Jump to content

Циклотелла

Циклотелла
Циклотелла менегиниана
Научная классификация Изменить эту классификацию
Домен: Эукариоты
Клэйд : потогонные средства
Клэйд : САР
Клэйд : Страменопилес
Тип: Гириста
Подтип: Охрофитина
Сорт: Бацилляриофицеи
Заказ: Талассиосиралес
Семья: Стефанодисковые
Род: Циклотелла
( Кютцинг ) де Бребиссон

Cyclotella — род диатомовых водорослей, часто встречающийся в олиготрофных средах, как в морской, так и в пресной воде. Относится к семейству Stephanodiscaceae и порядку Thalassiosirales . [ 1 ] Род был впервые обнаружен в середине 1800-х годов и с тех пор стал зонтичным родом для почти 100 различных видов, наиболее хорошо изученным и самым известным из которых является Cyclotella meneghiniana . Несмотря на то, что он является одним из наиболее доминирующих родов в условиях низкой продуктивности, он относительно недостаточно изучен. [ 2 ]

традиционно Среду обитания Cyclotella описывали как мезотрофную или олиготрофную пресноводную среду с низкой продуктивностью, но поскольку C. meneghiniana появляется в теплых, богатых питательными веществами средах, а также в средах с низкой продуктивностью, стало неясно, существует ли архетипическая водная среда. для этого рода. [ 3 ]

Этимология

[ редактировать ]

Название Cyclotella происходит от греческого термина kyklos , что означает «круг». Хотя слово «круг» можно использовать для описания многих диатомовых водорослей, Cyclotella spp. Все они круглые и имеют расположение поясных полос, что придает строению организма сходство с колесом. [ 4 ]

Род Cyclotella был описан в 1838 году Луи Альфонсом де Бребиссоном , французским ботаником и фотографом. [ 5 ] Заслугу открытия этого рода Бребиссон разделяет с Фридрихом Трауготтом Кютцингом , немецким фармацевтом, ботаником и психологом. И это несмотря на то, что ни один из этих ученых никогда не работал вместе и даже не контактировал друг с другом. Кютцинг был пионером в области микробной науки, продемонстрировав разницу между диатомовыми и десмидиями в немецкой исследовательской работе в 1833 году. В 1849 году Кютцинг опубликовал обширную работу, описывающую 6000 различных видов водорослей , включая самый известный вид Cyclotella сегодня - C. meneghiniana . [ 6 ]

Как описывает Бребиссон в публикации 1838 года « Флор де Нормандия», Циклотелла «имеет более или менее вытянутую яйцевидную форму, она вздута с обеих сторон, а когда ее центр прозрачный, то напоминает два трубчатых панциря, соединенных своими вершинами (в переводе с французского) ." Многие базы данных, тексты и члены научного сообщества называют весь род Cyclotella Cyclotella (Kützing) Brébisson. [ 6 ] Это полное название рода указывает на то, что Кютцинг первоначально обнаружил виды одного рода и поместил их в другой род, который затем был изменен Бребиссоном, который взял некоторые из тех же видов и поместил их в род Cyclotella. [ оригинальное исследование? ] После отличия Cyclotella от других видов диатомовых водорослей было описано и таксономически принято около 100 различных видов этого рода. [ нужна ссылка ]

Среда обитания и экология

[ редактировать ]

Виды Cyclotella чаще всего встречаются в олиготрофных (бедных питательными веществами) средах. Они наиболее часто встречается в пресноводной среде, но также может быть найден в солоноватой и морской среде обитания. Многие пресноводные виды были обнаружены по всей территории Соединенных Штатов в стоячих водах. [ 7 ] В морской среде чаще всего встречаются виды C. caspia , C.litoralis , C. meneghiniana , C. striata и C. stylorwn .

В исследовании, проведенном в 1974 г., было установлено, что оптимальная осмолярная концентрация для роста C. meneghiniana в среде 0,5 осм/л. [ 8 ] Для справки: осмолярность морской воды в среднем составляет 1 Осм/л. [ 4 ] Морские диатомеи и водоросли в целом имеют тенденцию процветать при более высоких осмолярных концентрациях из-за повышенного присутствия углекислого газа и питательных веществ, которые будут использоваться в качестве пищи, но среда с низким содержанием растворенных веществ, по мнению Шоберта, является наиболее оптимальной для роста C. meneghiana . при этом большая часть Cyclotella встречается в низкопродуктивных мезотрофных и олиготрофных средах. Виды циклотеллы были Встречается в суровых водных средах, таких как холодноводные регионы северных регионов мира. [ 7 ]

