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| ボルボックス | |
|---|---|
| |
| ボルボックス属 | |
科学的分類 
| |
| クレード: | 緑色植物 |
| 分割： | 緑藻類 |
| クラス： | 緑藻類 |
| 注文： | クラミドモナス目 |
| 家族： | ボルカ科 |
| 属: | ボルボックス L. |
| 種 | |
|
Volvox aureus | |
ボルボックスは、ボルボックス科に属する緑藻類の多系統 属である。ボルボックス属は最大50,000個の細胞からなる球状のコロニーを形成するため、球状藻類と呼ばれることもある。ボルボックスはさまざまな淡水生息地に生息し、 1700年にアントニー・ファン・レーウェンフックによって初めて報告された。ボルボックスは、約2億年前に単細胞の祖先から分岐した。 [1]
説明
ボルボックスは、ボルボシン緑藻類の多系統属です。 [2]成熟したボルボックスの コロニーは、2種類の分化した細胞型から最大数千個の細胞で構成されています。2種類の分化した細胞型とは、多数の鞭毛のある 体細胞と、体細胞を欠く少数の生殖細胞で、糖タンパク質でできた細胞外マトリックス[1]を含む中空球または共生層の表面に埋め込まれています。[3]
成体の体細胞は、鞭毛が外側を向いた単層構造である。細胞は前極と後極が明確に区別され、協調して泳ぐ。細胞には前眼点があり、これによりコロニーは光に向かって泳ぐことができる。より基底的なユーボルボックス系統のコロニーの細胞は、原形質と呼ばれる細い細胞質の糸で相互接続されている。 [4]細胞数は発生中に指定され、分裂回数に依存する。[2]
再生
ボルボックスは通性生殖であり、有性生殖と無性生殖の両方で繁殖することができます。研究室では無性生殖が最も一般的に観察されていますが、野生での有性生殖と無性生殖の相対的な頻度は不明です。無性生殖から有性生殖への切り替えは、環境条件[5]と性誘発フェロモンの生成によって引き起こされる可能性があります。[6]受精が成功すると、乾燥に耐性のある二倍体の接合子が生成されます。
無性生殖コロニーには、生殖しない体細胞（栄養細胞）と、内部にある運動しない大型生殖細胞（生殖腺）の両方が含まれており、生殖細胞は分裂を繰り返して無性生殖で新しいコロニーを作り出す。有性生殖では2種類の配偶子が作られる。ボルボックス属は雌雄異株と雌雄異株に分けられる。雄のコロニーは多数の精子を放出し、雌のコロニーでは単一の細胞が大きくなって卵子になる。[2] [7]
カークとカーク[8]は、無性生殖する生物に短時間の熱ショックを与えると、体細胞内で性誘導フェロモンの産生が誘発されることを示した。熱ショックによる性の誘導は酸化ストレスによって媒介され、酸化DNA損傷も引き起こす可能性がある。[5] [9]性経路への切り替えが、熱や干ばつなどの環境ストレスを生き延びる鍵であると示唆されている。[10]この考えと一致して、性の誘導にはシグナル伝達経路が関与しており、ボルボックスでは傷害によっても誘導される。[10]
コロニー反転
コロニー反転は、ボルボックス科の発達過程における特別な特徴であり、新しいコロニーの鞭毛が外側を向くようになる。この過程で、無性生殖細胞（生殖細胞）はまず連続的な細胞分裂を経て、単一の細胞層からなる凹型からカップ型の胚またはプラケアを形成する。その直後、細胞層は成体の構成と比較して裏返しになっており、鞭毛が形成される胚プロトプラストの先端部はプラケアの内側に向いている。その後、胚は反転し、その際に細胞層が反転して、娘プロトプラストの先端部と鞭毛が外側に位置する球状の娘コロニーを形成する。このプロセスにより、ボルボックス科の球状コロニーが適切に移動できるようになる。反転のメカニズムは、モデル種であるVolvox carteri を使用して、細胞レベルおよび分子レベルで広範に研究されている。[11]
生息地
ボルボックスは池や溝、浅い水たまりに生息する淡水藻類の一種である。[7]チャールズ・ジョセフ・チェンバレンによれば、[13]
