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volvox

Volvox es un género polifilético de algas verdes clorofitas de la familia Volvocaceae . Las especies de Volvox forman colonias esféricasde hasta 50.000 células, y por este motivo a veces se les llama algas globo . Viven en una variedad de hábitats de agua dulce y fueron reportados por primera vez por Antonie van Leeuwenhoek en 1700. Volvox se separó de sus ancestros unicelulares hace aproximadamente 200 millones de años . [1]

Descripción

Colonia Volvox : 1) Célula similar a Chlamydomonas , 2) Colonia hija, 3) Puentes citoplasmáticos, 4) Gel intercelular, 5) Célula reproductiva, 6) Célula somática.

Volvox es un género polifilético del clado de algas verdes volvocinas. [2] Cada colonia madura de Volvox está compuesta por hasta miles de células de dos tipos celulares diferenciados: numerosas células somáticas flageladas y un número menor de células germinales carentes de soma que están incrustadas en la superficie de una esfera hueca o cenobium que contiene un extracelular. matriz [1] hecha de glicoproteínas . [3]

Las células somáticas adultas comprenden una sola capa con los flagelos hacia afuera. Las células nadan de forma coordinada, con polos anterior y posterior distintos. Las células tienen manchas oculares anteriores que permiten a la colonia nadar hacia la luz. Las células de las colonias del clado más basal de Euvolvox están interconectadas por finas hebras de citoplasma , llamadas protoplasmatos. [4] El número de celda se especifica durante el desarrollo y depende del número de rondas de división. [2]

Reproducción

Volvox es facultativamente sexual y puede reproducirse tanto sexual como asexualmente. En el laboratorio, la reproducción asexual se observa con mayor frecuencia; Se desconocen las frecuencias relativas de reproducción sexual y asexual en la naturaleza. El cambio de la reproducción asexual a la sexual puede ser provocado por las condiciones ambientales [5] y por la producción de una feromona que induce el sexo. [6] Los cigotos diploides resistentes a la desecación se producen después de una fertilización exitosa.

Una colonia asexual incluye tanto células somáticas (vegetativas), que no se reproducen, como gonidios grandes e inmóviles en el interior, que producen nuevas colonias asexualmente mediante divisiones repetidas. En la reproducción sexual se producen dos tipos de gametos . Las especies de Volvox pueden ser monoicas o dioicas . Las colonias masculinas liberan numerosos paquetes de esperma, mientras que en las colonias femeninas las células individuales se agrandan hasta convertirse en oogametos u óvulos. [2] [7]

Kirk y Kirk [8] demostraron que la producción de feromonas inductoras del sexo puede desencadenarse en células somáticas mediante un breve choque térmico administrado a organismos en crecimiento asexual. La inducción del sexo por choque térmico está mediada por el estrés oxidativo que probablemente también causa daño oxidativo al ADN. [5] [9] Se ha sugerido que cambiar a la vía sexual es la clave para sobrevivir al estrés ambiental que incluye el calor y la sequía . [10] De acuerdo con esta idea, la inducción del sexo implica una vía de transducción de señales que también se induce en Volvox mediante una herida. [10]

inversión de colonias

La inversión de colonias es una característica especial durante el desarrollo en el orden Volvocaceae que da como resultado que las nuevas colonias tengan los flagelos hacia afuera. Durante este proceso, las células reproductivas asexuales (gonidia) experimentan primero divisiones celulares sucesivas para formar un embrión o placa con forma de cóncava a copa compuesto por una sola capa de células. Inmediatamente después, la capa de células está al revés en comparación con la configuración adulta: los extremos apicales de los protoplastos embrionarios a partir de los cuales se forman los flagelos están orientados hacia el interior de la placa. Luego, el embrión sufre una inversión, durante la cual la capa de células se invierte para formar una colonia hija esferoidal con los extremos apicales y los flagelos de los protoplastos hijos colocados afuera. Este proceso permite la locomoción adecuada de colonias esferoidales de Volvocaceae. El mecanismo de inversión se ha investigado exhaustivamente a nivel celular y molecular utilizando la especie modelo Volvox carteri . [11]

