Вольвокс это животное или растение: Вольвокс — первое многоклеточное существо?. Исчезнувший мир

Вольвокс — первое многоклеточное существо?. Исчезнувший мир

Вольвокс — первое многоклеточное существо?

Зоологи и ботаники давно спорят о жгутиконосцах — растения они или животные?

Предмет их спора столь невелик, что простым глазом его не увидишь. Жгутиконосцы микроскопические существа — живые «шарики», «колбаски», «лодочки», с тонкими, жгутиковидными хвостиками, которыми они ударяют по воде и плывут.

В каждой луже миллиарды жгутиконосцев. Под микроскопом видно, что они зеленые: полным-полно у них под прозрачной «кожицей» хлорофилловых зернышек. Значит, это растения?

Решить непросто.

Тысячи хвостатых шариков, словно молекулы в тепловом движении, беспорядочно скачут в капле воды. Вот один наткнулся на бактерию. Втянул ее в миниатюрный «ротик» и… проглотил. У растений нет ртов. И глаз тоже нет. А у жгутиконосцев есть «карие» глазки. Обычно это просто бурое или красноватое пятнышко, воспринимающее свет. Но иногда оно углублено в виде чаши, в которой лежит линзовидный комочек крахмала. Он прозрачный — это хрусталик первородного глаза.

Так это животное?

Все зависит от погоды. В солнечный день, когда много света, жгутиконосцы — скорее растения. Занимаются фотосинтезом, из углекислого газа и воды изготовляют сахар. Им и питаются. В пасмурную погоду, когда света мало, некоторые из них переходят на другую диету: ловят бактерий и мелкие водоросли.

Поэтому и нелегко биологам решить: с кем же они наконец имеют дело? Зоологи считают, что жгутиконосцы (по крайней мере некоторые из них) — простейшие животные. А ботаники числят их в разряде низших водорослей.

Вольвокс, говорит Д. Апдайк, «интересует нас потому, что он изобрел смерть. Амебы никогда не умирают… Но вольвокс, этот подвижный, перекатывающийся шар водорослей… нечто среднее между растением и животным под микроскопом он кружится, как танцор на рождественском балу, — впервые осуществив идею сотрудничества, ввел жизнь в царство неизбежной — в отличие от случайной — смерти».

До него, до вольвокса, смерть на Земле была необязательна и, так сказать, незаконна. Все одноклеточное живое никогда не умирало естественной смертью, только насильственной. Размножаясь, одноклеточная жизнь делилась пополам. А разделившись, жила вновь в удвоенном числе. Но когда одноклеточные жгутиконосцы объединились и образовали вольвокс, все они приобрели в этом объединении разную квалификацию. Одни сохранили привилегии половых клеток — эти, размножаясь, жили вечно в своих потомках. Другие сделались клетками соматическими, то есть бесполым телом колонии, и всякий раз умирали теперь после того, как их половые сестры и братья размножались.

Так смерть стала обязательным и законным по кодексу природы финалом жизни. До этого была лишь случайность.

Вольвокс — подвижный живой шарик (в диаметре до 3 миллиметров). Внутри он студенистый, а снаружи весь усеян жгутиконосцами (одноклеточными водорослями с двумя хвостиками-жгутиками, колебания которых приводят вольвокс в движение). Это настоящая колония зеленых жгутиконосцев — на поверхности вольвокса их от 200 до 50 тысяч. Есть у соединившихся в единое целое жгутиконосцев примитивные глазки — стигмы. На одном полюсе шара они лучше развиты, на другом хуже. Более «глазастым» полюсом вольвокс и плывет вперед.

Почти все составляющие сферическую колонию клетки размножаться не способны (ни вегетативно, ни половым путем). Только около десятка самых крупных из них в нужное время плодятся, создавая дочерние колонии внутри живого шара.,

«Колонию вольвокса, может быть, правильнее рассматривать как многоклеточный организм, поскольку… не все клетки колонии равноценны. Возможно, что колониальность имела большое значение в эволюции органического мира и явилась переходным этапом к многоклеточным животным» (Ю. Полянский).

Так большинство ученых и полагает: от колониальных простейших организмов, подобных вольвоксу, и произошли многоклеточные растения и животные.

