Partajarea este grijuliu!

ce este un Volvox? A quick overview

Volvox este un gen de alge verzi. Volvoxele sunt alge unicelulare plutitoare libere,dar de obicei rămân împreună ca colonii sferice (sau bile) de 500-50.000 de celule. Pot trăi într-o varietate de habitate de apă dulce, inclusiv iazuri, bazine și șanțuri. La microscop, volvoxii arată ca niște bile verzi care se rotesc încet, făcându-i unul dintre cele mai adorabile organisme microscopice.

o colonie matură Volvox carteri cu multe colonii fiice în interior sub microscop.
Sursa foto: http://www2.unb.ca/vip/photos.htm

Volvox aureus sub microscop.

Clasificarea Volvox

Volvox este un gen polifiletic de alge verzi Clorofite din familia Volvocaceae. Volvox este clasificat în clasa Chlorophyceae datorită prezenței clorofilei.
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

structura celulară a Volvox

o colonie tipică volvox constă dintr-o sferă goală de celule. Fiecare bilă, sau coenobiu, este formată dintr-un singur strat de celule superficiale Unite. Fiecare celulă este înconjurată de un perete mucilaginos gros, formând un strat gelatinos care ține bila goală împreună. La unele specii volvox, acești pereți mucilaginoși pot umple spațiul intern al sferei.
aceste celule superficiale sunt numite și celule vegetative sau celule somatice. Fiecare celulă vegetativă așezată pe suprafața sferei poartă două flageluri. Acești flageli se confruntă cu partea apei din jur și bat pentru a propulsa întreaga colonie prin apă. Acesta este motivul pentru care un volvox se mișcă ca o minge rulantă.

Volvox este o sferă goală de 500-50.000 de celule, numită colonie sau coenobiu. Mingea goală constă dintr-un strat de celule. Fiecare celulă are o pereche de flageli asemănătoare biciului. Flagelul bate în sincronizare, permițând coloniei de celule să înoate.
imagine modificată din cronodon.

o vedere de aproape a celulelor vegetative de pe suprafața unei colonii Volvox. Două flageluri și un ochi roșii sunt vizibile.
Sursa foto: microscopy-uk.org.uk

în afară de celulele somatice flagelate, o colonie Volvox matură conține, de asemenea, celule germinale reproductive. Numărul de celule germinale este mai mic decât celulele somatice și se localizează în centrul sferei.
în interiorul celulei vegetative, există un nucleu, un cloroplast în formă de cupă, mai multe vacuole contractile (care reglează apa) și alte organite celulare. Fiecare celulă vegetativă are un ochi roșu (stigmat) care poate simți lumina. Volvox, ca și alte alge verzi, este fotosintetic și înoată spre lumină (numită fototaxie) pentru a se menține iluminată. Dacă lumina este prea puternică, volvoxii se îndepărtează și de luminile foarte puternice care le pot deteriora cloroplastele. Mingea Volvox are un front-end preferat, iar celulele din partea din față a sferei au pete oculare mai mari decât restul. Aceste puncte oculare ghidează mișcarea coloniei volvox. Celulele reproductive sunt grupate în partea de odihnă.

o celulă somatică volvox este în formă de pară, cu poli anteriori și posteriori distincți.
Polul anterior posedă o pată de ochi fotosensibilă și două flageluri care fac posibilă colonia să se deplaseze spre lumină. Baza flagelului poartă cloroplaste în formă de cupă unică. Celula Volvox este închisă de un perete celular și o membrană plasmatică. Citoplasma centrală are un nucleu central, 2-3 vacuole contractile, mai multe mitocondrii, reticul endoplasmatic, aparate Golgi (uneori numite dictiozomi în celulele plantelor), ribozomi etc. Vacuolele Contractile acționează ca organe excretoare pentru a regla nivelul apei celulei. Pirenoidul este un organism proteic din cloroplastele algelor care produc și depozitează amidonul. Fiecare celulă a măsurat aproximativ 15-25 mm în lungime.

pentru a coordona mișcarea flagelului între celulele volvox individuale pentru a bate la unison, toate celulele vegetative de la suprafață sunt conectate la vecinii lor cei mai apropiați prin punți protoplasmice. Aceste punți fac ca citoplasma celulelor să fie continuă, ceea ce permite undelor de semnale electrice să se deplaseze în întreaga colonie volvox, declanșând mișcarea flagelului într-o manieră coordonată și controlată. De fapt, joncțiunea celulară funcționează în același mod între celulele noastre musculare cardiace pentru a ne face inima să bată în ansamblu!

