Volvox

Volvox es un género polifilético de algas verdes clorofíticas de la familia Volvocaceae. Forma colonias esféricas de hasta 50.000 células. Viven en una variedad de hábitats de agua dulce y Antonie van Leeuwenhoek los informó por primera vez en 1700. Volvox se separó de sus ancestros unicelulares aproximadamente Hace 200 millones de años.

Descripción

Volvox colonia: 1) Chlamydomonas- Como la celda, 2) colonia de hijas, 3) puentes citoplasmáticos, 4) gel intercelular, 5) Celda reproductora, 6) Celda somática.

Volvox es un género polifilético en el clado de algas verdes volvocine. 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 se encuentran incrustadas en la superficie de una esfera hueca o coenobium que contiene una matriz extracelular hecha de glicoproteínas.

Las células somáticas adultas comprenden una sola capa con los flagelos hacia afuera. Las células nadan de manera 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 en el clado Euvolvox más basal están interconectadas por delgadas hebras de citoplasma, llamadas protoplasmas. El número de celda se especifica durante el desarrollo y depende del número de rondas de división.

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 desencadenarse por las condiciones ambientales y por la producción de una feromona que induce el sexo. 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 a través de divisiones repetidas. En la reproducción sexual se producen dos tipos de gametos. Las especies Volvox pueden ser monoicas o dioicas. Las colonias masculinas liberan numerosos paquetes de espermatozoides, mientras que en las colonias femeninas las células individuales se agrandan para convertirse en oogametos u óvulos.

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

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 sus flagelos hacia afuera. Durante este proceso, las células reproductoras asexuales (gonidios) primero se someten a sucesivas divisiones celulares para formar un embrión o plakea con forma de copa o cóncavo compuesto por una sola capa de células. Inmediatamente después, la capa de células está del 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 plakea. Luego, el embrión sufre una inversión, durante la cual la capa celular se invierte para formar una colonia hija esferoidal con los extremos apicales y los flagelos de los protoplastos hijos colocados en el exterior. Este proceso permite la locomoción adecuada de colonias esferoidales de Volvocaceae. El mecanismo de inversión se ha investigado ampliamente a nivel celular y molecular utilizando la especie modelo, Volvox carteri.

Inversión embrionaria en Volvox. a) Eferoide de globador V de adultos que contiene múltiples embriones. b) Embryo undergoing type-A inversion (e.g., V. carteri). c) Embryo undergoing type-B inversion (e.g., V. globator, V. aureus). d) El micrografo ligero muestra la sección semifinales del embrión V. globator que exhibe diferentes formas celulares. e) Representación esquemática de las células de la región marcada en d). PC: células en forma de paddle, dos puntos de vista diferentes ilustran la forma anisotrópica; SC: células en forma de husillo; línea roja: posición de puentes citoplasmáticos (CB). f) renderizaciones 3D de un único embrión de globador V en tres etapas sucesivas de inversión. g) Secciones transversales ópticas de embrión en f). h) Los contornos de hoja de celda ajustada se superponen en secciones en g), con curvatura κ. i) Superficies de la revolución calculadas a partir de contornos promedios.

Hábitats

Volvox es un género de algas de agua dulce que se encuentra en estanques y zanjas, incluso en charcos poco profundos. Según Charles Joseph Chamberlain,

"El lugar más favorable para buscarlo está en los estanques más profundos, lagunas y zanjas que reciben abundante agua de lluvia. Se ha dicho que donde se encuentra Lemna, es probable que encuentre Volvox; y es cierto que tal agua es favorable, pero la sombra es desfavorable. Mira dónde encuentras Sphagnum, Vaucheria, Alisma, Equisetum fluviatil, Utricularia, Typha, y Chara. El Dr. Nieuwland informa que Pandorina, Eudorina y Gonium son comúnmente encontrados como constituyentes de la escoria verde en muros en campos donde se mantienen los cerdos. El flagelo, Euglena, a menudo se asocia con estas formas."

Historia

Antonie van Leeuwenhoek informó por primera vez de las observaciones de Volvox en 1700.

Después de unos dibujos de Henry Baker (1753), Linnaeus (1758) describiría el género Volvox, con dos especies: V. globotor y V. caos. Volvox chaos es una ameba ahora conocida como Chaos (género) sp.

Evolución

Los antepasados de Volvox pasaron de células individuales a formar colonias multicelulares al menos hace 200 millones de años, durante el período Triásico. Una estimación que utiliza secuencias de ADN de unas 45 especies diferentes de algas verdes volvocine, incluido Volvox, sugiere que la transición de células individuales a colonias multicelulares indiferenciadas tomó alrededor de 35 millones de años.