А теперь подведем итог. Как шла в пространстве и во времени биохимическая и биологическая эволюция. Какие пройдены ею этапы в древнейшие эры Земли.

Принимаем, что Земля сформировалась 4,5 миллиарда лет назад и была окружена первичной атмосферой: аммиак, метан, пары воды, азот, окись углерода, углекислый газ, водород, азот.

Эры (Начало и конец в миллиардах лет назад)
Биохимические и биологические объекты
Катархей 4,5—3
Аминокислоты, пептиды, пурины, пиримидины, нуклеиды, порфирины. Затем микросферы, предклетки.
Архей 3–1,9
Первые живые клетки (доядерные, анаэробные). Анаэробные хемотрофные бактерии. Нитчатые и округлые водоросли (сине-зеленые?).
Протерозой:
Нижний 1,9–1,6
Строматолиты сине-зеленых водорослей и онколиты бактерий. Фотосинтезирующие бактерии.
Верхний (или рифей) 1,6–0,57
Организмы с клеточными ядрами. Многоклеточные животные, близкие к медузам, червям, морским перьям, членистоногим.

Цифры приведены приблизительные, поскольку у разных авторов неодинаковые датировки эпох (как и их названия). Часто и возраст Земли не всеми указывается одинаковый. Многое еще в этих вопросах остается спорным.

Каждое живое существо в самом себе несёт следы своих древних предков

Каждое живое существо в самом себе несёт следы своих древних предков
Возьмём для примера человека. Человек благодаря труду чрезвычайно высоко поднялся над миром животных. Но в строении тела человека, в его сердце, лёгких, желудке, кишках, мускулах, скелете много сходного

ПЕРВОЕ ЗНАКОМСТВО

ПЕРВОЕ ЗНАКОМСТВО
Вы найдете у них нечто вроде республики, а также память и предусмотрительность… при встречах они узнают друг друга. Какое тут бывает оживление! Как суетливо они останавливаются и расспрашивают друг друга! Мы видим, как стирается камень под их стопами,

Первое знакомство

Первое знакомство
На разных континентах
Астрономы давно ведут учет звезд. Конечно, нельзя думать, что все небесные светила уже сосчитаны. Однако в самом подробном из астрономических каталогов значится более полутораста тысяч звезд, до девятой величины включительно.

Глава 10 Третий полевой сезон в Хадаре: „первое семейство”

Глава 10
Третий полевой сезон в Хадаре: „первое семейство”
Когда Дон показал мне первый коленный сустав, я отправил его назад, велев вернуться с целым скелетом. И ему пришлось найти Люси. Тогда я вновь велел ему вернуться и привезти останки нескольких особей. И на

Первое наземное

Первое наземное
Вместе с этими растениями произрастали странные бактериальные колонии, достигавшие 70 см в поперечнике, и мхи. Во влажных зарослях сложилось силурийское наземное сообщество. Среди безлистных стебельков уже бегали многоножки, тригонотарбы (греч.

ПЕРВОЕ ВПЕЧАТЛЕНИЕ ОТ ЗЕМЛИ

ПЕРВОЕ ВПЕЧАТЛЕНИЕ ОТ ЗЕМЛИ
Когда путешественник проходит по плодоносным равнинам, где тихие воды в своем постоянном течении питают богатую растительность, где покой земли с многочисленным населением, с цветущими селениями, богатыми городами, величественными зданиями,

5 «Первое, вольное вдохновенье»

5
«Первое, вольное вдохновенье»
Кого мы выбираем?
Где-то в ожиданье одиноком
Томится одинокая душа,
Но ждет она, надеется, — и к сроку
С другой душою встретится, спеша.
И воедино, словно два потока,
Сольются, тихой нежностью дыша,
И вечность распахнет свои врата,
И тьма уж не

Каким было первое млекопитающее?

Каким было первое млекопитающее?
В 1999 году в китайской провинции Ляонинь найден прекрасно сохранившийся скелет древнейшего млекопитающего, которому примерно 120 миллионов лет. Это настоящая химера, промежуточное звено между рептилиями и млекопитающими: передняя часть

ПЕРВОЕ ЗНАКОМСТВО 

ПЕРВОЕ ЗНАКОМСТВО 
На разных континентах
Астрономы давно ведут учет звезд. Конечно, нельзя думать, что все небесные светила уже сосчитаны. Однако в самом подробном из астрономических каталогов значится более полутораста тысяч звезд, до девятой величины включительно.

