Frage:
Wie können Valonia ventricosa-Zellen so groß werden?
James
2015-02-09 21:13:06 UTC
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Valonia ventricosa sind einzellige Algen, die zwischen einem und wenigen Zentimetern liegen. In seltenen Fällen können sie eine Größe von mehr als 5 cm erreichen. Sie reichen von grasgrün bis dunkelgrün, und einige haben sogar eine schwärzliche Farbe.

Picture of large speherical Valonia ventricosa.

Seltsamerweise scheint ein Großteil der Literatur, die diese Organismen abdeckt, vorab zu sein 1950. Dieses Röntgenkristallographieprojekt von 1937 identifizierte Schlüsselstrukturen in der Zellwand von V. ventricosa :

Es wurde festgestellt, dass es aus Schichten besteht, in denen die Celluloseketten in einer beliebigen Schicht zu denen in den vorhergehenden und nachfolgenden Schichten in einem Winkel geneigt sind, der im Durchschnitt eher kleiner ist als ein rechter Winkel.

Die zwei Sätze von Streifen auf den Schichten der Wand entsprechen eng den Reihen- und Spiralrichtungen der Celluloseketten, während die Extinktionsrichtungen sowohl durch die Richtungen als auch durch die relativen Proportionen der definiert sind Zwei Sätze von Celluloseketten liegen unveränderliche Positionen dazwischen. Die Entwicklung der Rhizoide wurde untersucht und es wurde festgestellt, dass sie mit Regionen der Wand in der Nähe der Pole der Spirale assoziiert sind.

Obwohl die Autoren zögern, über ihre Funktion zu spekulieren, sind Fortschritte in der Feld schlug vor, dass die in diesem 1948 Nature Paper identifizierten Fasern an der Aufrechterhaltung einer solch massiven Zelle beteiligt sind (Abbildung unten)?

Fibrous surface of cell.

So scheint es wie die Zellwandstruktur wurde vor langer Zeit kategorisiert. Aber was ermöglicht es diesen einzelligen Organismen, so groß zu werden? Ist es die pflanzenähnliche Zellwand oder etwas anderes? Ich hatte den Eindruck, dass Zellen gut platzen oder kollabieren würden, bevor sie diese Größe erreichen.

Das Problem ist die Diffusion: 1) Vielleicht zytoplasmatisches Streaming über das Zytoskelett? Sie müssten irgendwie den Volumenstrom hinzufügen, um die Diffusionsgrenzen zu korrigieren. 2) Außerdem vermute ich eine immens große Vakuole in der Mitte, wodurch die Schicht des Zytoplasmas wirklich dünn bleibt, damit die Diffusion die dominierende Transportform ist ... alle Vermutungen hier ... ich bin zu faul dafür tatsächlich über diese Algen lesen ...
Nach allem, was ich finden konnte, scheinen die Leute nicht daran interessiert zu sein, Dinge darüber zu veröffentlichen, warum es so groß ist. http://jmicro.oxfordjournals.org/content/early/2014/01/23/jmicro.dft083.full Ist das neueste relevante Papier, das ich finden kann, und wieder wird nur die Zelloberflächenstruktur als analog zu Pflanzen erörtert. Nichts darüber, wie es der Zelle hilft, solche Größen zu erreichen.
seltsame Lücken in der Literatur ... vielleicht, um Sie zu motivieren, Ihre eigenen zu finden und sie unter dem Mikroskop zu untersuchen ...
Es ist ein bisschen teuer für mich, zu einem Riff zu gelangen, wo diese Dinge wachsen: P Aber es scheint auch so, als ob das alles ist, was jemand getan hat, und es sagt ihnen nicht viel. Sie haben Kristallographie, Elektronenmikroskopie, Atommikroskopie usw. verwendet. Ich kann nur sagen, dass sie gelernt haben, dass es für Algen ziemlich normal aussieht. Ich vermute, dass die Zytoskelettstruktur etwas Besonderes sein muss, aber hoffentlich kommt ein Spezialist und sagt mir, warum das eine dumme Idee ist!
Einer antworten:
WYSIWYG
2015-02-10 23:34:27 UTC
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Ventricaria ventricosa (früher Valonia ventricosa genannt) ist nicht genau eine einzelne Zelle. Es hat eine coenocytische Struktur mit mehreren Kernen und Chloroplasten. Wie Jasand Pruski richtig vermutete, besitzt der Organismus eine große zentrale Vakuole mit multilobulärer Struktur (Läppchen, die von einer zentralen Sphäroidregion ausgehen).