「この植物を探すのに最も適した場所は、雨水が豊富にある深い池、ラグーン、溝です。Lemnaが見つかる場所にはVolvox も見つかる可能性が高いと言われています。確かにそのような水は適していますが、日陰は不利です。Sphagnum 、Vaucheria、Alisma、Equisetum fluviatile、Utricularia、Typha、Chara が見つかる場所を探してください。Dr. Nieuwland は、Pandorina、Eudorina、Gonium は、豚を飼育している畑の泥沼の緑色のスカムの成分としてよく見つかると報告しています。鞭毛虫のEuglenaは、これらの形態とよく関連しています。」
歴史
アントニー・ファン・レーウェンフックは1700 年に初めてボルボックスの観察を報告した[14] [15]
ヘンリー・ベイカー（1753）のいくつかの絵をもとに[16] 、リンネ（1758）[17]はボルボックス属を2種、V. globatorとV. chaosとして記載した。ボルボックス・カオスは現在Chaos sp.として知られているアメーバである[18] [19]。
進化
ボルボックスの祖先は、少なくとも2億年前の三畳紀に、最初はクラミドモナスに似ていた単細胞から多細胞群体へと変化した。[1] [20] 中間段階のコニウムには、16個のクラミドモナスのような細胞が含まれていた。ボルボックスを含む約45種のボルボックス系緑藻のDNA配列を用いた推定によると、単細胞から未分化の多細胞群体への移行には約3500万年かかったと示唆されている。[1] [20]
参考文献
- ^ abcd アリゾナ大学 (2009 年 2 月 22 日)。「単細胞藻類は 2 億年前に多細胞へと飛躍した」。Science Daily。
- ^ abc カーク、デビッドL.（1998）。ボルボックス：多細胞性と細胞分化の分子的および遺伝的起源の探究。ケンブリッジ大学出版局。ISBN 978-0-521-45207-6。
- ^ Hallmann, A. (2003). 「ボルボックスの細胞外マトリックスと性誘発フェロモン」ボルボックスの細胞外マトリックスと性誘発フェロモン.国際細胞学レビュー。第227巻。pp.131–182。doi :10.1016/S0074-7696(03)01009- X。ISBN 978-0-12-364631-6. PMID 14518551。
- ^ 生島 暢; 丸山 誠 (1968). 「ボルボックスの原形質結合」.真核微生物学ジャーナル. 15 (1): 136–140. doi :10.1111/j.1550-7408.1968.tb02098.x.
- ^ ab Nedelcu, AM; Michod, RE (2003). 「酸化ストレスへの反応としての性：通性生殖系統における抗酸化物質の性誘導に対する影響」Proc. Biol. Sci . 270 (Suppl 2): S136–9. doi :10.1098/rsbl.2003.0062. PMC 1809951. PMID 14667362 .
- ^ホールマン、 アーミン(2003)。「ボルボックスの細胞外マトリックスと性誘導フェロモン」。国際細胞学レビュー。227 :131–182。doi : 10.1016/S0074-7696(03)01009- X。ISBN 978-0-12-364631-6. PMID 14518551。
- ^ ab Powers, JH (1908). 「ボルボックスのさらなる研究、3つの新種の記述」アメリカ顕微鏡学会誌。28 :141–175。doi : 10.2307/3220908。JSTOR 3220908。
- ^ DL, Kirk; Kirk, MM (1986). 「熱ショックがボルボックスの性的誘導物質の産生を誘発する」. Science . 231 (4733): 51–4. Bibcode :1986Sci...231...51K. doi :10.1126/science.3941891. PMID 3941891.
- ^ Nedelcu, AM; Marcu, O; Michod, RE (2004). 「酸化ストレスへの反応としての性：細胞活性酸素種の2倍の増加が性遺伝子を活性化する」Proc. Biol. Sci . 271 (1548): 1591–6. doi :10.1098/rspb.2004.2747. PMC 1691771. PMID 15306305 .
