Alai

Ghidul de studiu de caz Volvox cuprinde clasificare, caracteristici, Volvox la microscop, reproducere (reproducere asexuată și sexuată)

Volvox este o algă planctonică (care plutește liber) de apă dulce. Există aproximativ 20 de specii care aparțin acestor genuri. În regnul vegetal apare ca fiind cel mai frumos și atractiv obiect. Se găsește în apa dulce sub formă de bile verzi de mărimea unui cap de ac. Ele sunt doar vizibile cu ochiul liber, cu un diametru de aproximativ 0,5 mm.

Ghid detaliat cu toate aspectele

Alga, datorită modelului specific de înot, este adesea denumită, alga rulantă. Creșterea sa este frecvent observată în iazurile temporare sau permanente de apă dulce, bălți, șanțuri și, de asemenea, în lacuri. Creșterea este abundentă atunci când temperatura și materia organică sunt disponibile în cantitate suficientă. Înmulțirea sa este atât de frecventă și de abundentă încât apa iazurilor devine verde (water bloom). Primăvara și sezonul ploios sunt perioadele obișnuite de creștere vegetativă activă a acestuia. Odată cu debutul perioadei nefavorabile (vara), alga dispare și trece o perioadă nefavorabilă sub formă de zigot. Volvoxul își face propria hrană prin fotosinteză.

Clasificarea volvoxelor

• Clasa: Alge: Chlorophyceae
• Ordinul: Volvocales
• Subord: Chlamydomonadineae
• Familie: Sphaerellaceae
• Genul: Volvox

Cele mai comune specii de Volvox sunt V, globator, V, aureus; V. prolificus, V. rouseletti, V. merelli.

Caracteristicile Volvox

Corp vegetal (Gametofitul)

Volvox este o algă verde coenobială, {(colonie-corp vegetal nu are un număr fix de celule, de ex. Volvox aureus) (coenobială-corp vegetal care are un număr fix de celule, de ex, Pandorina moruma, numărul de celule este de 4, 8, 16 sau 32. Eudorina unicocca, numărul de celule 16, 32 sau 64)}. Dintre formele mobile, coenobiile de Volvox sunt cele mai mari, foarte diferențiate și bine evoluate alge. Fiecare coenobiu este un corp elipsoid sau sferic gol, cu un strat definit de mucilagiu delicat și precis marcat. Partea interioară a coenobiului este compusă din mucilagiu difluent (apos), în timp ce la periferie celulele sunt dispuse într-un singur strat.

Mișcarea coloniei este determinată de acțiunea comună a flagelilor celulelor individuale. Fiecare coenobiu are un capăt anterior și unul posterior bine definit. Coenobiul prezintă polaritate, se deplasează și se rotește lent, prezentând o cooperare remarcabilă între celulele de la extremitatea anterioară și cea posterioară în cursul mișcării sale. Volvox nu este un individ, ci o asociație de mai multe celule asemănătoare, fiecare dintre ele funcționând ca un individ independent și asigurându-și propria nutriție, respirație și excreție, fără ca celulele să coopereze între ele în aceste funcții. Numărul de celule per coenobiu variază, de exemplu 500-1000 la V. aureus, 1500-20.000 la V. globator și chiar până la aproximativ 60.000 la V. rouseletti.

Structura celulară

Conform cercetărilor, fiecare celulă individuală are identitatea sa. Ea este înconjurată de propriul său înveliș gelatinos, mare, care poate fi în conflict cu învelișurile celulelor învecinate sau poate fi distinctă una de cealaltă. Atunci sunt distincte, ele sunt unghiulare prin compresie reciprocă și au, de obicei, un contur hexagonal. Fig.,2.22. Astfel, o întindere considerabilă de material gelatinos ajută la separarea unei celule de cealaltă celulă. La majoritatea speciilor, fiecare celulă este legată de celulele vecine printr-o serie de fire protoplasmatice sau citoplasmatice (plasmodesme Fig. 2.22) care se stabilesc în cursul diviziunilor celulare și al dezvoltării coloniei. Firele protoplasmatice pot fi subțiri și delicate la V. aureus, rotunde la V. globator; sau în formă de pană la V. mononae, sau pot fi absente ca la V. tertius.

În linii mari, celula individuală a lui Volvox se aseamănă cu cea a lui Chlamydomopas. Fiecare celulă are inserată anterior o pereche de flageli de lungime egală. Ambii flageli sunt de tip „bici”. Flagelul se proiectează în afara suprafeței coenobiului, în apa din jur. În apropierea bazei flagelului sunt prezente două sau mai multe vacuole contractile. Protoplastul are forme diferite în funcție de specie. La V. tertius, la V. aureus protoplastul este rotunjit și de tip Chlamydomonas, în timp ce la V. globator protoplastul este de tip stelat, având cloroplastul difuz și vacuole contractile dispersate.

