Acetabularia

Acetabularia
tudományos osztályozás
Tartomány:eukariótákKirályság:NövényekAlkirályság:zöld növényekOsztály:zöld algaOsztály:UlvophyciaRendelés:DasycladiumCsalád:PolyphysaceaeNemzetség:Acetabularia
Nemzetközi tudományos név
Acetabularia J. V. Lamour. , 1812
Fajták
lásd a szöveget

Az Acetabularia ( lat.  Acetabularia ), más néven a „sellőpohár” [1] a zöld algák [2]  nemzetsége , egy óriás szifon egysejtű alga [3] , egyetlen sejtmaggal [4] .

Más nagy sejtek is ismertek - idegsejtek (például óriás tintahal axonok ), [5] [6] növényi háncsrostok vagy madarak és más állatok tojásai . De ebben az esetben egy felnőtt egysejtű szervezet eléri a néhány centiméteres nagyságrendet. Az acetabularia ilyen minőségét először Joachim Gemmerling német biológus írta le az 1930-as években [4] [7] .

Egy kifejlett növény szárának hossza 2–3 cm [8] és 4–6 cm, a kalap (esernyő) pedig legfeljebb 1 cm átmérőjű [9] . Egyes fajoknál a szár hossza eléri a 10 cm-t [10] , sőt a 18 cm-t is [11] .

Az Acetabularia a tengerekben él trópusi és szubtrópusi éghajlaton [2] (különösen a Földközi-tengeren, az Indiai-óceánon és a Karib-tengeren) [4] .

Az acetabularia sekély vízben él, és gyakran károsítja a szörfözést . Az evolúciós alkalmazkodás ehhez a környezethez az a képesség, hogy az összes elveszett részt regeneráljuk , kivéve a sejtmagot . Ugyanakkor ennek az egysejtű növénynek egyetlen magja a kövekhez kapcsolódó rhizoidban (lábban) található [4] .

Laboratóriumi körülmények között kényelmes tárgyként használják a mag - plazma kölcsönhatás tanulmányozásában [2] .

Első publikációk

A szervezetet először 1586-ban írták le (Mattoli, 1586), majd 54 évvel később egy második publikáció (Parkinson, 1640), 172 évvel később pedig egy harmadik (Linneaus, 1758). Az 1930-as években Gemmerling felfedezte az algák egysejtű természetét. 1950 és 1980 között robbanásszerűen megszaporodott a publikációk száma, évtizedenként elérve az ötszázat (a legnagyobb növekedés az 1970-es években - főként a ritmusok és az elektrofiziológia terén), majd hanyatlásnak indult (a publikációk számának grafikonja itt látható) [ 12] .

Osztályozás

A Szovjetunióban elfogadott osztályozás szerint ( V.I. Kefeli , 1978) az Acetabularia ( Acetabularia ) a zöld algák ( Chlorophyta ), az izoflagellátok ( Isocontae ) osztályába, a szifonok ( Siphonales ) rendjébe tartozik, a dasycladák ( Dasycladaceae ) családjába [10] .

A Dasycladaceae-t ( Dasycladaceae ) ma az Ulvophyceae osztályba sorolják ( Graham és Wilcox, 2000), bár van den Hoek et al .

Az Acetabularia az egyik gombanemzetség, a Cyphellopus ( Index Fungorum , MycoBank ) szinonimája is.

Faj

Épület

Az acetabularia egy egysejtű organizmus [14] , összetett szerkezetű, óriási mononukleáris sejt [15] .

Magos rizoidból, szárból és esernyőből (sapkából) áll [3] .

A kalappal ellátott szár legfeljebb 5 cm hosszú, a szár alján egy rizoid található, ahol az egysejtű szervezet egyetlen magja található [15] .

Az acetabularia sekély vízben él. Lábbal (rhizoid) a sziklás talajhoz kapcsolódik [16] .

A sapkát (kalapot) összeolvadt vagy össze nem olvadt gametangia tekercs alkotja [2] . Így a Földközi-tengeren az A. mediterranea a gametangia egyetlen kalappá vagy esernyővé nőtt össze [17] . Egy másik fajnál, a Karib-tengerből származó A. crenulata -nál az esernyő lebenyei (gametangia) banán alakúak [18] , és sugárirányban eltérnek a szár tetejétől [11] .

Életciklus

A természetben az Aceiabularia mediterranea teljes életciklusa körülbelül három év, laboratóriumi körülmények között pedig több hónapra is csökkenthető [9] (akár körülbelül 6 hónapra) [2] .

1 - A tavasszal áttelelt cisztából lágy héjú, végén két flagellával ellátott, lobogó sejtek ( ivarsejtek ) emelkednek ki [2] [9] .

