Вольвокс значение в природе и жизни человека кратко

Обновлено: 02.07.2024

1. Таллом многоклеточный, может достигать полутора метров.

Размножение

Размножение ульвы бесполое и половое, характерно чередование поколений.

1. На взрослой ульве, гаметофите, возникают гаметы.

2. Гаметы плавают в водоеме, сливаются, из зиготы формируется спорофит, по внешнему виду идентичный гаметофиту. Обе эти стадии в жизненном цикле водоросли равноценны.

3. В спорофите идет мейоз, в результате возникают споры, из которых вновь развивается гаметофит. Так цикл замыкается.

Внимание! В циклах развития зеленых водорослей преобладает гаплоидное половое поколение — гаметофит. Спорофит чаще всего представлен только зиготой, и исключением здесь является ульва.

Вольвокс. Строение и размножение

Вольвокс — колониальная подвижная зеленая водоросль, класс хлорофициевые. В основном встречается в пресных водах. Несмотря на свою многоклеточность, вольвокс очень мал, шарик-колония может насчитывать несколько тысяч клеток, и при этом не превышать в диаметре трех миллиметров. Неудивительно, что без микроскопа такую водоросль толком и не разглядишь — первым ее увидел с помощью своей удивительной линзы Антони ван Левенгук.

1. Колония в виде шара, свободно плавающая.

2. Клетки вольвокса гаплоидные, с двумя жгутиками. Их соединяют цитоплазматические тяжи.

3. На периферии колонии располагаются мелкие вегетативные клетки, ближе к центру — более крупные генеративные.

Размножение

При бесполом размножении вольвокса в вегетативных клетках идет митоз. В результате образуются дочерние колонии.

Половое размножение вольвокса — оогамия, при которой сливаются две половые клетки, из которых одна более крупная, чем другая. В нем участвуют генеративные клетки. Зигота после периода покоя делится мейозом, ее клетки дают начало новой колонии.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда - репетитор по биологии онлайн

Volvox является родом колониальных водорослей фитофлагеллят. Это организмы, распространенные по всему миру, на сегодняшний день известно около 35 видов. Первый из этих видов был описан в 18 веке известным голландским микроскопистом Антони ван Левенгук.

В настоящее время это одна из самых спорных групп организмов на научном уровне, поскольку некоторые биологи считают, что ее определение как колониальных организмов неточно и что они действительно являются многоклеточными особями.

Другие исследователи, со своей стороны, предполагают, что организмы этого рода Volvox Они одноклеточные, но многоклеточные у растений возникли из колоний этого типа.

характеристики

В Volvox Это организмы, которые образуют сферические, псевдосферические или яйцевидные структуры, полые и зеленого цвета. Они могут иметь размеры от 0,5 до 1 мм. Они состоят из колоний, в которых может быть от 50 до 50 тысяч особей.

Каждая клетка, составляющая колонию, очень похожа на жгутиковые клетки этого рода. Эвглена, то есть это двуягелистная, с определенным ядром, большими хлоропластами и глазным пятном. Форма ячеек может быть сферической, звездчатой или овальной.

Клетки связаны друг с другом полосами цитоплазмы. Они имеют полярность: передняя часть направлена во внутреннюю полость колонии, а жгутики выходят наружу.

Движение видов Volvox Это происходит за счет скоординированного действия жгутиков клеток, вращающихся вокруг собственной оси. Днем эти виды совершают вертикальные миграции в толще воды к поверхности в поисках света.

Это пресноводные среды обитания, часто встречающиеся в прудах, прудах и других мелководных водоемах.

Таксономия

Пол Volvox Впервые его заметил в 1700 году голландский микроскопист Левенгук. В 1758 году шведский натуралист Карл фон Линне впервые описал и проиллюстрировал этот род.

Число описанных видов четко не определено, по данным разных авторов, от 90 до 120. Однако в настоящее время допустимыми считаются только 35 видов.

Этот род принадлежит к семейству Volvocales, которое включает колониальные виды. Клетки всегда бифлагеллятные, и количество клеток в колонии может варьироваться в зависимости от вида, являющегося разновидностью рода. Volvox с наибольшим числом.

Таксономическая классификация этой группы является предметом обсуждения. В течение многих лет ученые находили его в королевстве Plantae, в группе зеленых водорослей (Phyllum Chlorophyta).