Социальное существо

Социальное существо
Когда щенку исполняется 21 день, он буквально внезапно становится общественным существом, полностью осознающим индивидуальность не только своих братьев и сестер, но и матери, и своего хозяина. Он смотрит на других людей, на собак и других животных и

Социальное существо

Социальное существо
Когда щенку исполняется 21 день, он буквально внезапно становится общественным существом, полностью осознающим индивидуальность не только своих братьев и сестер, но и матери, и своего хозяина. Он смотрит на других людей, на собак и других животных и

Первое уточнение

Первое уточнение
Кое-кто из скорых на руку службистов, прослышав краем уха, что муравьи могут быть полезны в деле защиты леса от вредителей и что некоторые виды лесных муравьёв надо поэтому всячески охранять, а можно даже и расселять, тут же принялся с воодушевлением

Кагуан – существо непонятное

Кагуан – существо непонятное
Одни знатоки уверяют, что кагуан, или шерстокрыл (ростом он с кошку), насекомоядный зверь, нечто вроде летающей землеройки. Другие не согласны: он лемур (летающий, конечно). Наконец, третьи доказывают: кагуан ни то и ни другое, а особое, в

Фрукторианство — первое знакомство…

Фрукторианство — первое знакомство…
Фрукторианство — это уникальный образ питания, подразумевающий употребление исключительно растительной пищи. Рацион фрукторианца состоит из всевозможных фруктов и овощей, а основное отличие этого типа питания от других диет

Глава 7 TIGR, мое первое детище

Глава 7
TIGR, мое первое детище
Секрет моих успехов кроется исключительно в моем упорстве.
Луи Пастер
Луи Пастер – один из гигантов науки. Он добился огромных успехов в микробиологии и иммунологии. Открыл принцип стерилизации, который был назван в его честь

Вольвокс строение, фото

Вольвокс — зеленая водоросль.
В водоемах можно встретить организмы шаровидной формы, которые растут в виде колоний. Это вольвокс, который ученые относят и к растениям, и к животным.

Этот живой организм имеет способности к гетеротрофному и автотрофному питанию. Подобные свойства появились у вольвокса из-за того, что он является переходной формой между многоклеточными и одноклеточными растениями и животными.

Организм относится к одноклеточным простейшим, которые способны создавать колонии. Внутри вольвокс соединены цитоплазматическими мостиками. Размер одной колонии достигает 2-3 миллиметров.

Колония шаровидной формы имеет внутри от 70 тыс. до 75 тыс. клеток. Они расположены в один слой по периферии, а полость заполнена слизью студневидного характера. Каждая клетка обладает двумя жгутиками, а сзади расположен пристеночный хроматофор.

Соединение клеток происходит благодаря протопластам, которые связываются тонкими нитями.
Клетки похожи на хламидомонады, имеющие округлые формы.
Большинство клеток внутри колонии вольвокса являются вегетативными и питающимися. И только 7-10 клеток имеют способность к размножению.

Для колонии вольвокс характерно два вида размножения:

• Половой
• Бесполый.

Для первого способа – полового – характерно следующее:
Происходит образование оогониев и антеридиев, которые могут развиваться в нескольких шарах или в одном из них.
Оогонии состоят из 8-10 клеток, которые отличаются большими размерами, способствуют образованию одной неподвижной яйцеклетки.

Антеридии формируют множество двужгутиковых сперматозоидов.
Когда происходит разрыв оболочки антеридия, то сперматозоиды направляются к оогонию, проникают туда, и порисходит оплодотворение яйцеклетки.
Зигота находится некоторое время в состоянии покоя, покрываясь постепенно толстой оболочкой и заполняясь необходимыми питательными элементами.

После зимы начинается деление зиготы.
Клетки, которые образуются в результате этого процесса, создают шар полого типа, а потом постепенно выходят наружу.
В бесполом размножении принимают участие клетки, которые еще сохраняют способность делиться. Они создают пластинки клеток, которые при достижении нужных размеров, загибаются в чашеобразную форму.

Потом происходит выворачивание формы наизнанку, смыкаясь в полый шар. Он проваливается в центральную часть материнской колонии. В результате этого процесса происходит создание от 8 до 15 новых колоний. На периферических клетках формируются жгутики. Выход наружу происходит, когда молодые колонии достигают полного созревания. При этом материнская колония гибнет.