celulele individuale Volvox sunt conectate prin fire subțiri de citoplasmă, numite punți protoplasmice. Clusterul celular din centru este un grup de celule germinale reproductive.
Sursa foto: microscopy-uk.org.uk

cum trăiește Volvox?

toate speciile Volvox sunt capabile să-și producă propriile substanțe nutritive prin fotosinteză. Volvoxii sunt verzi, deoarece celulele lor conțin cloroplaste care dețin pigmenții verzi, numiți clorofilă. Moleculele de clorofilă absorb lumina soarelui și o transformă în energie biologică. În același timp, fotosinteza consumă și dioxid de carbon (CO2) și produce oxigen (O2). Datorită activităților asemănătoare plantelor, Volvoxii și toate celelalte alge verzi sunt organisme autotrofe.
Volvoxurile sunt o parte importantă a ecosistemului acvatic. Ele fac parte din lanțul alimentar, ceea ce le face o componentă importantă a produselor alimentare pentru multe organisme acvatice, cum ar fi peștii. Cu toate acestea, creșterea excesivă a Volvox aureus ar putea duce la o înflorire dăunătoare a algelor. O floare de alge este mai frecventă în apele calde cu un conținut ridicat de azot.

floare de alge în Lacul Binder, IA.
credit Foto:: Flickr

cât de mare poate crește un Volvox?

o minge sau colonie volvox este de obicei un grup de 500-50.000 de celule. Aceste colonii au o formă tubulară ovoidă sau sferică, care variază între 100-6000 unktm. O colonie volvox mare ar putea fi la fel de mare ca o dimensiune pinhead.

o colonie Volvox matură are un diametru de aproape 2 mm (o puteți citi din bara de scară a imaginii). Coloniile fiice din interiorul părinților sunt gata să se elibereze.

cum se reproduce Volvox?

Volvox se poate reproduce asexuat sau Sexual. Alegerea dintre reproducerea asexuală și cea sexuală depinde de condițiile în care trăiesc. Reproducerea asexuată are loc în timpul verii în condiții favorabile, care permit o expansiune rapidă a populației volvox. Culoarea iazului poate deveni verzui datorită creșterii rapide a volvoxilor. Dimpotrivă, reproducerea sexuală are loc la sfârșitul sezonului de creștere.

Volvoxele cresc rapid în timpul anotimpurilor calde.
puteți găsi colonii Volvox de diferite dimensiuni care reprezintă diferite etape ale ciclului de viață.
Sursa foto: wiki

reproducerea asexuată a Volvox

Volvox se poate reproduce asexuat prin formarea de noi colonii fiice în interiorul coloniei parentale. Aceste colonii fiice apar din celule mărite de pe suprafața coloniei părinte, numite gonidia (singular: gonidium), la capătul posterior al coloniei.

formarea gonidiei la partea interioară a Volvox.

Gonidiile sunt celule reproductive asexuale. Își aruncă flagelul; devin rotunjite în formă; conțin citoplasmă densă și se află într-un sac de jeleu care se proiectează spre interiorul coloniei. Fiecare celulă gonidium se divide în mod repetat și produce tot mai multe celule fiice. Aceste celule se grupează și formează o placă de celule în formă de cupă. Diviziunea celulară continuă și, în cele din urmă, formează o mică colonie fiică sferică, care este suspendată de suprafața interioară parentală.

ciclul de viață asexuat al Volvox.

coloniile fiice sunt inițial formate în interior, cu flagelul îndreptat spre interior. Deci, trebuie să treacă printr-un proces de inversiune. După inversiune, coloniile fiice continuă să crească, care sunt ca multe versiuni miniaturale ale părintelui.

o colonie fiică se întoarce pe dos, astfel încât flagelul va fi orientat spre exteriorul celulei.
Sursa foto: microscopy-uk.org.uk

când colonia părintească se rupe și moare, aceste colonii fiice scapă. Ele continuă să crească prin diviziunea celulară. O colonie parentală poate elibera 5-20 de fiice. Coloniile fiice pot conține mici colonii de nepoată la eclozare.

nașterea coloniilor fiice după ce colonia părintească se dezintegrează. Puteți vedea că aceste colonii „nepoate” se dezvoltă deja!
Sursa foto: microscopy-uk.org.uk

reproducerea sexuală a Volvox

unele specii Volvox sunt monoeiste (un singur sex), în timp ce altele sunt dioice (cu două sexe separate). În formele dioice, coloniile feminine produc celule ouă specializate, iar coloniile masculine produc pachete de spermatozoizi, ambele la posteriorul coloniilor. Celulele de ou nu au flageli și rămân atașate de celulele vecine prin punțile protoplasmice. Spermatozoizii nu au pereți celulari, dar au doi flageli. Spermatozoizii maturi se detașează de Colonia părinte și înoată spre celulele ouălor. Când o celulă de spermă fertilizează o celulă de ou, se formează un hipnozigot cu pereți groși.

