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Guia de Estudo de Caso Volvox Cobre Classificação, Características, Volvox Sob Microscópio, Reprodução (Reprodução assexual e sexual)

Volvox é uma alga planctónica (free-floating) de água doce. Há cerca de 20 espécies pertencentes a estes gêneros. No reino vegetal ela aparece como o objeto mais bonito e atraente. Ela é encontrada em água doce como bolas verdes de tamanho de cabeça de alfinete. Elas são apenas visíveis a olho nu, cerca de 0,5 mm. de diâmetro.

Guia Detalhada Com Todos os Aspectos

A alga devido ao padrão de natação específico é frequentemente referida como, alga rolante. O seu crescimento é frequentemente observado nas lagoas temporárias ou permanentes de água doce, piscinas, valas e também nos lagos. O seu crescimento é abundante quando a temperatura e a matéria orgânica estão disponíveis em quantidade suficiente. A sua multiplicação é tão frequente e abundante que a água das lagoas se torna verde (floração da água). A primavera e as estações chuvosas são os períodos habituais do seu crescimento vegetativo ativo. Com o início do período desfavorável (verão) a alga desaparece e passa um período desfavorável em forma de zigoto. O volvox faz o seu próprio alimento por fotossíntese.

Volvox Classificação

• Classe: Chlorophyceae
• Ordem: Volvocales
• Sub-ordem: Chlamydomonadineae
• Família: Sphaerellaceae
• Género: Volvox

As espécies mais comuns de Volvox são V, globator, V, aureus; V. prolificus, V. rouseletti, V. merelli.

Volvox Characteristics

Plant Body (The Gametophyte)

Volvox é uma alga verde coenobial, {(colony-plant body don’t have fixed number of cells e.g. Volvox aureus) (coenobium-plant body having fixed number of cells, e.g, Pandorina moruma, o número de células é 4, 8, 16 ou 32. Eudorina unicocca, número de células 16, 32 ou 64)}. Entre as formas móveis o coenobium da Volvox são as maiores, altamente diferenciadas e bem evoluídas algas. Cada coenobium é um corpo elipsóide ou esfera oca com uma camada definida de mucilagem delicada exatamente marcada. A parte interior do coenobium é composta de mucilagem difusa (aquosa), enquanto as células são dispostas numa única camada na periferia.

O movimento da colónia é provocado pela acção conjunta do flagelo das células individuais. Cada coenobium tem uma extremidade anterior e uma extremidade posterior definidas. O coenobium mostra polaridade, move-se e gira lentamente, mostrando uma notável cooperação entre as células das extremidades anterior e posterior no decorrer do seu movimento. Volvox não é um indivíduo, mas uma associação de várias células semelhantes, das quais cada função é como um indivíduo independente e realiza a sua própria nutrição, respiração e excreção e não mostra nenhuma cooperação entre as células nestas funções. O número de células por coenóbio varia por exemplo 500-1000 em V. aureus, 1500-20.000 em V. globator e até aproximadamente 60.000 em V. rouseletti.

Estrutura Celular

De acordo com a pesquisa, cada célula individual tem sua identidade. Ela está rodeada pela sua própria bainha gelatinosa, que pode estar em conflito com as bainhas das células adjacentes ou pode ser distinta umas das outras. Então elas são distintas, são angulares por compressão mútua e geralmente são hexagonais em contorno. Fig.,2.22. Assim, uma considerável extensão de material gelatinoso ajuda na separação de uma célula da outra. Na maioria das espécies, cada célula está ligada às células vizinhas por uma série de fios protoplasmáticos ou citoplasmáticos (plasmodesmae Fig. 2.22) estabelecidos durante o curso das divisões celulares e do desenvolvimento da colónia. Os filamentos protoplasmáticos podem ser finos e delicados em V. aureus, redondos em V. globator; ou em forma de cunha em V. mononae, ou podem estar ausentes como em V. tertius.

Em contorno a célula individual de Volvox assemelha-se a Chlamydomopas. Cada célula tem inserido anteriormente um par de flagelos de igual comprimento. Ambos os flagelos são do tipo chicotada. O flagelo projecta-se fora da superfície do coenobium para a água circundante. Perto da base do flagelo estão presentes dois ou mais buracos de vacúolos contráteis. O protóplast é de diferentes formas, dependendo da espécie. Em V. tertius protoplast em V. aureus é do tipo arredondado e Chlamydomonas, enquanto que em V. globator protoplast é do tipo estrelado tendo cloroplasto difuso e vacúolos contráteis dispersos.

