Ультраструктурная идентичность
Ультраструктурная идентичность — это понятие в биологии . Он утверждает, что эволюционные линии эукариот вообще и простейших в частности можно отличить по комплементарности и расположению клеточных органелл . Эти ультраструктурные компоненты можно визуализировать с помощью электронной микроскопии .
Эта концепция возникла после применения электронной микроскопии к протистам.
Протисты
[ редактировать ]Ранние ультраструктурные исследования показали, что многие ранее принятые группы протистов на основе оптической микроскопии включали организмы с различными клеточными органеллами. В эти группы входили амебы , жгутиковые , солнечники , радиолярии , спорозоа , слизевики и хромофитные водоросли . Считалось, что они, вероятно, полифилетичны , и их включение в усилия по составлению филогенетического дерева могло бы вызвать путаницу. В качестве примера этой работы немецкий клеточный биолог Кристиан Бардел установил неожиданное разнообразие просто организованных солнечников . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Его работа показала, что солнечники не были монофилетическими, а последующие исследования показали, что солнечники состоят из семи типов организмов: актинофриид , центрохелид , цилиофриид, десмоторацид , димпорфид, голососферид и таксоподидов . [ 5 ]
Критический прогресс был сделан британским психологом Дэвидом Хиббердом. [ 6 ] Он продемонстрировал, что два типа хромофитных водорослей , ранее считавшиеся близкородственными, имеют разную организацию, выявленную с помощью электронной микроскопии. Различались число и организация локомоторных органелл ( хризофит - два жгутика ; гаптофит - два жгутика и гапонема), поверхности которых различались ( хризофит - с трехраздельными жгутиковыми волосками, считающимися сейчас апоморфными для страменопил ; гаптофит - голые), как и переходные зона между аксонемой и базальным тельцем (хризофит со спиралью); как и системы крепления жгутиков; наличие или отсутствие украшений на поверхности клеток (хризофит - голый; гаптофит - с чешуйками), пластиды, особенно глазковое пятно, расположение и функции диктиосом , среди прочего . Это тщательное исследование побудило к дальнейшему изучению организации водорослей и жгутиковых. Протозоологи Бругероль и Паттерсон были первыми, кто использовал термин «ультраструктурная идентичность» при обсуждении различий между инфузориями и похожими на них протистами. Стефанопогон . [ 7 ] Позже Паттерсон применил эту концепцию ко всем эукариотам, разделив их разнообразие на 71 тип, каждый из которых не имеет явного сходства с сестринскими группами. [ 8 ] Были перечислены еще около 200 родов, которые еще не были изучены с помощью электронной микроскопии.
Каталог групп с отличительными ультраструктурными идентичностями использовался в качестве основы для попыток построить стабильное дерево всех эукариот с использованием молекулярных данных. [ 9 ]
Косвенным преимуществом сосредоточения внимания на ультраструктурных признаках было то, что это позволило синапоморфии идентифицировать для новых линий. Молекулярный протистолог Гундерсон и его коллеги установили, что динофлагелляты , апикомплексы и инфузории , вероятно, были связаны между собой. [ 10 ] Было показано, что они и некоторые родственные жгутиконосцы имеют общую систему мешочков или альвеол под клеточной мембраной, и из-за этого им дали название альвеоляты. Точно так же трехсторонние трубчатые волоски, прикрепленные к различным водорослям, грибам и простейшим, обеспечили синапоморфию «страменопилей» (соломенных волосков). [ 11 ] Отличительная корневая система жгутиков, вызывающая бороздки на поверхности клеток, рассматривалась как синапоморфия выкопанных жгутиковых. [ 12 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Барделе, К.Ф. 1972. Клеточный цикл, морфогенез и ультраструктура псевдогелиозоя Clathrulina elegans . Журнал клеточных исследований 130: 219–242.
- ^ Bardele, CF 1975 Тонкая структура центрогелидиального гелиозоя Heterophrys marina . Клетка Тисс. Рез, 161:85-102
- ^ Барделе, К.Ф. 1977. Сравнительное исследование паттернов аксоподиальных микротрубочек и возможных механизмов контроля паттернов у центрогелидиальных гелиозоа Acanthocystis , Raphidiophrys и Heterophrys . Дж. Клеточная наука. 25, 205-23
- ^ Барделе, К.Ф. 1977. Организация и контроль структуры микротрубочек у центрогелидианов гелиозоа. Дж. Протозоол. 24, 9–14
- ^ Смит, Р. МакК. и Паттерсон, DJ 1986. Анализ взаимоотношений гелиозоев: пример возможностей и ограничений ультраструктурных подходов к изучению филогении протистанов. Труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки, 227: 325-366.
- ^ Хибберд, DJ 1976. Ультраструктура и таксономия Chrysophyceae и Prymnesiophyceae (Haptophyceae): обзор с некоторыми новыми наблюдениями по ультраструктуре Chrysophyceae. Ботанический журнал Линнеевского общества 72:55–80.
- ^ Паттерсон, DJ & Brugerolle, G. 1988. Ультраструктурная идентичность апогона Stephanopogon и родство этого рода с другими видами простейших. Европа. Ж. Протистол. 23: 279-290.
- ^ Паттерсон, DJ 1999. Разнообразие эукариот. Американский натуралист 154: S96-124
- ^ Парфри, Л.В., Грант, Дж., Текле, Ю.И., Ласек-Нессельквист, Э., Моррисон, Х.Г., Согин, М.Л., Паттерсон, DJ, и Кац, Лос-Анджелес (2010). Мультигенный анализ с широкой выборкой дает хорошо изученное эукариотическое древо жизни. Систематическая биология, 59 (5), 518–533. https://doi.org/10.1093/sysbio/syq037
- ^ Гаджадхар, А.А., Марквардт В.К., Холл Р., Гундерсон Дж., Аризтия-Кармона Е.В. и Согин М.Л. 1991. Последовательности рибосомальной РНК Sarcocystis muris , Theileria annulata и Crypthecodinium cohnii раскрывают эволюционные связи между апикомплексами, динофлагеллятами и инфузориями. Молекулярная и биохимическая паразитология 45: 147–154.
- ^ Паттерсон, DJ 1989. Страменопилы: хромофиты с протистологической точки зрения. В: Грин, Дж.К., Ледбитер, Б.С.С. и Дайвер, В.Л., 1989. Хромофитные водоросли: проблемы и перспективы. Кларендон Пресс, Оксфорд. 357-379.
- ^ Симпсон AGB и Паттерсон, DJ 1999. Ультраструктура Carpediemonas membranifera : (Eukaryota) со ссылкой на «гипотезу раскопок». Европейский журнал протистологии 35: 353-370.