Однако в 1969 году ботаник Роберт Уиттакер в своей классификации живых существ поместил Volvox в протистском царстве - царстве, состоящем из групп эукариот, классификация которых сложна и характеристики которых не совпадают с характеристиками других царств эукариот (Plantae, Animalia и Fungi).

Многие авторы в настоящее время считают это царство полифилетическим.

Размножение

Volvox имеет два типа воспроизводства; бесполое и половое. Ни в одном из этих типов воспроизводства не участвуют все клетки, составляющие колонию, а скорее определенные клетки, расположенные в экваториальных зонах.

Бесполое размножение

Когда виды рода Volvox они размножаются бесполым путем, они делают это посредством последовательных или повторяющихся митотических делений половых клеток. Эти деления продолжаются до тех пор, пока в родительской колонии не образуется одна или несколько дочерних колоний.

Дочерние сферы останутся в родительской колонии, пока она не умрет и не освободит их.

Половое размножение

Половое размножение включает производство двух типов половых клеток (гамет), яйцеклеток (макрогамет) и сперматозоидов (микрогамет). После созревания сперматозоидов они покидают родительскую колонию в поисках зрелой яйцеклетки (на внешней окружности колонии) для оплодотворения.

После оплодотворения зигота, которая является результатом союза микро- и макрогаметы, выделяет твердый колючий слой вокруг себя, и позже она станет новой колонией.

Бесполое размножение кажется более частым, чем половое размножение среди Volvox, как было отмечено в лабораторных испытаниях. Однако доподлинно неизвестно, какова может быть частота обоих типов размножения в природе.

В Вольвокс глобатор, Половое размножение происходит весной, а летом повторяются бесполые репродуктивные процессы.

Питание

В Volvox Это зеленые водоросли с хлоропластами, они получают пищу посредством фотосинтеза. Фотосинтез - это преобразование неорганического вещества в органическое с выделением кислорода с использованием для этого световой энергии (солнечного света).

Эти организмы совершают полные миграции, то есть ежедневно перемещаются вертикально.

В течение дня они находятся в самых поверхностных слоях воды, чтобы использовать солнечный свет в процессе фотосинтеза, но ночью они перемещаются в более глубокие воды, чтобы воспользоваться питательными веществами в этих областях.

Volvox и эволюция

Первоначально предполагалось, что Volvox они отошли от своих предков примерно 35–50 миллионов лет назад. Однако недавние исследования показывают, что это расхождение могло произойти 234 миллиона лет назад.

Ученые предполагают, что их предки были свободноживущими, субцилиндрическими, двустворчатыми микроводорослями.

В непрерывных поисках объяснения происхождения многоклеточности использовался род Volvox как источник исследований для разработки и выдвижения гипотез о происхождении многоклеточных организмов.

В Volvox Они считаются идеальными группами для эволюционных исследований, поскольку представляют собой относительно простую многоклеточность; У них есть только два типа клеток, которые не образуют органы или, следовательно, системы органов.

Сегодня известно, что возникновение многоклеточных организмов происходило независимо во многих группах и в разных случаях.

Важность

Важность пола Volvox это в основном экологическое. Эти организмы производят кислород посредством фотосинтеза и, как и другие микроводоросли, составляют основу трофических сетей в окружающей среде, в которой они обитают, являясь пищей для самых разных беспозвоночных, особенно для коловраток.

В некоторых пресноводных средах, где химические условия предполагают, что произошло эвтрофикация, произошло непропорциональное увеличение популяций фитопланктона.

Это увеличение популяции, называемое цветением водорослей, вредно для рыб и других беспозвоночных. Некоторые виды Volvox способствуют этим цветениям.

Кроме того, как уже указывалось, они представляют интерес для эволюционных исследований..

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

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.

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.

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.,

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,

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

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, как мы помним из школьного курса биологии, — это зеленая водоросль, клетки которой группируются в сферу. Сфера может состоять из нескольких тысяч клеток, каждая из них имеет два жгутика и красный глазок. Этот многоклеточный шарик передвигается за счет движения жгутиков, обращенных наружу. Вольвоксов можно увидеть летом в любом водоеме, а любители поразглядывать всякую мелочь под микроскопом считают вольвокса одним из чудес микромира.

