Тетрасельмис - Tetraselmis

Тетрасельмис
Bacillario008.png
Tetraselmis suecica
Научная классификация е
Тип:Хлорофита
Учебный класс:Chlorodendrophyceae
Заказ:Chlorodendrales
Семья:Chlorodendraceae
Род:Тетрасельмис
Ф. Штейн, 1878 г.
Разновидность

См. Текст

Тетрасельмис это род фитопланктон. Тетрасельмис представляет собой род зеленых водорослей в отряде Chlorodendrales, и они характеризуются своим интенсивно окрашенным в зеленый цвет хлоропластом, жгутиковидными клеточными телами, наличием пиреноида внутри хлоропласта и чешуйчатой ​​тканевой стенкой.[1][2] Виды этого рода встречаются как в морских, так и в пресноводных экосистемах по всему миру; ареал их обитания в основном ограничен глубиной воды из-за их фотосинтетической природы.[1] Таким образом, они живут в разнообразной водной среде, если доступно достаточно питательных веществ и света для чистой фотосинтетической активности. Тетрасельмис виды оказались полезными как для исследований, так и для промышленности. Тетрасельмис виды были изучены для понимания темпов роста планктона, а недавно колониальные виды использовались для понимания эволюции многоклеточности.[1][3] Кроме того, многие виды в настоящее время исследуются на предмет их использования в качестве биотоплива из-за высокого содержания в них липидов.[4]

История

Название рода впервые было представлено научному сообществу Германии в 1878 году Ф. фон Штайном.[5] Род Тетрасельмис за прошедшие годы претерпел множество таксономических изменений, в основном из-за более передовых методов исследования, которые помогли ученым в их классификации. Многие ботаники внесли свой вклад в изучение окружающей среды. Тетрасельмис, и обнаружили много видов в пределах родов. Некоторые известные участники включают R.W. Butcher, T. Hori, R.E. Норрис и М. Чихара.

Расположение и экология

Тетрасельмис виды встречаются как в морских, так и в пресноводных экосистемах и занимают ниши в качестве основных продуцентов в бентических и планктонных пищевых сетях.[1] Их можно найти во многих глобальных водах, и их основным фактором, определяющим диапазон среды обитания, является доступность света, которая ограничивает клетки фотической зоной водной толщи. Основными продуцентами водных экосистем являются в основном одноклеточный фотосинтезирующий планктон, в который входит Тетрасельмис. Планктонные фотоавтотрофы являются важными компонентами водных пищевых сетей, поскольку они образуют первый трофический уровень. Наиболее Тетрасельмис виды являются свободноживущими, однако некоторые виды являются симбионтами внутри животных.[1] Морские виды часто быстро и плотно заселяются, вызывая цветение планктона на берегах и в заливах.[1] Тетрасельмис имеет особо важный род для изучения и понимания динамики роста планктона.[1]

Морфология клетки

Тетрасельмис виды сильно различаются по размеру и форме клеток. Ячейки могут быть круглыми, яйцевидными, эллиптическими, уплощенными, сжатыми или сочетанием этих форм, длина сторон которых может варьироваться в диапазоне от 3,5 до 25 мкм.[6] Тетрасельмис клетки имеют четыре жгутика одинаковой длины, выходящие из углубления около вершины.[1] У большинства видов жгутики выходят парами и расходятся друг от друга.[1] Обычно отдельные клетки движутся линейно в течение длительного периода времени, а затем быстро меняют направление без остановки, при этом их жгутики создают силу для движения через водную среду.[1] На рисунке 1 показаны общие характеристики жгутиков и тела клетки. Тетрасельмис разновидность.

У них есть один большой хлоропласт, обычно с четырьмя передними долями, который занимает большую часть цитоплазматического компартмента.[7] У некоторых видов доли уменьшены или отсутствуют, а у некоторых развиты задние доли.[1] Подобно другим линиям зеленых водорослей, тилакоиды и ламеллы не имеют определенного числа или рисунка в хлоропласте.[1] Хлоропласт содержит один пиреноид, окруженный крахмальной оболочкой, и одно глазное пятно.[1] Пиреноид обычно находится в центре клетки; однако расположение стигмы варьируется от вида в основном из-за размера и формы клеток.[1] Рыльце состоит из двух слоев липидных гранул, разделенных одним тилакоидом, которые параллельны хлоропластной мембране.[1] Стигмы представляют собой концентрацию пигментных гранул, которые клетка использует для обнаружения света, позволяя им ориентироваться в толще воды.[1] И пиреноид, и стигма могут использоваться для таксономической классификации из-за их надежного и неотъемлемого положения в видах.[1] См. Рисунок 1 для визуального представления положения хлоропласта, рыльца, пиреноида и вдавления жгутика.