Hipnozigotul poate rămâne în stadiul latent sau în repaus pentru o perioadă de timp. Dacă un iaz se usucă sau îngheață, atunci etapele latente pot supraviețui până la condiții mai bune pentru revenirea creșterii. Acesta este motivul pentru care reproducerea sexuală a Volvox începe de obicei la sfârșitul verii.

pachetele de celule spermatice se dezvoltă într-o colonie Volvox masculină.
Sursa foto: microscopy-uk.org.uk

ovulele fertilizate se dezvoltă în hipnozigoți cu un strat protector dur. Hipnozigoții sunt capabili să reziste condițiilor dure și vor supraviețui iarna.
Sursa foto: microscopy-uk.org.uk

cine l-a descoperit pe Volvox?

microscopistul olandez, Antonie van Leeuwenhoek, a raportat pentru prima dată coloniile Volvox în 1700. Leeuwenhoek a descoperit, de asemenea, multe alte organisme microscopice, cum ar fi rotiferele și paramecia, folosind microscoapele sale simple.

stânga: Microscopul simplu folosit de Antony Van Leeuwenhoek pentru a descoperi organismele microscopice. Dreapta: ilustrare a lui Volvox în scrisoarea lui Leeuwenhoek din 2 ianuarie 1700.
Sursa: minst.org

evoluția Volvoxului

Volvox a evoluat de la strămoșii Chlamydomonas cu un singur celular în urmă cu aproximativ 200 de milioane de ani, în perioada triasică. Oamenii de știință au fost fascinați de evoluția coloniilor Volvox. Ei credeau că secretul modului în care provin organismele multicelulare este acolo. De fapt, au găsit tranziția de la algele unicelulare la coloniile Volvox multicelulare din familia Chlamydomonas.

studiind arborele genealogic al Chlamydomonas, oamenii de știință pot identifica evoluția de la algele unicelulare la coloniile multicelulare de Volvoxes.
Sursa foto: wiki

Volvox este un organism model important

un organism model este o specie care a fost studiată pe scară largă în știință. De obicei, un organism model este ușor de întreținut și de reprodus într-un cadru de laborator și are avantaje experimentale deosebite. Escherichia coli( o bacterie), drojdie, C. elegans (un vierme rotund), muscă de fructe, pește zebră și șoareci sunt toate organisme model importante.

de fapt, Volvox este, de asemenea, un organism model care îi ajută pe oamenii de știință să studieze embriogeneza, morfogeneza și diferențierea celulară. De exemplu, schimbarea formei celulei Volvox în timpul inversării are loc într-un proces Analog gastrulării animalelor (un embrion care își formează intestinul).

rezumat

• Volvoxii cresc ca colonii sferice. Fiecare colonie poate consta din 500-50.000 de celule.
• Volvox preferă să trăiască în corpuri de apă bogate în nutrienți, cum ar fi Lacuri, Bazine, canale, șanțuri etc.
• există trei tipuri de celule Volvox: celule vegetative, celule reproductive asexuale și celule reproductive sexuale.
• celulele Vegetative sunt celule somatice care formează coaja bilei Volvox. Fiecare celulă vegetativă are două flageluri și este atașată una de cealaltă cu fire citoplasmatice.
• Volvoxele se pot reproduce atât asexuat, cât și Sexual. Decizia depinde de condițiile de mediu.
• prin reproducere asexuată, celulele reproductive cresc în colonii fiice în cadrul coloniei părinte. După maturare, Colonia fiică iese din colonia părinte.
• prin reproducere sexuală, celulele reproductive feminine și masculine devin ovule și spermatozoizi. Celulele fertilizate formează hipnozigote care pot supraviețui în timpul iernii sau sezonului uscat.

o imagine interesantă a coloniilor Volvox și Gloeotrichia din același domeniu. Gloeotrichia este un gen colonial mare de cianobacterii. Gloeotrichia crește într-un corp filamentos de până la ~ 2 mm.
Sursa foto: wiki