Inversión embrionaria en Volvox. (a) Esferoide adulto de V. globator que contiene múltiples embriones. (b) Embrión en inversión tipo A (p. ej., V. carteri). (c) Embrión en inversión tipo B (p. ej., V. globator, V. aureus). (d) La micrografía óptica muestra una sección semifina de un embrión de V. globator que muestra diferentes formas celulares. (e) Representación esquemática de las celdas en la región marcada en (d). PC: células en forma de paleta, dos vistas diferentes ilustran la forma anisotrópica; SC: células fusiformes; Línea roja: posición de puentes citoplasmáticos (CB). (f) Representaciones 3D de un único embrión de V. globator en tres etapas sucesivas de inversión. ( g ) Cortes transversales ópticos medio sagitales del embrión en (f). (h) Contornos de hojas de celdas trazados superpuestos en secciones en (g), con curvatura codificada por colores κ. (i) Superficies de revolución calculadas a partir de contornos promediados. [12]

Hábitats

Volvox es un género de algas de agua dulce que se encuentran en estanques y acequias, incluso en charcos poco profundos. [7] Según Charles Joseph Chamberlain , [13]

"El lugar más favorable para buscarlo es en los estanques, lagunas y zanjas más profundas que reciben abundante agua de lluvia. Se ha dicho que donde se encuentra Lemna , es probable que se encuentre Volvox ; y es cierto que tales el agua es favorable, pero el sombreado es desfavorable. Mire dónde se encuentran Sphagnum , Vaucheria , Alisma , Equisetum fluviatile , Utricularia , Typha y Chara . El Dr. Nieuwland informa que Pandorina , Eudorina y Gonium se encuentran comúnmente como constituyentes de la espuma verde en se revuelca en los campos donde se mantienen los cerdos. El flagelado, Euglena , se asocia a menudo con estas formas."

Historia

Antonie van Leeuwenhoek informó por primera vez de las observaciones de Volvox en 1700. [14] [15]

Según algunos dibujos de Henry Baker (1753), [16] Linneo (1758) [17] describiría el género Volvox , con dos especies: V. globator y V. caos . Volvox caos es una ameba ahora conocida como Chaos (género) sp. [18] [19]

Evolución

Los antepasados ​​de Volvox pasaron de células individuales que inicialmente se parecían a Chlamydomonas a formar colonias multicelulares hace al menos 200 millones de años , durante el período Triásico . [1] [20] La etapa intermedia, Conium, contenía 16 células similares a chlamydomonas. Una estimación que utiliza secuencias de ADN de unas 45 especies diferentes de algas verdes volvocinas, incluida Volvox , sugiere que la transición de células individuales a colonias multicelulares indiferenciadas tardó unos 35 millones de años. [1] [20]