Ядро клетки лежит между передними долями хлоропласта параллельно пиреноиду, и у некоторых видов развиты передние доли ядра.[1] Ядро расположено центрально и параллельно жгутиковому вдавлению и пиреноиду.[1] Кроме того, конденсированный хроматин можно увидеть в ядре некоторых видов.[1] См. Рисунок 1, где показано расположение ядер внутри клеток. Гольджи Тетрасельмис У видов есть отчетливое количество тел Гольджи, обычно в пределах 2-4, но у видов может быть до 8 или более.[1] Это надежный признак, который используется для классификации видов.[1] Тельца Гольджи лежат между хлоропластом и базальными тельцами; цис-Гольджи обращены к хлоропласту, а транс-Гольджи обращены к базальным тельцам. Митохондрии беспорядочно рассредоточены по цитоплазме.[1] Цитоплазма может содержать дополнительные органеллы и макромолекулы, такие как липидные капли, вакуоли и лизосомы.[1] Кроме того, крахмал, производимый Тетрасельмис такая же, как и у наземных растений.

Тека большинства видов плотно окружает тело клетки, но может разделиться из-за неправильной формы клетки.[1] Тека обычно гладкие, но у некоторых видов развиваются отчетливые складки, которые перпендикулярно пересекаются около вершины клетки, что придает клетке вид разделенной на четыре продольных секции.[1] У некоторых видов также есть задняя скрученная клетка, которая отражается в образовавшейся стенке течения.[1] Единственная перфорация теки - это место выхода жгутиков, которое называется апикальной депрессией.[1] Пора представляет собой длинную щель с текальными расширениями, которые граничат с ней и уходят вверх, чтобы защитить основание жгутика.[1] В клетках, утративших жгутики, текальные отростки растут и закрывают щель, но не сливаются; неподвижные клетки Тетрасельмис имеют отростки жгутиков, которые остаются в текальном отсеке.[1] Кроме того, у многих видов есть толстые вьющиеся волосы, прикрепленные к клеточной стенке возле основания жгутика.[1] Волосы поперечно-полосатые и имеют спиральный рисунок, который похож на жгутиковые волоски, но они толще и длиннее, чем жгутиковые волоски.[1] Образование чешуек начинается во время профазы, и чешуйки попадают на клеточную мембрану сразу после завершения цитокинеза, и две дочерние клетки разделяются.[2] Сращение чешуек происходит снаружи и начинается около заднего конца, простираясь вперед к переднему концу, на котором последней образуется щель жгутика.[1]