Volvox Unicelular ou Multicelular

Células vegetativas de uma colónia jovem são verdes e semelhantes em tamanho e forma, mas nas colónias mais antigas, certas células da região posterior aumentam dez vezes; ou mais o tamanho da célula normal. Elas desenvolvem numerosas pirenóides que aumentam de tamanho e se comportam como células reprodutivas. Elas podem ser assexuadas ou sexuais. Em alguns casos, a mesma colónia pode conter tanto células assexuadas como sexuais. Na porção anterior, as células da colónia permanecem apenas vegetativas e comparativamente menores. Na região anterior, as células têm uma mancha ocular maior. Assim, uma colónia consiste em dois tipos de células: células reprodutivas e células somáticas.

Volvox pode servir de exemplo para o primeiro passo em direcção à coordenação e divisão do trabalho. Uma colónia de Volvox pode ser considerada como um tipo multicelular composto por células separadas para o desempenho de várias funções. As células que desempenham diferentes funções são,

• Células vegetativas envolvidas na produção de alimentos,
• Células assexuadas que produzem colónias filhas,
• Células sexuais: produzindo ovos, e produzindo anteridium

Volvox Under Microscope

Below é a visão microscópica de uma colónia de volvox:

Volvox Reprodução

Em contraste com Chlamydomonas, as células da colónia Volvox mostram especialização funcional. Reproduz-se tanto assexualmente como sexualmente. No início da época de crescimento (condições favoráveis). a reprodução é assexuada. É por esta razão que todas as colónias recolhidas de cada vez são assexuadas ou sexuais.

Reprodução assexuada

A reprodução assexuada ocorre no início da época de crescimento em condições favoráveis. Nas fases iniciais, todas as células de uma colónia são iguais mas, mais tarde, algumas células na metade posterior da colónia armazenam o alimento e aumentam de tamanho. Estas células muito aumentadas são células assexuadas especializadas, chamadas gonídeas (gonidium singular). O seu número varia de duas a cinquenta num único coenóbio.

Desenvolvimento da Filha Coenóbio de Gonídio

Prior à divisão, os gonídios são ligeiramente empurrados para o interior da colónia e podem ser distinguidos como uma fila de células vegetativas pelo seu maior tamanho, forma arredondada, ausência de flagelo e mancha ocular, núcleo proeminente, várias pirenóides e citoplasma granular denso. Cada gonídio encontra-se dentro de uma bainha gelatinosa globular.

A primeira divisão do protoplasto gonidial é longitudinal ou seja, plano anterio-posterior do coenóbio. A segunda divisão é também longitudinal e em ângulo reto em relação à primeira. Cada uma das células filhas, assim formadas, divide novamente em comprimento para que se forme uma placa de oito células. Ela é curvada com a sua superfície côncava virada para o exterior. Este estágio de oito células é conhecido como estágio Plakea. As divisões longitudinais simultâneas das células filhas continuam por várias gerações de células (até 14, 15 ou 16 vezes em V. rouseletti).

No estágio de dezesseis células, as células são dispostas dentro da periferia de uma esfera oca, com uma pequena abertura, o frasco para o exterior do coenobium pai. Nesta fase, todas as células estão nuas e em contacto umas com as outras. As suas extremidades anteriores estão viradas para o centro da esfera. Com o progresso da invaginação, o frasco se amplia muito. À medida que a porção posterior (invaginação) começa a empurrar através do frasco, suas bordas ao redor são enroladas para trás que gradualmente deslizam para baixo até que toda a estrutura seja invertida. O frasco que agora mostra uma série de dobras torna-se gradualmente fechado. O processo de inversão requer cerca de três a cinco horas. Em alguns casos anormais, a inversão não ocorre de todo como relatado em V. minor.

As células da filha coenobium agora começam a se separar umas das outras pelo desenvolvimento de porções mucilaginosas (parede celular). Cada célula, finalmente, adquire um par de flagelos e uma membrana celular. A colônia filha (coenobium) ainda é retida dentro da parede celular mãe, que eventualmente se desenvolve em uma membrana mucilaginosa ao seu redor. Várias coenóbias filhas podem se desenvolver simultaneamente em uma colônia de pais. Assim, podem preencher a região oca média da colónia-mãe.

As coenóbias filhas são libertadas com a morte e decadência da colónia-mãe. Por vezes as colónias filhas não são libertadas por mais tempo e desenvolvem colónias de netas. Assim, até 2-4 gerações de colónias filhas aprisionadas podem ser vistas numa colónia parental original, especialmente em V. africanus.