2 – Az ivarsejtek egy ideig úsznak, majd párban párosulnak [2] [9] . Ebben az esetben a párok különböző cisztákból alkotnak ivarsejteket. [4] :96

3 - Körülbelül két nap múlva egy diploid sejt ( zigóta ) képződik [9] .

4 - Az első életévben a sejt egy rhizoidból (elágazó lábból) áll, amellyel az aljzathoz kapcsolódik, és egy esernyő nélküli szárból. Ősszel a szár kiszárad és leesik, a visszamaradt rizoid a raktározott anyagok miatt hibernált [2] [9] .

5 - A következő tavasszal egy új szár nő ki egy esernyőcsírával (egy vagy több steril örvény , amely ősszel elpusztul) [2] [9] .

6 - A harmadik évben egy érett szár és esernyő képződik ( gametangia örvénye ). A vegetatív fázis befejeződése során a sejtmag ismételten osztódik (feltörik) [11] , és a kialakult kis szekunder magok (10-20 ezer) beköltöznek az ernyőbe (gametangiában) [2] [9] [10] .

7 - A sejtmagokat vastag falú cisztákba gyűjtik . Ősszel a ciszták kibújnak az esernyőből, és szabad állapotban telelnek át [2] [9] . Az egyik nézőpont szerint a ciszta belsejében több nukleáris osztódás megy végbe, amelyek közül az utolsó redukciós jellegű ( meiózis ). Egy másik, modernebb [19] nézőpont szerint a redukciós hasadás egy korábbi szakaszban, a rizoidban elhelyezkedő óriásmag bomlása során következik be [11] . A citoplazma minden egyes cisztamag körül koncentrálódik, és sejtmembrán képződik [2] [9] .

Van egy olyan álláspont (Berger, Liddle, 2003), amely szerint a mediterrán acetabularia A. mediterranea 3 éves életciklusa , amelyet a 19. századi forrásokból származó oktatási irodalom reprodukál, megfigyelések nem erősítik meg, ill. kísérletek. A kutatók kísérletei kimutatták, hogy bár egy sejt 10°C-os hideg vízben is nyugalmi állapotba kerülhet, életciklusát egy szezonon belül is le tudja tölteni [20] .

Mesterséges környezetben termesztés

Az acetabularia termesztésének technikáját először Gemmerling (1931) és Beth (1953) írta le [21] .

Az acetabularia, amikor átkerült a laboratóriumba, még a megfelelő élőhelyekről származó tengervízben sem volt hajlandó növekedni, egészen addig, amíg Gemmerling kerti talajból készült főzetet nem adott a vízhez [22] .

Az Acetabularia mediterranea termesztésére szolgáló táptalaj összetétele , amelyet régóta használnak különböző laboratóriumokban [23] :

Alkatrészek Alkatrészek literenként
NaNO 3 100 mg
Na2HPO4 _ _ _ 20 mg
Talaj kivonat 2-5 ml
természetes tengervíz 1 l

Ezt követően Shepard (1970) egy teljesen mesterséges környezetet fejlesztett ki desztillált vízen, több különböző són, vitaminok hozzáadásával (az összetétel táblázata a linkben található), amely lehetővé teszi az acetabularia normális fejlődésének fenntartását [21] .

Regeneráció

Az acetabularia rendelkezik egy olyan tulajdonsággal, amely lehetővé teszi az esernyő és más részek szintetizálását a gyökér vagy a gyökérben található mag eltávolítása után [24] .

Egy magvatlan (nukleált) növény képes helyreállítani az elveszett részeket: esernyő, rizoid: mindent, kivéve a magot. Az ilyen növények néhány hónap múlva elpusztulnak. Éppen ellenkezőleg, ennek az egysejtű növénynek a maggal rendelkező részei képesek többszörösen felépülni a károsodás után [9] .

A következő kísérleteket végeztük az acetabularia [25] [26] [27] regenerálásával :

Oroszországban az Orosz Tudományos Akadémia akadémikusa, Lev Sandakhchiev az acetabularia regenerációjával kapcsolatos kísérletekkel foglalkozott [28] .

Nukleáris transzplantáció

Az acetabularia magja életképes: a szervezetből izolálva és megtisztítva cukoroldatban 24 órán át tárolható [4] .

Amikor egy másik faj magját ültetik át egy acetabulariába, egy új sejtmag „parancsokat ad”, hogy építsenek egy új kalapot. De ha a szárban még van tartalék a régi típusú „kalapképző anyagból”, akkor ennek eredményeként a tulajdonságaiban vegyes hibrid sejt jön létre [4] .

Gemmerling magszubsztitúciót hajtott végre két acetabularia-fajban: az A. mediterranea -ban és az A. crenulata -ban, amelyek a kalap alakjában különböznek egymástól. A magot átültették, vagy a szárat egyesítették a különböző fajok rizoidjával. A sapka felvette a fajban rejlő formát, amelyből a sejtmagot vették [29] .