Каждая клетка имеет четыре жгутика одинаковой длины, у которых жгутики короче длины клетки.[1] Жгутики выходят из апикальной впадины парами и направлены в противоположные стороны, параллельно длинной стороне клетки.[1] Из-за их выхода из глубокого углубления механическое усилие, которое могут создавать жгутики, ограничено.[1] Другие клоны с не вдавленными вставками жгутиков могут производить большее количество жгутиковой силы, потому что основание жгутика не ограничено геометрически.[1] Жгутики Тетрасельмис виды толстые, покрытые слизистым материалом, с тупым концом.[1] Они также покрыты жгутиковыми волосками, которые слабо прикреплены к внешней стороне клетки; они поперечно-полосатые с двумя чешуйчатыми слоями на жгутиках.[1] См. Рисунок 3 для детального изображения жгутиков, включая их чешую и шерсть. Внутренний слой компактный и плотно покрывает жгутики, а волосковые клетки прикрепляются к клеточной мембране через небольшие участки мембраны, которые не покрыты из-за образования рисунка.[1] Внешний чешуйчатый слой состоит из мелких круглых чешуек, которые в основном используются для перекрытия голой мембраны, не покрытой внутренней чешуей.[1] Внутренняя чешуя крупнее внешней и обычно по форме напоминает пятиугольник или квадрат.[1] См. Рисунок 1 для обобщенного рисунка жгутиковых чешуек. Жгутиковые волоски имеют четкую последовательность структурных компонентов, проксимальный филамент соединяет жгутик и поверхность клетки, за ним следует трубчатый стержень, затем переходная зона, в которой стержень модифицируется, за которой следует участок линейных глобулярных субъединиц и волосы заканчиваются дистальной нитью.[1] Дистальная нить и переходная зона - единственные компоненты, которые не производятся некоторыми видами.[1] Жгутиковые волоски имеют фиксированное количество повторов дистальных субъединиц, которое колеблется от 2 до 44 субъединиц в зависимости от вида.[1] Таким образом, жгутиковые волоски являются хорошим морфологическим инструментом для сравнения и классификации видов.[1] На рисунке 1 эти волоски показаны на рисунке жгутиков. Виды используют свои жгутики, чтобы двигаться по прямым линиям, вращаясь вдоль своей оси, при этом они перемещаются в одном направлении на большие расстояния, а затем внезапно меняют направление мгновенно, не останавливаясь.[1] Некоторые виды отличаются от этой модели движения и двигаются менее жестко и структурированно.[1]

Жизненные этапы

Тетрасельмис У видов есть три стадии жизни, которые включают стадию жгутиков, стадию вегетативной неподвижности и стадию цисты.[7] Вегетативная неподвижная стадия - доминирующая стадия жизни большинства видов.[1] Единственное структурное различие между жгутиковидной и вегетативной стадиями - это количество чешуйчатых слоев в стенке тека; на стадии жгутика бывает только один слой, а на стадии вегетативного развития - два или более.[1] Клетки на стадии кисты теряют свои жгутики и называются афлагеллятами, и они образуют толстую оболочку тека для защиты.[1] На любом этапе жизни возможно Тетрасельмис виды претерпевают полную трансформацию и развивают жгутики, становясь подвижными.

Тетрасельмис виды подвергаются клеточному делению во время неподвижной стадии, производя две дочерние клетки, а большинство видов проходит только один цикл деления.[1] Во время деления клетки органеллы делятся синхронно до деления ядра.[1] Делению клеток способствует фикопласт, который представляет собой структуру микротрубочек, которая помогает клетке делить ядра на каждую дочернюю клетку.[1] Дочерние клетки могут развиваться в жгутиковые клетки или оставаться неподвижными, в зависимости от условий окружающей среды.[1] Кроме того, жгутиковые или неподвижные вегетативные клетки прикреплены к стенке тека с помощью четырех точек контакта микротрубочек.[1]

Практическое значение

Тетрасельмис виды были важны для исследований клеточной биологии, для изучения циклов роста планктона, и они могут быть использованы в будущем в производстве биотоплива. Т. индика используется для изучения того, как асимметричное деление клеток во время митоза приводит к гетерогенности клональных клеток.[3] Этот вид образует клональную колонию, в которой клетки морфологически и ультраструктурно различны, и многие клетки специализируются и развивают независимые физические свойства.[3] Асимметричное деление дочерних клеток приводит к неравному делению как цитоплазмы, так и нуклеоплазмы.[3] Ученые считают, что это явление позволяет клонам образовывать «субпопуляции», которые остаются близко друг к другу, в которых клетки взаимодействуют друг с другом и действуют как одна большая популяция.[3] Асимметричное деление клеток явно играет важную роль в производстве фенотипически разнообразных клеток в многоклеточных системах, и это имеет важные последствия для многоклеточных организмов, включая человека.[3]

Тетрасельмис и другие виды микроводорослей используются в качестве пищи в аквакультуре и в биотехнологиях.[4] Тетрасельмис виды, наряду с другими микроводорослями, являются многообещающим источником для использования в качестве биотоплива из-за их высокой скорости роста, высокого содержания липидов, более дешевых механизмов фотосинтеза, меньшей потребности в сельскохозяйственных угодьях, полезных побочных продуктах и ​​экологичности. В настоящее время проводятся исследования конкретных видов микроводорослей для использования в качестве биотоплива.[4] «Тетрасельмис имеет очень высокий уровень липидов; их аминокислоты стимулируют питание морских организмов.[нужна цитата ]

