliga celler kallas också vegetativa celler eller somatiska celler. Varje vegetativ cell som sitter på ytan av sfären bär två flagella. Dessa flageller vetter mot sidan av det omgivande vattnet och slår för att driva hela kolonin genom vattnet. Det är därför en volvox rör sig som en rullande boll.

Volvox är en ihålig sfär av 500-50 000 celler, kallad en koloni eller coenobium. Den ihåliga bollen består av ett lager av celler. Varje cell har ett par piskliknande flagella. Flagellen slog i synkronisering, så att kolonin av celler kan simma.
bild modifierad från cronodon.

en nära bild av vegetativa celler på ytan av en Volvox koloni. Två flageller och en röd ögonfläck är synliga.
fotokälla: microscopy-uk.org.uk

förutom flagellerade somatiska celler innehåller en mogen Volvox-koloni också reproduktiva könsceller. Antalet bakterieceller är mindre än somatiska celler och lokaliseras i mitten av sfären.
inuti den vegetativa cellen finns en kärna, en koppformad kloroplast, flera kontraktila vakuoler (vattenreglerande) och andra cellorganeller. Varje vegetativ cell har en röd ögonfläck (stigma) som kan känna av ljus. Volvox, som andra gröna alger, är fotosyntetisk och det simmar mot ljuset (kallas phototaxis) för att hålla sig upplyst. Om ljuset är för starkt flyttar volvoxes också bort från mycket starka ljus som kan skada deras kloroplaster. Volvox-bollen har en föredragen front-end och celler i sfärens framsida har större ögonfläckar än resten. Dessa ögonfläckar styr rörelsen för volvox-kolonin. De reproduktiva cellerna är grupperade på resten.

en volvox somatisk cell är päronformad med distinkta främre och bakre poler.
den främre Polen har en ljuskänslig ögonfläck och två flageller som gör det möjligt för kolonin att röra sig mot ljuset. Flagellens bas har enstaka koppformade kloroplaster. Volvox cell är innesluten av en cellvägg och plasmamembran. Den centrala cytoplasman har en central kärna, 2-3 kontraktila vakuoler, flera mitokondrier, endoplasmatisk retikulum, Golgi-apparat (ibland kallad diktyosomer i växtceller), ribosomer etc. Kontraktila vakuoler fungerar som utsöndringsorgan för att reglera cellens vattennivå. Pyrenoid är en proteinkropp i kloroplasterna av alger som producerar och lagrar stärkelse. Varje cell mättes ca 15-25 occurm i längd.

för att samordna rörelsen av flagella mellan enskilda volvox-celler för att slå ihop, är alla vegetativa celler på ytan anslutna till sina närmaste grannar med protoplasmiska broar. Dessa broar gör alla cellernas cytoplasma kontinuerliga, vilket gör att vågor av elektriska signaler kan färdas genom volvox-kolonin, vilket utlöser flagellarörelse på ett samordnat och kontrollerat sätt. Faktum är att cellkorsningen fungerar på samma sätt mellan våra hjärtmuskelceller för att få vårt hjärta att slå som helhet!

de enskilda Volvox-cellerna är förbundna med tunna strängar av cytoplasma, kallade protoplasmiska broar. Cellklustret i mitten är en grupp reproduktiva bakterieceller.
fotokälla: microscopy-uk.org.uk

hur lever Volvox?

alla Volvox-arter kan skapa sina egna näringsämnen genom fotosyntes. Volvoxer är gröna eftersom deras celler innehåller kloroplaster som håller de gröna pigmenten, kallad klorofyll. Klorofyllmolekylerna absorberar solljuset och omvandlar det till biologisk energi. Samtidigt förbrukar fotosyntes också koldioxid (CO2) och producerar syre (O2). På grund av de växtliknande aktiviteterna är Volvoxer och alla andra gröna alger autotrofa organismer.
Volvoxes är en viktig del av det akvatiska ekosystemet. De är en del av livsmedelskedjan vilket gör dem till en viktig del av livsmedlen för många vattenlevande organismer som fisk. Emellertid kan överväxten av Volvox aureus resultera i en skadlig algblomning. En algblomning är vanligare i varmt vatten med hög kvävehalt.

algblomning i Lake Binder, IA.
Fotokredit:: Flickr

hur stor en Volvox kan växa?

en volvox-boll eller koloni är vanligtvis ett kluster av 500-50 000 celler. Dessa kolonier har en ovoid eller sfärisk ihålig form som sträcker sig från 100-6000 kcal. En stor volvox koloni kan vara lika stor som en knappnålshuvud storlek.

en mogen Volvox-koloni är nästan 2 mm i diameter (du kan läsa den från bildens skalfält). Dotterkolonierna inuti föräldern är redo att släppa.

hur reproducerar Volvox?

Volvox kan reproducera asexuellt eller sexuellt. Valet mellan asexuell och sexuell reproduktion beror på förhållandena där de bor. Asexuell reproduktion sker under sommaren under gynnsamma förhållanden, vilket möjliggör en snabb expansion av volvox-befolkningen. Dammens färg kan bli grön på grund av den snabba tillväxten av volvoxer. Tvärtom sker sexuell reproduktion i slutet av växtsäsongen.

Volvoxes växer snabbt under varma årstider.
du kan hitta Volvox kolonier av olika storlekar som representerar olika stadier av livscykeln.
fotokälla: wiki

asexuell reproduktion av Volvox

Volvox kan reproducera asexuellt genom att bilda nya dotterkolonier inuti föräldrakolonin. Dessa dotterkolonier kommer från förstorade celler på ytan av moderkolonin, kallad gonidia (singular: gonidium), i den bakre änden av kolonin.

bildandet av gonidia på insidan av Volvox.