Volvox Unicelular sau Multicelular

Celulele vegetative ale unei colonii tinere sunt verzi și asemănătoare ca mărime și formă, dar în coloniile mai bătrâne, anumite celule din regiunea posterioară cresc de zece ori; sau mai mult decât dimensiunea celulei normale. Acestea dezvoltă numeroase pirenoide cresc în dimensiune și se comportă ca celule reproductive. Ele pot fi asexuate sau sexuate. În unele cazuri, aceeași colonie poate purta atât celule asexuate, cât și sexuale. În porțiunea anterioară, celulele coloniei rămân doar vegetative și sunt comparativ mai mici. În regiunea anterioară, celulele poartă o pată oculară mai mare. Așadar, o colonie este formată din două tipuri de celule: celule reproductive și celule somatice.

Volvox poate servi ca exemplu pentru primul pas spre coordonarea și diviziunea muncii. O colonie de Volvox poate fi privită ca un tip pluricelular compus din celule puse deoparte pentru îndeplinirea diferitelor funcții. Celulele care îndeplinesc diferite funcții sunt,

• Celule vegetative preocupate de fabricarea hranei și implicate în locomoție,
• Celule asexuate care produc colonii fiice
• Celule sexuale: producând ouă și producând anteridium

Volvox la microscop

Acesta este vederea la microscop a unei colonii de volvox:

Reproducerea Volvox

În contrast cu Chlamydomonas, celulele coloniei de volvox prezintă specializare funcțională. Se reproduce atât pe cale asexuată, cât și pe cale sexuală. La începutul sezonului de creștere (condiții favorabile). reproducerea este asexuată. Din acest motiv, toate coloniile colectate la un moment dat sunt fie asexuate, fie sexuate.

Reproducere asexuată

Reproducerea asexuată are loc la începutul sezonului de creștere, în condiții favorabile. În stadiile timpurii, toate celulele unei colonii sunt asemănătoare, dar, mai târziu, câteva celule din jumătatea posterioară a coloniei stochează hrana și cresc în dimensiuni. Aceste celule foarte mărite sunt celule asexuate specializate, numite gonidii (singular gonidium). Numărul lor variază de la două la cincizeci într-un singur coenobium.

Dezvoltarea coenobiumului fiică din gonidium

Înainte de diviziune, gonidia este ușor împinsă în interiorul coloniei și poate fi distinsă ca un rând de celule vegetative prin dimensiunea mai mare, forma rotunjită, absența flagelilor și a punctului ocular, nucleul proeminent, mai multe pirenoide și citoplasma granulară densă. Fiecare gonidiu se află în interiorul unui înveliș gelatinos globular.

Prima diviziune a protoplastului gonidial este longitudinală, adică în planul antero-posterior al coenobiului. A doua diviziune este, de asemenea, longitudinală și în unghi drept față de prima. Fiecare dintre celulele fiice, astfel formate, se divide din nou longitudinal, astfel încât se formează o placă cu opt celule. Aceasta devine curbată, cu suprafața sa concavă orientată spre exterior. Acest stadiu cu opt celule este cunoscut sub numele de stadiu Plakea. Diviziunile longitudinale simultane ale celulelor fiice continuă pentru mai multe generații de celule (până la 14, 15 sau 16 ori la V. rouseletti).

În stadiul de șaisprezece celule, celulele sunt dispuse în interiorul periferiei unei sfere goale, cu o mică deschidere, phialoporul, spre exteriorul coenobiului părinte. În acest stadiu, toate celulele sunt goale și în contact unele cu altele. Capetele lor anterioare sunt orientate spre centrul sferei. Odată cu progresul invaginării, fialoporul se mărește foarte mult. Pe măsură ce partea posterioară (invaginarea) începe să se îndoaie prin fialopor, marginile sale înconjurătoare se curbează spre spate, care alunecă treptat în jos până când întreaga structură este inversată. Fialoporul, care prezintă acum o serie de pliuri, se închide treptat. Procesul de inversare necesită aproximativ trei până la cinci ore. În unele cazuri anormale, inversiunea nu are loc deloc, așa cum a fost raportat la V. minor.

Celulele coenobiilor fiice încep acum să se separe unele de altele prin dezvoltarea unor porțiuni mucilaginoase (perete celular). Fiecare celulă, în cele din urmă, dobândește o pereche de flageli și o membrană celulară. Colonia fiică (coenobium) este încă reținută în peretele celular părinte care, în cele din urmă, se transformă într-o membrană mucilaginoasă care o înconjoară. Într-o colonie mamă se pot dezvolta simultan mai multe coenobiile fiice. Astfel, ele pot umple regiunea centrală goală a coloniei părintești.

Coenobiile fiice sunt eliberate odată cu moartea și descompunerea coloniei părintești. Uneori, coloniile fiice nu sunt eliberate pentru o durată mai lungă și dezvoltă colonii nepoate. Astfel, pot fi observate până la 2-4 generații de colonii fiice încarcerate într-o singură colonie parentală originală, în special la V. africanus.