Reprodução Sexual

Volvox mostra um tipo avançado de reprodução sexual oogâmica que ocorre através da formação de anterídio e oogonia. Elas podem ser formadas no mesmo coenobium (monocious) que em V. globator ou em diferentes coenobium (dioecious) como em V. aureus. As espécies monóicas são protandrous (anterídios desenvolvem-se primeiro), portanto, nestas espécies a fertilização ocorrerá entre o anterozóide e o óvulo de diferentes plantas. É bastante interessante que as colônias sexuais são frequentemente desprovidas de colônias filhas formadas assexuadamente. Em um coenobium, as células destinadas a formar órgão sexual estão presentes na metade posterior. Elas são consideradas como células especializadas. Os órgãos sexuais (gametangia) são produzidos em menor número. Durante a formação da gametangia, a célula torna-se aumentada e arredondada e descarta o flagelo, mas permanece ligada a outras células através de finos fios protoplasmáticos. O gametângtum masculino é chamado de anteridium enquanto oogônio feminino.

O protoplasto de um anteridium sofre repetidas divisões celulares de um modo semelhante ao observado no desenvolvimento de uma célula gonidial assexuada em uma colônia filha (ou seja, estágio de plakea). Assim, uma massa. de pequenos anterozóides biflagelados, biflagelados e fusiformes, em número de 16 a 512 em um anteridium é formada. Estes são agrupados como uma placa plana exceto em V. aureus onde os anterozóides são vistos em uma colônia assexuada. A placa de anterozóides dissocia e liberta os anterozóides.

Anterozóide

Cada anterozóide uma estrutura biflagelada, alongada, cónica ou fusiforme com um único núcleo e um pequeno cloroplasto amarelo esverdeado ou verde pálido.

Oogónio

A célula oogonial aumenta consideravelmente e descarta as suas ligações flagelares e protoplasmáticas com as células vizinhas. A célula torna-se redonda ou em forma de frasco com grande parte de sua porção se projetando no interior do coenobium. Nesta fase é chamado oogônio, cuja porção inteira é convertida em um único ovo esférico com uma protuberância em forma de bico para um lado. Através desta extremidade o anterozoide entra no oogônio. O ovo (oosfera) contém um grande núcleo centralmente colocado e um cloroplasto parietal com pirenóides. É abundantemente armazenado com substâncias de reserva frequentemente absorvidas das células vizinhas através de cordões protoplasmáticos.

Fertilização

Os anterozóides são liberados em grupos no momento da fertilização e estes permanecem intactos até atingirem o ovo. Os anterozóides são então, libertados. Apenas um anterozóide se funde com o óvulo e resulta na formação de oospore. O oósporo segrega posteriormente uma parede lisa ou espinhosa de três camadas. Ele acumula hematocromo suficiente (grânulos de pigmento vermelho provavelmente xantofila na natureza) o que lhe dá uma aparência de cor laranja. Neste estágio ele pode ser chamado zigoto.

Oospore e sua Germinação

A parede externa, exospore pode ser lisa, (V. globator) ou espinhosa (V. speematospaera). A camada intermediária é mesoesporo e a interna é endosporo. O zigoto contém material alimentar de reserva suficiente e outras inclusões. Assim, o zigoto é retido pelo coenobium que pode ser liberado pela desintegração da matriz gelatinosa. Após a liberação, ele se instala no fundo da piscina e pode permanecer viável por vários anos.

No início das condições favoráveis, o zigoto desenvolve-se de diferentes formas. Em V. campensis o núcleo zigoto divide meioticamente e forma quatro núcleos, três deles degeneram e um sobrevive: O núcleo sobrevivido acompanhado de conteúdo citoplasmático escapa da vesícula. Nesta fase pode ser designado como enxameador (grande número ou grupo denso, de insetos, células, etc.) nada livremente e se divide e re-divide-se para formar um novo coenobium. Durante a germinação, duas camadas externas da parede tornam-se gelatinosas e a camada interna forma vesículas que mais tarde são preenchidas com o protoplasto de zigoto. Em V. rouseletti e V. minor, o protoplasto do zigoto é convertido em um único zoósporo que, por divisões adicionais, forma um novo coenobium. Tal coenobium consiste de um número menor de células que se reproduz assexuadamente pelas próximas seis ou mais gerações, aumentando sempre o número nas gerações seguintes.

Zigoto é a única fase diplóide no ciclo de vida da Volvox e, portanto, o corpo principal da planta é haplóide. É por isso que o zigoto tem que sofrer uma divisão de redução durante a formação de uma nova colónia.