Amikor 1935-ben A. Wettsteini A. mediterranea - ba egy sejtmagot ültettek át , Gemmerling Wettsteini típusú növényeket kapott , de egyes esetekben a szervezetek mindkét formára utaló jeleket mutattak. Ezekről a szokatlan növényekről ezt írta [30] :

De 6 esetben először a mediterrán típusú képződmények (tipikus örvények és esetleg fejletlen kalapok) jelentek meg, majd a Wettsteini-kalap. A mediterrán képződmények kialakulása a Wettsteini-mag működésén alapul. Ezekben az esetekben a mediterrán elülső részét ültették át, amely már több-kevesebb, a fajra jellemző formaképző anyagot tartalmazott. Először is akcióba lendültek, és ahogy az várható volt, előidézték a mediterráneum kialakulását; csak akkor hatott Wettsteini magja.

Cirkadián ritmus

A növény oxigéntermelésének ritmusa a napszaktól függ: nappal több oxigént bocsát ki, mint éjszaka, mivel a fotoszintézishez fény szükséges a fotoszintézis reakciójához. Ez a ritmus azonban megmarad, ha az acetabularia folyamatosan és éjjel-nappal meg van világítva: a szervezet belső biológiai órája működik. Az ilyen periodikus folyamatokat cirkadián, vagy cirkadián (cirkadián) ritmusnak nevezzük . Minden olyan élő szervezetben benne vannak, amelynek sejtjei rendelkeznek maggal (beleértve az egysejtűeket, a növényeket és a gombákat, valamint az állatokat és az embereket is) [4] :95 .

Ha megváltoztatja a világítás ritmusát (éjszaka világítja meg az algákat, és nem nappal), a növény cirkadián ritmusának fázisa az ellenkezőjére tolódik el. Ha ezt követően az ellentétes fázisú növényekben a magok megváltoznak, akkor a ritmus rövid idő múlva a megfelelő mag sorrendjében jön létre [4] :95 .

A növény hajlamos elfordítani kalapját, hogy több fény essen rá. Ezenkívül a kloroplasztiszok a sejt belsejében mozognak, hogy napközben a felszínére kerüljenek, és éjszaka néhányuk leszáll a sejt alsó részébe. A kloroplasztiszok intracelluláris mozgásának ezt a ritmusát állandó hőmérsékleten és megvilágítás mellett is fenntartják egész nap [4] :96 .

Állandó hőmérsékleten és megvilágítás mellett a kutatók megmérték az elektromos potenciál (feszültség) különbségét az alga felső és alsó vége között, és ugyanazt az endogén cirkadián ritmust találták [4] :96 .

A cirkadián ritmus a sejtmag eltávolítása, illetve a sejt több apró részre osztása után is megmarad, ami a biológiai óra elhelyezkedését jelzi a citoplazmában vagy a sejt külső membránján [4] :95 .