Другое исследование Ван де Вийвера и Дессена обнаружило новый вид Cyclotella, C. deceusteriana , в субантарктическом регионе. [ 9 ] Одной из единственных экологических характеристик Cyclotella, которая свойственна большинству ее видов, является тот факт, что они обитают в стоячих или почти стоячих водах и неподвижны. Помимо этого, существует множество вариаций. Было показано, что многие из Cyclotella изученных видов обитают в слабо- или сильнощелочной водной среде . Известно, что C. distinguenda предпочитает щелочную воду, а C. gamma была обнаружена в озерах с диапазоном pH от 7,2 до 7,8. Концентрация питательных веществ в местообитаниях Cyclotella spp. варьируется. C. sensulato был описан как доминирующий представитель как мезотрофной, так и олиготрофной среды. [ 2 ] как и многие другие, но обнаружено, что и C.atomus, и C.meneghiniana предпочитают среду, богатую питательными веществами. Диапазон температур также различается у разных видов; Ранее упоминалось, что C. deceusteriana обнаружена в субантарктических регионах, а C. gamma и C.quillensis — на севере США и в Саскачеване соответственно. C.atomus , с другой стороны, был обнаружен в более теплых отложениях озер в Калифорнии. колонизации Характер Cyclotella spp. относительно однородны в том смысле, что большинство из них представляют собой одиночные организмы. C. meneghiniana иногда живет колониями. Однако было описано, что [ 10 ] Конечно, предпочтение C. meneghiniana среды, богатой питательными веществами , противоречит выводам. упоминалось ранее.

Морфология

[ редактировать ]

Размер Cyclotella варьируется в зависимости от вида. C.atomus имеет диаметр 5-7 мкм, тогда как C.atomus имеет диаметр 5-7 мкм, тогда как C. quillensis может иметь диаметр до 24-54 мкм. [ 11 ] Наиболее изученный вид рода C. meneghiniana имеет диаметр 6–18 мкм. Как и все другие диатомовые водоросли, Cyclotella spp. имеют прозрачные клеточные стенки. Они образуют оболочки из биокремнезема, используя растворенный кремний и углерод, полученные в результате различных путей распределения углерода.

Другие материалы Cyclotella spp. Для биосинтеза клеточной стенки используют полупроводниковые оксиды металлов и внеклеточные волокна хитина . Первичной алломорфой хитина, которая чаще всего встречается у диатомовых водорослей, является α-хитин, но Cyclotella и Thalassiosira содержат алломорф β-хитина. Цепи поли-N-ацетилглюкозамина ориентированы параллельно и содержат межмолекулярные водородные связи .

Цепочки связи и водородные связи между молекулами образуют паракристаллическую матрицу β-хитина. Эта матрица содержит поры, достаточно большие для любого растворителя , доступного в водной экосистеме, в которой виды Cyclotella spp. находиться внутри, чтобы войти в матрицу и раздуть структуру. [ 12 ]

Диатомеи уникальны в том смысле, что у них есть клапаны, образованные двумя половинками панциря диатомеи. Cyclotella spp. не являются исключением, так как образуют верхнюю и нижнюю части стены. Поясные полосы, поддерживающие створки, представляют собой тонкие полоски кремнезема и в конечном итоге очерчивают клетку. Каждая створка имеет две центральные трубки, пересекающие ее поверхность и сходящиеся посередине в центральном узле. Морфология и ее клеточной стенки Cyclotella створок являются важными признаками , отличающими виды друг от друга. Каждый вид имеет тангенциально-волнистые клапаны по всей клеточной стенке, независимо от их длины, ширины и концентрации. [ 13 ] Створки содержат ареолы, то есть отверстия, которые обеспечивают прохождение питательных веществ и экссудата через клеточную стенку для поддержания жизнедеятельности. Считается, что характеристики этих ареол вызывают различия в механической прочности и метаболизме разных клеток. [ 14 ]

Как и другие монорафидные диатомовые водоросли, панцири Cyclotella можно охарактеризовать как гетеровальварные. Клеточная стенка и клеточная мембрана — это то, что, как известно, отличает Cyclotella от других родов диатомей. компоненты цитоплазматические Предполагается, что аналогичны тем, которые есть у других диатомей. У C. meneghiniana гранулы разбросаны и прикреплены к хроматофору по всей цитоплазме. Этот род является фотосинтезирующим, как и все другие диатомовые водоросли, поэтому все виды содержат один или несколько пиреноидов, через которые проходят тилакоидная мембрана и хлоропласт внутри эндоплазматической сети .