• Жгутики клеток ищут минеральные вещества в окружающей среде
• Важное значение для развития и размножения играют нитраты и фосфаты, которые присутствуют в озерах и реках
• Вольвокс потребляют в пищу бактерии, органику и растения, из которых они «готовят» пищу в процессе фотосинтеза. Колонии вольвокс перемещаются, за этот процесс ответственными являются периферийные клетки.
• Движение происходит туда, где колония видит свет.

Для ученых вольвокс является интересным организмом, который изучают уже много лет. Исследования позволяют увидеть процесс, вызвавший переход одноклеточных организмов к многоклеточных. Вольвокс сохраняет черты и тех, и других организмов, что прослеживается в способе питания, размножении, росте клеток.

Volvox, Chlamydomonas, Эволюция многоклеточности

Buss, L. Эволюция индивидуальности . Принстон, Нью-Джерси: Princeton University Press, 1987.

Cheng, Q. et al. Роль GlsA в эволюции асимметричного деления клеток зеленой водоросли Volvox carteri . Гены развития и эволюция 213 , 328–335 (2003).

Дункан, Л. и др. Семейство генов VARL и эволюционное происхождение регуляторного гена мастер-клетки, regA , в Volvox carteri . Journal of Molecular Evolution 65 , 1–11 (2007).

Herron, MD et al. Триасовое происхождение и ранняя радиация многоклеточных вольвоциновых водорослей. PNAS 106 , 3254–3258 (2009).

Херрон, М. Д. и Мишод, Р. Э. Эволюция сложности вольвоциновых водорослей: переходы в индивидуальность глазами Дарвина. Эволюция 62 , 436–451 (2008).

Кинг, Н. Одноклеточные предки развития животных. Developmental Cell 7 , 313–325 (2004).

Kirk, D.L. Дифференциация зародышевой сомы в Volvox . Биология развития 238 , 213–223 (2001).

Кирк, Д. Л. Программа из двенадцати шагов для развития многоклеточности и разделения труда. BioEssays 27 , 299–310 (2005).

Kirk, D. L. Volvox: Молекулярно-генетические истоки многоклеточности и клеточной дифференциации . Cambridge: Cambridge University Press, 1998.

Kirk, D.L. & Nishii, I. Volvox carteri как модель для изучения генетического и цитологического контроля морфогенеза. Развитие, рост и дифференциация 43 , 621–631 (2001).

Миллер, С. М. и Кирк, Д. Л. glsA , ген Volvox , необходимый для асимметричного деления и спецификации зародышевых клеток, кодирует шапероноподобный белок. Развитие 126 , 649–658 (1999).

Недельку, А. М. Реакция, вызванная окружающей средой, кооптированная для репродуктивного альтруизма. Biology Letters 5 , 805–808 (2009).

Нишии И. и др. Кинезин, invA , играет существенную роль в морфогенезе Volvox . Cell 113 , 743–753 (2003).

Петерсон, К. Дж. и Баттерфилд, Нью-Джерси. Происхождение Eumetazoa: проверка экологических прогнозов молекулярных часов на фоне летописи окаменелостей протерозоя. PNAS 102 , 9547–9552 (2005).

Прочник С.Е. и др. Геномный анализ сложности организмов многоклеточных зеленых водорослей Volvox carteri . Science 329 , 223–226 (2010. )

Sanderson, MJ Молекулярные данные по 27 белкам не подтверждают докембрийское происхождение наземных растений. Американский журнал ботаники 90 , 954–956 (2003).

Ueki, N. & Nishii, I. Контролируемое увеличение гликопротеинового пузырька, окружающего 9Эмбриону 0003 Volvox требуется переносчик нуклеотидов-сахаров InvB, и он необходим для нормального морфогенеза. Plant Cell 21 , 1166–1181 (2009).

Ueki, N. & Nishii, I. Idaten — это новый индуцируемый холодом транспозон Volvox carteri , который можно использовать для мечения генов, важных для развития. Генетика 180 , 1343–1353 (2008).

Молекулярные выражения: наука, оптика и вы — Olympus MIC-D: Цифровая киногалерея Pond Life