- ^ ab Amon, P; Haas, E; Sumper, M (1998). 「性誘導フェロモンと傷害は多細胞緑藻 Volvox において同じ遺伝子セットを誘発する」. Plant Cell . 10 (5): 781–9. doi :10.2307/3870664. JSTOR 3870664. PMC 144025. PMID 9596636.
- ^ 山下S;新垣裕也川井豊岡 博ノガ、A;広野、M;野崎 洋 (2016 年 11 月) 「ボルボシン藻類における回転楕円体コロニーの代替進化：アストレフォメン（ボルボ目、緑藻綱）における胚発生の発生解析」。BMCエボリューションバイオル。16 (1): 243.土井: 10.1186/s12862-016-0794-x。PMC 5103382。PMID 27829356。
資料はこのソースからコピーされたもので、Creative Commons Attribution 4.0 International License に基づいて利用可能です。
- ^ Stephanie Höhn、Aurelia R. Honerkamp-Smith、Pierre A. Haas、Philipp Khuc Trong、Raymond E. Goldstein Phys. Rev. Lett. 114, 178101 – 2015年4月27日発行。この記事には、クリエイティブ コモンズ アトリビューション 3.0 (CC BY 3.0) ライセンスの下で利用可能なこのソースからの引用が含まれています。
- ^ チェンバレン、チャールズ・ジョセフ(2007) [1932]。「Chlorophyceae」。植物組織学の方法。書籍を読む。pp. 162–180。ISBN 978-1-4086-2795-2。
- ^ レーウェンフック、アントニー(1700)。「羊の肝臓の虫、ブヨ、カエルの排泄物中の動物についてアントニー・レーウェンフック氏からの手紙の一部」。王立協会哲学論文集。22 ( 260–276 ) : 509–518。Bibcode : 1700RSPT ...22..509V。doi : 10.1098/rstl.1700.0013。
- ^ Herron, M. (2015). 「…大きな穀物の大きな塊…」Fierce Roller Blog 、[1] 2016年6月3日にWayback Machineでアーカイブ。
- ^ ベイカー、H.（1753）顕微鏡の使用。R.ドッズリー：ロンドン、pl.XII、f.27、[2]。
- ^ リンネ、C. (1758)。自然の体系、二次分類、序数、属、種、特性、差異、同義語、座位。トーマス I. 編集、再フォーマット。エディシオデシマ改訂版。 Vol. 1 ページ [i-iv]、[1]-823。 Holmiae [ストックホルム]: インペンシス ダイレクト。ラウレンティ・サルヴィー。
- ^ Herron, M. (2016). 手足なしで動く! ボルボックスに乗るリンネ。Fierce Roller Blog 、[3] 2016年6月3日にWayback Machineでアーカイブ。
- ^ Spencer, MA, Irvine, LM & Jarvis, CE ( 2009). 藻類命名法に関連するリンネ名の類型化。Taxon 58: 237-260, [4] 2016-05-08にWayback Machineでアーカイブ。
- ^ ab Herron, MD; Hackett, JD; Aylward, FO; Michod, RE (2009). 「三畳紀の起源と多細胞ボルボシン藻類の早期放散」米国科学アカデミー紀要. 106 (9): 3254–3258. Bibcode :2009PNAS..106.3254H. doi : 10.1073/pnas.0811205106 . PMC 2651347. PMID 19223580 .
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ボルボックスに関連するメディアがあります。
Wikispeciesには、Volvoxに関する情報があります。
- Guiry, MD; Guiry, GM「Volvox」。AlgaeBase。世界規模の電子出版物、アイルランド国立大学、ゴールウェイ。
- 法政大学のウェブサイトからの写真付きボルボックスの説明
- ボルボックスのYouTube動画:
- カリフォルニア州オロビル湖のボルボックスの微小運動
- ライフサイクルと反転
- ワルツボルボックス
- 回転するボルボックス
- ボルボックス、ミクロの世界の 7 つの不思議の 1 つ、Wim van Egmond 著、Microscopy-UK より
- MetaMicrobe.com の Volvox carteri の繁殖方法、簡単な事実