EPS T. suecica обладают антиоксидантной активностью и цитотоксическим действием на опухолевые клетки; следовательно, они могут предложить больше преимуществ в качестве возможных натуральных нутрицевтиков для фармацевтической промышленности.[8]

Дополнительная информация

Тетрасельмис зеленый, подвижный, обычно вырастает до 10 мкм в длину и 14 мкм в ширину. T. convolutae симбионт акоэлемат животное Symsagittifera roscoffensis (а также могут свободно жить в океане).[9]

Разновидность

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс у z аа ab ac объявление ае аф аг ах ай эй ак аль являюсь ан ао ap водный ар в качестве в au средний ау топор ай az ба bb до н.э bd Норрис Р.Э., Хори Т. и Чихара М. 1980: Пересмотр рода Тетрасельмис (Класс Prasinophyceae). Бот. Mag. Токио. 93: 317-339. 10.1007 / BF02488737
  2. ^ а б Беккер Б., Марин Б. и Мелконян М. 1994: Структура, состав и биогенез клеточных покрытий празинофитов. Протоплазма. 181: 233-244. 10.1007 / BF01666398
  3. ^ а б c d е ж Арора М., Анил А.С., Берджесс К., Делани Дж. И Месбахи Э. 2015: Асимметричное деление клеток и его роль в определении судьбы клеток у зеленых водорослей Тетрасельмис индика. J. Biosci. 40: 921-927. 10.1007 / s12038-015-9576-7
  4. ^ а б c Алонсо, М., Лаго, Ф.К., Виейтес, Дж. М. и Эспинейра, М. 2012: Молекулярная характеристика микроводорослей, используемых в аквакультуре с биотехнологическим потенциалом. Aquacult. Интер. 20: 847-857. 10.1007 / s10499-012-9506-8
  5. ^ Штейн, Ф. фон (1878). Der Organismus der Infusionsthiere nach eigenen Forschungen in systematischer Reihenfolge bearbeitet III. Abtheilung. Die Naturgeschicnte der Flagellaten oder Geisselinfusorien. Mit 24 Küpfertaflen. I. Halfte, den noch nicht abgeschlossenen allgemeinen Theil nebst Erklärung der Sämmtlichen Abbildungen enthaltend. стр. 1-154, пожалуйста, I-XXIV. Лейпциг: Verlag von Wilhelm Engelmann.
  6. ^ Арора М., Анил А.С., Лелиаерт Ф., Делани Дж. И Месбахи Э. 2013: Тетрасельмис индика (Chlorodendrophyceae, Chlorophyta), новый вид, выделенный из солончаков в Гоа, Индия. Европейский журнал психологии. 48: 61-78. 10.1080 / 09670262.2013.768357
  7. ^ а б Норрис Р.Э., Хори Т. и Чихара М. 1980: Пересмотр рода Tetraselmis (класс Prasinophyceae). Бот. Mag. Токио. 93: 317-339. 10.1007 / BF02488737
  8. ^ Парра-Риофрио, Джеованна; Гарсиа-Маркес, Хорхе; Касас-Аррохо, Вирджиния; Урибе-Тапиа, Эдуардо; Абдала-Диас, Роберто Теофило (2020). «Антиоксидантное и цитотоксическое действие на опухолевые клетки экзополисахаридов из Tetraselmis suecica (Kylin) Butcher, выращенных в автотрофных и гетеротрофных условиях». Морские препараты. 18 (11): 534. Дои:10.3390 / md18110534. Получено 2 ноября 2020. CC-BY icon.svg Текст был скопирован из этого источника, который доступен под Международная лицензия Creative Commons Attribution 4.0.
  9. ^ Semmler, H; Байи, X; Ваннингер, А. (сентябрь 2008 г.), «Миогенез в базальной двунаправленной части Symsagittifera roscoffensis (Acoela)», Границы зоологии, 5: 14, Дои:10.1186/1742-9994-5-14, ЧВК  2562460, PMID  18803837