Студенты изучают вольвокса более подробно. В классическом курсе зоологии В. А. Догеля вольвокс приведен в качестве примера самого примитивного многоклеточного существа на Земле. Действительно, это всего лишь сфера из соединенных между собой фотосинтезирующих клеток в слизистом матриксе. Правда, при этом подчеркивается, что у такого простого многоклеточного организма уже имеется клеточная дифференциация: одни клетки выполняют роль соматических, а другие становятся репродуктивными. Только из репродуктивных клеток могут сформироваться дочерние колонии. Как и у других водорослей, в жизненном цикле вольвокса имеется бесполое и половое поколение, то есть одни колонии получаются вегетативным путем (без оплодотворения), а другие — в результате слияния половых клеток.

Однако Н. А. Заренков акцентирует внимание на том, что механизмы дифференциации клеток на соматические и репродуктивные у вольвокса и механизмы дифференциации клеток у зародышей настоящих многоклеточных разные. Причем это касается в равной мере и реальных зародышей многоклеточных животных, и гипотетического предка многоклеточных — фагоцителлы И. И. Мечникова. Рассуждения автора основаны прежде всего на геометрии зародышей вольвокса и настоящих многоклеточных.

Так выглядит взросление Вольвокса. а) В течение первых пяти делений получается зародышевый диск из 32 (2 5 ) одинаковых клеток, этот диск сворачивается в сферу и из стенки родительской колонии выходит во внутреннее пространство колонии. b) Шестое деление клеток дает по две неравных по размеру клетки, одну большую и одну маленькую. с) Большие клетки делятся еще несколько раз на неравные по размеру клетки, а потом и вовсе прекращают деление, а маленькие клетки в это время продолжают обычное равномерное деление. d) На одном конце сферического зародыша появляется крестообразное отверстие. e) Это один из самых волнующих эпизодов взросления Вольвокса. Все клетки до того момента располагались жгутиками внутрь, так получилось, когда зародышевый диск сворачивался в сферу в начале развития, то есть был вывернут наизнанку. Теперь же зародыш должен вывернуться на лицевую сторону. И вот зародыш через появившееся отверстие начинает это выворачивание. f) После того как зародыш вывернулся до конца и все его жгутики торчат наружу, он считается совершеннолетним, после только увеличивается в размерах и вскоре покидает родительскую сферу. Из статьи D.L.Kirk (2005)

Дифференциация клеток происходит из-за неравномерного распределения ресурсов (любых ресурсов!) в пределах ассоциации клеток. Равномерное распределение ресурсов между клетками может теоретически достигаться только тогда, когда контакт всех клеток со всеми одинаков или легко и быстро устанавливается. Понятно, что чем больше клеток, тем труднее устанавливается контакт всех со всеми. Мало того, в зависимости от того, в какую фигуру организованы клетки, эта неравномерность контактов будет различна.

Необходимо заметить, что данная работа — это лишь отсвет того взрыва публикаций, который наблюдается в современной научной литературе по проблеме формообразования и становления многоклеточности у животных. И сейчас вполне утвердилось мнение о том, что вольвокс не является примитивной формой многоклеточного организма. Самые древние формы вольвокса известны из отложений среднего карбона (около 300-320 млн лет назад), а древнейшие многоклеточные регистрируются палеонтологической летописью около 580 млн. лет назад. А молекулярные данные говорят о более древнем происхождении многоклеточных (1 млрд лет назад).

Развитие вольвокса имеет ряд удивительных особенностей, и он никак не может считаться примитивным. Например, в нем присутствует стадия выворачивания дочерней колонии наизнанку. Но вместе с тем аналоги некоторых генов, отвечающих за дифференциацию клеток у вольвокса, известны у всех других многоклеточных. Однако самым любопытным фактом, на мой взгляд, является то, что столь важное эволюционное событие, как появление многоклеточности, происходило неоднократно у разных групп животных и растений. Причем рекордсменом, достойным книги Гиннеса, является то семейство водорослей, к которому принадлежит вольвокс: многоклеточность в нем возникала независимо не менее 9 раз!

См. также:
1) David L. Kirk. A twelve-step program for evolving multicellularity and a division of labor. Pdf, 502 Кб // BioEssays 27: 299–310 (2005).
2) I. Nishii, S. Ogihara, D. L. Kirk. A kinesin, invA, plays an essential role in volvox morphogenesis // Cell. 2003. 113(6): 743-753.

Читайте также: