Volvox -Volvox

Volvox
Mikrofoto.de-volvox-4.jpg
Volvox sp.
Wissenschaftliche Klassifikation e
(ohne Rang): Viridiplantae
Stamm: Chlorophyta
Klasse: Chlorophyceen
Befehl: Chlamydomonadales
Familie: Volvocaceae
Gattung: Volvox
L.
Spezies

Volvox aureus
Volvox carteri  ( V. nagariensis )
Volvox globator
Volvox barberi
Volvox rouseletti
Volvox dissipatrix
Volvox tertius

Volvox ist eine polyphyletische Gattung von Chlorophyten- Grünalgen in der Familie der Volvocaceae . Es bildet kugelförmige Kolonien von bis zu 50.000 Zellen. Sie leben in einer Vielzahl von Süßwasserhabitaten und wurden erstmals1700von Antonie van Leeuwenhoek beschrieben . Volvox wich vor etwa 200  Millionen Jahren von einzelligen Vorfahren ab.

Beschreibung

Volvox- Kolonie: 1) Chlamydomonas- ähnliche Zelle, 2) Tochterkolonie, 3) Zytoplasmatische Brücken, 4) Interzelluläres Gel, 5) Fortpflanzungszelle, 6) Somatische Zelle.

Volvox ist eine polyphyletische Gattung in der Gruppe der volvocine Grünalgen. Jede reife Volvox- Kolonie besteht aus bis zu Tausenden von Zellen aus zwei differenzierten Zelltypen: zahlreichen somatischen Flagellaten und einer kleineren Anzahl von somalosen Keimzellen , die in die Oberfläche einer Hohlkugel oder eines Coenobiums eingebettet sind, die eine extrazelluläre Matrix aus Glykoproteine .

Erwachsene somatische Zellen umfassen eine einzelne Schicht mit den Geißeln nach außen zeigen. Die Zellen schwimmen in koordinierter Weise mit unterschiedlichen vorderen und hinteren Polen. Die Zellen haben vordere Augenflecken , die es der Kolonie ermöglichen, in Richtung Licht zu schwimmen. Die Zellen der Kolonien in der basaleren Euvolvox-Klade sind durch dünne Zytoplasmastränge , die als Protoplasmaten bezeichnet werden, miteinander verbunden. Die Zellennummer wird während der Entwicklung festgelegt und hängt von der Anzahl der Teilungsrunden ab.

Reproduktion

Volvox ist fakultativ sexuell und kann sich sowohl sexuell als auch asexuell fortpflanzen. Im Labor wird am häufigsten eine ungeschlechtliche Fortpflanzung beobachtet; die relative Häufigkeit der sexuellen und asexuellen Fortpflanzung in freier Wildbahn ist unbekannt. Der Wechsel von der asexuellen zur sexuellen Fortpflanzung kann durch Umweltbedingungen und durch die Produktion eines geschlechtsinduzierenden Pheromons ausgelöst werden. Austrocknungsresistente diploide Zygoten werden nach erfolgreicher Befruchtung gebildet.

Eine asexuelle Kolonie umfasst sowohl somatische (vegetative) Zellen, die sich nicht vermehren, als auch große, unbewegliche Gonidien im Inneren, die durch wiederholte Teilung neue Kolonien bilden. Bei der sexuellen Fortpflanzung werden zwei Arten von Gameten produziert. Volvox- Arten können einhäusig oder zweihäusig sein . Männliche Kolonien setzen zahlreiche Spermienpakete frei, während sich in weiblichen Kolonien einzelne Zellen zu Oogameten oder Eiern vergrößern.

Kirk und Kirk zeigten, dass die geschlechtsinduzierende Pheromonproduktion in Körperzellen durch einen kurzen Hitzeschock bei ungeschlechtlich wachsenden Organismen ausgelöst werden kann. Die Induktion von Sex durch Hitzeschock wird durch oxidativen Stress vermittelt , der wahrscheinlich auch oxidative DNA-Schäden verursacht. Es wurde vermutet , dass die Umstellung auf den sexuellen Weg der Schlüssel zum Überleben von Umweltbelastungen wie Hitze und Trockenheit ist . In Übereinstimmung mit dieser Idee beinhaltet die Induktion von Sex einen Signalübertragungsweg , der auch bei Volvox durch Verwundung induziert wird.