A kultúra alkotásaiban

Irodalom

Fényképatlasz

Jegyzetek

  1. ↑ Belyakova G. A., Pchelkin A. V. "Algák és zuzmók" . Letöltve: 2010. március 30. Az eredetiből archiválva : 2009. április 9..
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Acetabularia / N. P. Gorbunova // Angola - Barzas. - M .  : Szovjet Enciklopédia, 1970. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [30 kötetben]  / főszerkesztő A. M. Prohorov  ; 1969-1978, 2. köt.).
  3. ↑ 1 2 "Ontogeny", Szovjetunió Tudományos Akadémia. 19. évfolyam - 1988, 200. o . Letöltve: 2017. október 2. Az eredetiből archiválva : 2016. október 17..
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Acetabularia - alga és modell  (hozzáférhetetlen link) . A "Bild der Wissenshaft" (Németország) folyóirat anyagai szerint // Tudomány és élet. - 1985. - 3. sz. - P. 93-96, V. betét.
  5. ↑ doc (downlink) . Letöltve: 2010. augusztus 23. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4.. 
  6. ↑ http://evolution.powernet.ru/library/human_brain.html Archivált : 2011. november 17. a Wayback Machine -en http://www.peeep.us/cc8c91ef Archiválva : 2016. március 8. a Wayback Machine -en
  7. ↑ KM.RU A legnagyobb egysejtű szervezet. 2004.10.14.  (nem elérhető link)
  8. ↑ Kyle A. Serikawa és Dina F. Mandoli. Az Acetabularia acetabulum szaporodási örvének morfogenezisének elemzése // Planta, 207. kötet, 1. szám / 1998. november pp. 96-104 [1]  (nem elérhető link)
  9. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Az Acetabularia alga morfogenezise Archiválva : 2009. december 1.
  10. ↑ 1 2 3 Növénynövekedés: elsődleges mechanizmusok. Valentin Iljics Kefeli, Növényfiziológiai és Biokémiai Problémák Tudományos Tanácsa (Szovjetunió Tudományos Akadémia), Növényfiziológiai Intézet n.a. K. A. Timirjazev. 1978 - Összes oldal: 288, 38. o. [2]
  11. ↑ 1 2 3 4 Az alsó növények menete. Tankönyv diákoknak. Szerk. M. V. Gorlenko . - M .: Felsőiskola, 1981. - 504 p., 144-148 oldal (DJVU)
  12. ↑ Kwang W. Jeon . International Review of Cytology: A Survey of Cell Biology, Academic Press, 1998, 12. o. [3]
  13. ↑ Sigrid Berger . Élő Dasycladales fotóatlasza. A Dasycladales rendszertana és kora. [4] Archiválva : 2010. január 5. a Wayback Machine -nél
  14. ↑ Előrelépések a modern biológiában, 85-86. kötet. Szovjetunió Tudományos Akadémia. 75., 80. o. [5]
  15. ↑ 1 2 Nyikolaj Petrovics Dubinin "A populációk és a sugárzás evolúciója" 1966, 51. o.
  16. ↑ „Tudomány és élet”, 1-4. szám, 1985, 95. o
  17. ↑ lásd a fotót: http://paleopolis.rediris.es/cg/CG2006_BOOK_02/CG2006_B02_Fig_099.htm Archiválva : 2009. december 21. a Wayback Machine -nél
  18. ↑ lásd a fotót: http://paleopolis.rediris.es/cg/CG2006_BOOK_02/CG2006_B02_Fig_135.htm Archiválva : 2009. december 21. a Wayback Machine -nél
  19. ↑ Christiaan Hoek, DG Mann, Hans Martin Jahns . Alga: bevezetés a fizológiába. Cambridge-i egyetemi sajtó. - 1995, 443. o. [6]
  20. ↑ BERGER Sigrid ; LIDDLE Larry B. Az Acetabularia (Dasycladales, Chlorophyta) életciklusa: a tankönyvi beszámolók tévesek. ISSN: 0031-8884. Phycology A. 2003, vol. 42, 2. sz. 204-207 [4 oldal] [7]
  21. ↑ 12 Frederick S. Russell . Előrelépések a tengerbiológiában, 14. évfolyam 142. o
  22. ↑ scinote.ru Sejtkutatás | Science Notes  (nem elérhető link)
  23. ↑ Frederick S. Russell . Előrelépések a tengerbiológiában, 14. évfolyam 142. o
  24. ↑ M. A. Gracsev, az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Fiókjának Limnológiai Intézete (Irkutszk), "Tudomány első kézből", konferencia kiadvány, 2006 ISSN 1810-3960. [8] Archiválva : 2016. június 12. a Wayback Machine -nél
  25. ↑ Günter Vogel és Hartmut Angermann: Taschenbuch der Biologie. 2. Auflage. VEB Gustav Fischer Verlag, Jena 1979, Lizenznummer: 261 700/174/79 Bd.1
  26. ↑ Dr.rer.nat Erik Heinz Benedix, Dr.rer.nat.habil S. Jost Casper ua: Urania Pflanzenreich. 1. Auflage. Urania-Verlag, Lipcse/Jena/Berlin 1974, VLN. 212-475/26/74 Bd.: Niedere Pflanzen
  27. ↑ Wolfgang Miram und Karl-Heinz Scharf (Hrsg.): Biologie heute SII. Schroedel Schulbuchverlag, Hannover 1988, ISBN 3-507-10540-3
  28. ↑ "Tudomány Szibériában" N 45 (2630) 2007. november 22. Letöltve: 2010. március 30. Az eredetiből archiválva : 2013. július 6..
  29. ↑ Hammerling, 1943 könyvben. Srb et al., 1965, op. írta: Zhimulev Igor Fedorovich. Általános és molekuláris genetika. Előadások tanfolyam 3. éves hallgatóknak. 14. fejezet Archivált másolat (nem elérhető link) . Letöltve: 2010. március 30. Az eredetiből archiválva : 2009. április 19.. 
  30. ↑ Gemmerling, 1935, op. I. E. Gluscsenko szerint "Növények vegetatív hibridizációja" (1948), 24-25. Archivált másolat (nem elérhető link) . Letöltve: 2010. szeptember 9. Az eredetiből archiválva : 2010. szeptember 9.. 
  31. ↑ Jules Verne . Húszezer liga a tenger alatt. Per. fr. - N. Yakovleva, E. Korsh. "Összegyűjtött művek", v.4. M., Állami Szépirodalmi Kiadó, 1956. [9] Archiválva : 2010. március 16. a Wayback Machine -nél
  32. ↑ Refdoc