Reproducere sexuală

Volvox prezintă un tip avansat de reproducere sexuală de tip oogamus, care are loc prin formarea de anteridii și oogonii. Acestea se pot forma pe același coenobiu (monoic ca la V. globator) sau pe coenobiu diferit (dioic) ca la V. aureus. Speciile monoice sunt protandrice (anteridele se dezvoltă primele), prin urmare, la astfel de specii, fertilizarea va avea loc între anterozoid și ovulul unor plante diferite. Este destul de interesant faptul că coloniile sexuale sunt adesea lipsite de colonii fiice formate asexuat. La un coenobiu, celulele destinate să formeze organul sexual sunt prezente în jumătatea posterioară. Acestea sunt considerate celule specializate. Organele sexuale (gametangia) sunt produse într-un număr mai mic. În timpul formării gametangiei, celula se mărește și se rotunjește și renunță la flageli, dar rămâne legată de alte celule prin fire protoplasmatice fine. Gametangul mascul se numește anteridium, în timp ce femela oogonium.

Protoplastul unui anteridium suferă diviziuni celulare repetate într-un mod similar cu cel observat în dezvoltarea unei celule gonidiale asexuate într-o colonie fiică (adică în stadiul de plakea). Astfel, se formează o masă. de anterozoizi mici, goi, biflagelați, fusiformi, în număr de 16 până la 512 într-un anteridium. Aceștia sunt grupați ca o placă plană, cu excepția V. aureus, unde anterozoizii sunt observați în colonia asexuată. Placa de anterozoizi se disociază și eliberează anterozoizii.

Anterozoid

Care anterozoid este o structură biflagelată, alungită, conică sau fusiformă, cu un singur nucleu și un cloroplast mic de culoare galben-verzui sau verde pal.

Oogonium

Celula oogonială se mărește considerabil și își abandonează flagelii și legăturile protoplasmatice cu celulele vecine. Celula devine rotunjită sau în formă de balon, cu o mare parte din porțiunea sa care se proiectează în interiorul coenobiului. În acest stadiu se numește oogoniu, întreaga porțiune fiind transformată într-un singur ou sferic cu o proeminență în formă de cioc spre o parte. Prin acest capăt, anterozoidul intră în oogoniu. Oul (oosfera) conține un nucleu mare plasat central și un cloroplast parietal cu pirenoide. Este abundent înmagazinat cu substanțe de rezervă, adesea absorbite de la celulele vecine prin filamente protoplasmatice.

Fecundarea

Anterozoizii sunt eliberați în grupuri în momentul fecundării și aceștia rămân intacți până când ajung la ou. Anterozoizii sunt apoi, eliberați. Doar un singur anterozoid fuzionează cu oul și duce la formarea oosporului. Ulterior, oosporul secretă un perete neted sau spinos cu trei straturi. Acesta acumulează o cantitate suficientă de hematocrom (granule de pigment de culoare roșie, probabil de natură xantofilă) care îi conferă un aspect portocaliu. În acest stadiu poate fi numit zigot.

Oosporul și germinarea sa

Peretele exterior, exosporul poate fi neted, (V. globator) sau spinos (V. speematospaera). Stratul mijlociu este mezosporul, iar cel interior este endosporul. Zigotul conține suficient material alimentar de rezervă și alte incluziuni. Astfel, zigotul este reținut de coenobiu, care poate fi eliberat prin dezintegrarea matricei gelatinoase. După eliberare, acesta se depune pe fundul bazinului și poate rămâne viabil timp de mai mulți ani.

La apariția condițiilor favorabile zigotul se dezvoltă în diferite moduri. La V. campensis, nucleul zigotului se divide meiotic și formează patru nuclei, dintre care trei degenerează și unul supraviețuiește: Nucleul supraviețuitor, însoțit de conținutul citoplasmatic, scapă din veziculă. În acest stadiu poate fi desemnat ca swarmer (număr mare sau grup dens, de insecte, celule etc.) înoată liber și se împarte și se reîmpărtășește pentru a forma un nou coenobiu. În timpul germinării, cele două straturi exterioare ale peretelui devin gelatinoase, iar stratul interior formează o veziculă care mai târziu se umple cu protoplastul zigotului. La V. rouseletti și V. minor, protoplastul zigotului se transformă într-un singur zoospor care, prin diviziuni ulterioare, formează un nou coenobiu. Un astfel de coenobiu constă dintr-un număr mai mic de celule care se reproduce asexuat pentru următoarele șase sau mai multe generații, de fiecare dată crescând numărul în generațiile următoare.

Zigotul este singura fază diploidă din ciclul de viață al volvoxului și, prin urmare, corpul principal al plantei este haploid. De aceea, zigotul trebuie să sufere o diviziune de reducere în timpul formării noii colonii.

.