Kolonieinversion

Die Kolonieinversion ist ein besonderes Merkmal während der Entwicklung in der Ordnung Volvocaceae, das dazu führt, dass neue Kolonien ihre Geißeln nach außen zeigen. Während dieses Prozesses durchlaufen die asexuellen Fortpflanzungszellen (Gonidien) zunächst aufeinanderfolgende Zellteilungen, um einen konkaven bis becherförmigen Embryo oder eine Plakea zu bilden, die aus einer einzigen Zellschicht besteht. Unmittelbar danach ist die Zellschicht im Vergleich zur adulten Konfiguration von innen nach außen – die apikalen Enden der embryonalen Protoplasten, aus denen Geißeln gebildet werden, sind zum Inneren der Plakea ausgerichtet. Dann durchläuft der Embryo eine Inversion, bei der sich die Zellschicht umdreht, um eine kugelförmige Tochterkolonie zu bilden, wobei die apikalen Enden und Geißeln der Tochterprotoplasten außen positioniert sind. Dieser Prozess ermöglicht eine angemessene Fortbewegung von kugelförmigen Kolonien der Volvocaceae. Der Mechanismus der Inversion wurde ausführlich auf zellulärer und molekularer Ebene unter Verwendung der Modellspezies Volvox carteri untersucht .

Embryonale Inversion bei Volvox. (a) Adultes V. globator-Sphäroid, das mehrere Embryonen enthält. (b) Embryo, der eine Typ-A-Inversion durchmacht (zB V. carteri). (c) Embryo, der eine Typ-B-Inversion durchmacht (zB V. globator, V. aureus). (d) Lichtmikroskopische Aufnahme zeigt einen halbdünnen Schnitt eines V. globator-Embryos, der unterschiedliche Zellformen aufweist. (e) Schematische Darstellung von Zellen in der in (d) markierten Region. PC: paddelförmige Zellen, zwei verschiedene Ansichten veranschaulichen die anisotrope Form; SC: spindelförmige Zellen; rote Linie: Position der zytoplasmatischen Brücken (CB). (f) 3D-Renderings eines einzelnen V. globator-Embryos in drei aufeinanderfolgenden Inversionsstadien. (g) Optische Mittelsagittalquerschnitte des Embryos in (f). (h) Nachgezeichnete Zellblattkonturen, die den Abschnitten in (g) überlagert sind, mit farbcodierter Krümmung κ. (i) Rotationsflächen, berechnet aus gemittelten Konturen.

Lebensräume

Volvox ist eine Gattung von Süßwasseralgen, die in Teichen und Gräben, sogar in flachen Pfützen, vorkommt. Nach Charles Joseph Chamberlain ,

„Der günstigste Ort, um danach zu suchen, sind die tieferen Teiche, Lagunen und Gräben, die viel Regenwasser aufnehmen. Es wurde gesagt, dass man dort, wo man Lemna findet , wahrscheinlich Volvox findet ; und es stimmt, dass solche Wasser ist günstig, aber die Schattierung ist ungünstig. Sehen Sie, wo Sie finden Torfmoos , Vaucheria , Alisma , Teich-Schachtelhalm , Utricularia , Typha und Chara . Dr. Nieuwland berichtet , dass Pandorina , Eudorina und Gonium werden üblicherweise als Bestandteile des grünen Abschaum gefunden auf wälzt sich auf Feldern, auf denen Schweine gehalten werden. Der Flagellat Euglena wird oft mit diesen Formen in Verbindung gebracht."

Geschichte

Antonie van Leeuwenhoek berichtete erstmals 1700 von Volvox- Beobachtungen .

Nach einigen Zeichnungen von Henry Baker (1753) würde Linnaeus (1758) die Gattung Volvox mit zwei Arten beschreiben: V. globator und V. chaos . Volvox Chaos ist eine Amöbe, die heute als ' Chaos (Gattung) sp.

Evolution

Vorfahren von Volvox vielzelligen Kolonien zumindest aus einzelnen Zellen überführt bilden 200  Millionen Jahre , während der Trias - Zeit . Eine Schätzung unter Verwendung von DNA-Sequenzen von etwa 45 verschiedenen Arten von Volvocin-Grünalgen, einschließlich Volvox , legt nahe, dass der Übergang von Einzelzellen zu undifferenzierten mehrzelligen Kolonien etwa 35 Millionen Jahre dauerte.

Verweise

Externe Links