Die gesamte Zelle enthält mehrere "cytoplasmatische Domänen", wobei jede Domäne einen Kern und einige Chloroplasten aufweist (siehe die folgende Abbildung). Cytoplasmatische Domänen sind durch cytoplasmatische "Brücken" miteinander verbunden, die von Mikrotubuli (wie in Axonen) getragen werden. Das periphere Zytoplasma (dessen Membran von der Zellwand überlagert ist) ist nur etwa 40 nm dick.

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Fluoreszierende konfokale mikroskopische Aufnahme einer zytoplasmatischen Domäne. Von Shepherd et al. (2004) Protoplasma 223: 79–91. Hier ist n der Kern c der Chloroplast und v die Vakuole.

Diese sind also nicht riesig Zellballons, die leicht platzen können. Trotzdem ist eine riesige Struktur wie diese anfällig für Verletzungen durch Scherkräfte von Wasserströmungen und durch andere Organismen wie Fische, die versuchen könnten, sich von ihnen zu ernähren. Diese Organismen haben einige andere Mechanismen als die zytoplasmatische Organisation, die es ihnen ermöglichen, mit Verletzungen fertig zu werden:

  • Wenn die äußere Membran reißt, zieht sich das Zytoplasma mit Hilfe von Aktinfilamenten zusammen, die es sind an die erstere angehängt. Anschließend verschmilzt die Membran, es bilden sich Protoplasten und anschließend wird die Zellwand regeneriert. Diese Bewegung wird wahrscheinlich durch extrazelluläres Calcium ausgelöst.

  • Eine einzelne zytoplasmatische Domäne mit Kern und anderen essentiellen Organellen kann einen gesamten Organismus regenerieren.

  • Eine muklilagene Schicht aus sulfatierten Polysacchariden bedeckt sowohl die vakuoläre als auch die extrazelluläre Oberfläche. Während einer Verletzung behindert es die Bewegung von Wasser und Ionen (indem es sie in Form eines Gels zurückhält) und wirkt daher wie ein Pfropfen.

Andere Organismen wie diese (Siphonalgen) ) haben auch ähnliche Mechanismen. Einige verwenden sogar Calciumcarbonat, um die Steifigkeit aufrechtzuerhalten.

LITERATUR:

  1. Shepherd et al. (2004) Protoplasma 223: 79–91
  2. Menzel (1988) Protoplasma 144: 73-91
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Ah, faszinierend! Ich bin mit Coenocytic in Bezug auf Pilzhyphenstrukturen vertraut. Ich bin immer noch beeindruckt von der Form, die meisten dieser anderen Strukturen sind in der einen oder anderen Ebene immer noch dünn. Nur um anekdotisch zu verdeutlichen, sind diese Organismen "fest" wie ein Golfball und nicht hohl wie ein Fußball? Ich habe auch gelesen, dass Krabben sie gerne fressen!
@GoodGravy Sie sind nicht wirklich fest, weil es einen zentralen Hohlraum gibt, d. H. Die Vakuole. Siehe Abbildung 2b-e im ersten Artikel. Aus den optischen Abschnitten geht hervor, dass die "zelluläre Zone" ~ 7 um dick ist. Sie sind also in der Tat wie Fußbälle, mit einer äußeren Schicht (Zellwand) der Blase mit einem zentralen Hohlraum. Im Gegensatz zur Blase ist die Zellschicht jedoch relativ dick und organisiert.


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