Gonidia är asexuella reproduktionsceller. De släpper sin flagella; blir rundade i form; innehåller tät cytoplasma och ligger i en jelly sac som skjuter ut mot insidan av kolonin. Varje gonidiumcell delar sig upprepade gånger och producerar fler och fler dotterceller. Dessa celler grupperar upp och bildar en koppformad platta av celler. Celldelningen fortsätter och slutligen bildar de en liten sfärisk dotterkoloni, som är upphängd från föräldrarnas inre yta.

den asexuella livscykeln för Volvox.

dotterkolonierna bildas ursprungligen inifrån och ut, med deras flagella pekande inåt. Så, de måste genomgå en inversionsprocess. Efter inversion fortsätter dotterkolonierna att växa, som är som många miniatyrversioner av föräldern.

en dotterkoloni vänder sig inifrån och ut så att flagellen kommer att orienteras mot utsidan av cellen.
fotokälla: microscopy-uk.org.uk

när föräldrakolonin brister och dör, flyr dessa dotterkolonier. De fortsätter att växa genom celldelning. En föräldrakoloni kan släppa 5-20 döttrar. Dotterkolonier kan innehålla små barnbarnskolonier vid kläckning.

födelse av dotterkolonier efter föräldrakolonin sönderfaller. Du kan se dessa” barnbarn ” kolonier utvecklas redan!
fotokälla: microscopy-uk.org.uk

sexuell reproduktion av Volvox

vissa Volvox-arter är monoecious (endast ett kön) medan andra är dioecious (med två separata kön). I dioecious former producerar kvinnliga kolonier specialiserade äggceller och manliga kolonier producerar paket av spermatozoider, båda på baksidan av kolonierna. Äggceller saknar flagella och förblir fästa vid angränsande celler av protoplasmiska broar. Spermceller saknar cellväggar men har två flageller. Mogna spermier lossnar från moderkolonin och simmar mot äggceller. När en spermiecell befruktar en äggcell bildas en tjockväggig hypnozygot.

Hypnozygote kan stanna i vilande eller vilande stadium under en tidsperiod. Om en damm torkar eller fryser, kan de vilande stadierna överleva tills bättre förutsättningar för tillväxtavkastning. Det är därför den sexuella reproduktionen av Volvox vanligtvis börjar i slutet av sommaren.

paket av spermier utvecklas i en manlig Volvox-koloni.
fotokälla: microscopy-uk.org.uk

befruktade äggceller utvecklas till hypnozygoter med ett hårt skyddande skikt. Hypnozygoter klarar svåra förhållanden och kommer att överleva på vintern.
fotokälla: microscopy-uk.org.uk

vem upptäckte Volvox?

holländsk mikroskopist, Antonie van Leeuwenhoek, rapporterade först Volvox-kolonierna 1700. Leeuwenhoek upptäckte också många andra mikroskopiska organismer, såsom roterare och paramecia, genom att använda sina enkla mikroskop.

vänster: Det enkla mikroskopet som används av Antony Van Leeuwenhoek för att upptäcka de mikroskopiska organismerna. Höger: Illustration av Volvox i Leeuwenhoeks brev daterat 2 januari 1700.
källa: minst.org

utvecklingen av Volvox

Volvoxes utvecklades från encelliga Chlamydomonas förfäder för cirka 200 miljoner år sedan, under Triasperioden. Forskare fascinerades av utvecklingen av Volvox-kolonier. De trodde hemligheten med hur multicellulära organismer kom ifrån är där. Faktum är att de hittade övergången från encelliga alger till multicellulära Volvoxkolonier inom familjen Chlamydomonas.

genom att studera klamydomonas släktträd kan forskare identifiera utvecklingen från encelliga alger till flercelliga kolonier av Volvoxer.
fotokälla: wiki

Volvox är en viktig modellorganisme

en modellorganisme är en art som har studerats allmänt inom vetenskapen. Vanligtvis är en modellorganisme lätt att underhålla och odla i laboratoriemiljö och har särskilda experimentella fördelar. Escherichia coli (en bakterie), jäst, C. elegans (en rundmask), fruktfluga, zebrafisk och möss är alla viktiga modellorganismer.

faktum är att Volvox också är en modellorganisme som hjälper forskare att studera embryogenes, morfogenes och cellulär differentiering. Till exempel sker förändringen i Volvox-cellform under inversion i en process som är analog med djurgastrulation (ett embryo som bildar tarmen).

sammanfattning

• Volvoxes växer som sfäriska kolonier. Varje koloni kan bestå av 500-50 000 celler.
• Volvox föredrar att leva i näringsrika vattenkroppar som sjöar, pooler, kanaler, diken etc.
• det finns tre typer av Volvox-celler: vegetativa celler, asexuella reproduktionsceller och sexuella reproduktionsceller.
• vegetativa celler är somatiska celler som bildar skalet av Volvox ball. Varje vegetativ cell har två flagella och är fäst vid varandra med cytoplasmatiska strängar.
• Volvoxes kan reproducera både asexuellt och sexuellt. Beslutet beror på miljöförhållandena.
• genom asexuell reproduktion växer reproduktionsceller till dotterkolonier inom moderkolonin. Efter mognad kommer dotterkolonin ut från moderkolonin.
• genom sexuell reproduktion blir kvinnliga och manliga reproduktionsceller ägg-och spermier. Befruktade celler bildar hypnozygoter som kan överleva under vintern eller torrsäsongen.

en intressant bild av både Volvox och Gloeotrichia kolonier i samma fält. Gloeotrichia är ett stort kolonialt släkt av cyanobakterier. Gloeotrichia växer i en filamentös kropp upp till ~ 2 mm i storlek.
fotokälla: wiki