Referencias

  1. ^ abcd Universidad de Arizona (22 de febrero de 2009). "Las algas unicelulares dieron el salto a la multicelularidad hace 200 millones de años". Ciencia diaria .
  2. ^ abc Kirk, David L. (1998).Volvox : una búsqueda de los orígenes moleculares y genéticos de la multicelularidad y la diferenciación celular . Prensa de la Universidad de Cambridge . ISBN 978-0-521-45207-6.
  3. ^ Hallmann, A. (2003). "Matriz extracelular y feromona inductora del sexo en Volvox". Matriz extracelular y feromona inductora del sexo en Volvox. Revista Internacional de Citología. vol. 227, págs. 131–182. doi :10.1016/S0074-7696(03)01009-X. ISBN 978-0-12-364631-6. PMID  14518551.
  4. ^ Ikushima, N.; Maruyama, S. (1968). "La conexión protoplásmica en Volvox ". Revista de microbiología eucariótica . 15 (1): 136-140. doi :10.1111/j.1550-7408.1968.tb02098.x.
  5. ^ ab Nedelcu, AM; Michod, RE (2003). "El sexo como respuesta al estrés oxidativo: el efecto de los antioxidantes sobre la inducción sexual en un linaje facultativo sexual". Proc. Biol. Ciencia . 270 (Suplemento 2): S136–9. doi :10.1098/rsbl.2003.0062. PMC 1809951 . PMID  14667362. 
  6. ^ Hallmann, Armin (2003). "Matriz extracelular y feromona inductora del sexo en Volvox". Revista Internacional de Citología . 227 : 131–182. doi :10.1016/S0074-7696(03)01009-X. ISBN 978-0-12-364631-6. PMID  14518551.
  7. ^ ab Poderes, JH (1908). "Más estudios en Volvox , con descripciones de tres nuevas especies". Transacciones de la Sociedad Microscópica Estadounidense . 28 : 141-175. doi :10.2307/3220908. JSTOR  3220908.
  8. ^ DL, Kirk; Kirk, MM (1986). "El choque térmico provoca la producción de un inductor sexual en Volvox". Ciencia . 231 (4733): 51–4. Código Bib : 1986 Ciencia... 231... 51K. doi : 10.1126/ciencia.3941891. PMID  3941891.
  9. ^ Nedelcu, AM; Marco, O; Michod, RE (2004). "El sexo como respuesta al estrés oxidativo: un aumento doble de las especies de oxígeno reactivo celular activa los genes sexuales". Proc. Biol. Ciencia . 271 (1548): 1591–6. doi :10.1098/rspb.2004.2747. PMC 1691771 . PMID  15306305. 
  10. ^ ab Amón, P; Haas, E; Sumper, M (1998). "La feromona inductora del sexo y las heridas desencadenan el mismo conjunto de genes en el alga verde multicelular Volvox". Célula vegetal . 10 (5): 781–9. doi :10.2307/3870664. JSTOR  3870664. PMC 144025 . PMID  9596636. 
  11. ^ Yamashita, S; Arakaki, Y; Kawai-Toyooka, H; Noga, A; Hirono, M; Nozaki, H (noviembre de 2016). "Evolución alternativa de una colonia esferoidal en algas volvocinas: análisis del desarrollo de la embriogénesis en Astrephomene (Volvocales, Chlorophyta)". BMC evolución. Biol . 16 (1): 243. doi : 10.1186/s12862-016-0794-x . PMC 5103382 . PMID  27829356.  El material fue copiado de esta fuente, que está disponible bajo una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0.
  12. ^ Stephanie Höhn, Aurelia R. Honerkamp-Smith, Pierre A. Haas, Philipp Khuc Trong y Raymond E. Goldstein Phys. Rev. Lett. 114, 178101 – Publicado el 27 de abril de 2015.Este artículo contiene citas de esta fuente, que está disponible bajo la licencia Creative Commons Attribution 3.0 (CC BY 3.0).
  13. ^ Chamberlain, Charles Joseph (2007) [1932]. "Clorofíceas". Métodos en histología vegetal . Leer libros. págs. 162–180. ISBN 978-1-4086-2795-2.
  14. ^ van Leeuwenhoek, Antonie (1700). "Parte de una carta del Sr. Antony van Leeuwenhoek, sobre los gusanos en el hígado de las ovejas, los mosquitos y los animales en los excrementos de las ranas". Transacciones filosóficas de la Royal Society . 22 (260–276): 509–518. Código Bib : 1700RSPT...22..509V. doi : 10.1098/rstl.1700.0013 .
  15. ^ Herrón, M. (2015). "…de los bignefs de un gran maíz de fand…". Blog Fierce Roller , [1] Archivado el 3 de junio de 2016 en Wayback Machine .
  16. ^ Panadero, H. (1753). Empleo para el microscopio . R. Dodsley: Londres, pl. XII, f. 27, [2].
  17. ^ Linneo, C. (1758). Systema naturae per regna tria naturae, clases secundum, ordines, géneros, especies, cum caracteribus, differentiis, sinonimis, locis . Tomo I. Editio décima, reformata. Editio décima revisa. vol. 1 págs. [i-iv], [1]-823. Holmiae [Estocolmo]: impensis direct. Laurentii Salvii.
  18. ^ Herrón, M. (2016). ¡Moviéndose sin extremidades! Linneo en Volvox. Blog Fierce Roller , [3] Archivado el 3 de junio de 2016 en Wayback Machine .
  19. ^ Spencer, MA, Irvine, LM y Jarvis, CE (2009). Tipificación de nombres linneos relevantes para la nomenclatura de algas. Taxón 58: 237-260, [4] Archivado el 8 de mayo de 2016 en Wayback Machine .
  20. ^ ab Herron, MD; Hackett, JD; Aylward, FO; Michod, RE (2009). "Origen Triásico y radiación temprana de algas volvocinas multicelulares". Actas de la Academia Nacional de Ciencias, EE. UU . 106 (9): 3254–3258. Código Bib : 2009PNAS..106.3254H. doi : 10.1073/pnas.0811205106 . PMC 2651347 . PMID  19223580. 

enlaces externos

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