В цитоплазме присутствуют также диктиосомы , находящиеся в непосредственной близости от ядра и составляющие комплекс Гольджи. Было обнаружено, что ядро ​​​​меняет местоположение у C. meneghiniana на протяжении поколений в результате постепенного уменьшения диаметра клетки. [ 15 ]

Жизненный цикл

[ редактировать ]

Cyclotella meneghiniana делится пополам при бесполом размножении . Половинки разделены различием между двумя клапанами каждой ячейки. Каждое из двух потомков, возникающих в результате клеточного деления, имеет одну из двух створок родительской клетки. Во время отделения родительской клетки цитоплазма образует два дочерних клапана, которые будут в конечном итоге дополняют унаследованные родительские клапаны у потомства после завершения размножения.

Дочерние клапаны формируются внутри пузырька с отложением кремнезема, который постепенно увеличивается в размерах и разделяется на два разных дочерних клапана. Родительские клапаны становятся шаблоном для формирования клапанов-потомков, при этом рисунок бороздок и центральная клеточная область также наследуются. Однако идеальная комплементация происходит не в каждом поколении, что может привести к тому, что последующие поколения будут наследовать деформированный родительский клапан, который изначально был деформированным клапаном потомства в предыдущем поколении. Сходство створок потомков с родительскими определяется гибкостью поясковых перевязей; остальные факторы неизвестны. [ 14 ] на протяжении сотен поколений Вегетативное деление клеток происходит у C. meneghiniana , при этом диаметр клеток потомков организмов постепенно уменьшается. Независимо от гибкости поясков и функциональности деления вегетативных клеток , существует точка, в которой диаметр потомства C. meneghiniana падает ниже определенного порогового диаметра. Было замечено, что на этом этапе видоспецифичные стимулы окружающей среды вызывают изменение бесполое размножение к половому размножению.

Половое размножение происходит с образованием гамет при достижении порога. В процессе мейоза мужские клетки Cyclotella выделяют сперму , а женские клетки Cyclotella развиваются и яйцеклетки изнутри двух створок. После оплодотворения яйцеклетки зигота в результате слияния двух гамет образуется . Затем зигота развивается в ауксофор (2n). После завершения полового размножения диаметр потомства становится больше и снова превышает порог, что позволяет произвести еще несколько сотен поколений за счет бесполого деления ауксофоров.

Биохимия

[ редактировать ]

Несмотря на то, что о внутренней морфологии Cyclotella известно очень мало , было проведено значительное количество исследований по молекулярной биологии и геному этого рода. Было идентифицировано, что C. cryptica представляет собой маслянистую диатомовую водоросль с большим количеством триацилглицерина. его геном Было обнаружено, что содержит множество метилированных повторяющихся последовательностей, которые, как предполагается, служат способом ограничения случаев транспозиции ДНК . Было обнаружено, что C. cryptica обладает очень эффективным липидным обменом, который необходим для высокого производства триацилглицеринов. [ 16 ]

Другое исследование, проведенное в 1992 году, показывает, что C. meninghiana имеет самый большой геном и количество повторов последовательностей среди всех видов диатомей до этого конкретного исследования. [ 17 ] Один только геном хлоропластов C. meninghiana содержит огромное количество эквимолярных инверсионных изомеров. Многие из этих изомеров отличаются по своей ориентации от своих однокопийных аналогов последовательности. Согласно полученным данным, этот вид все еще имеет некоторые кластеры генов прокариот и наземных растений, а также опероны . По сравнению со многими другими исследованиями хлоропластов диатомовых водорослей и растений, C. meninghiana имеет разнообразно перестроенный порядок генов для единичных копий областей в своем геноме. [ нужна ссылка ]

Ископаемые записи

[ редактировать ]

Окаменелости Cyclotella . обычно не обнаруживаются, однако было обнаружено несколько видов найдены в окаменелостях в пресноводных экосистемах. Ископаемые комплексы обнаружены в ледниковых и межледниковых сегментах. Что касается трофических уровней , то они обнаружены в олиготрофных и мезотрофных реках Европы и Средиземноморья . Частые открытия окаменелостей C. distinguenda привели к единому мнению, что они обычно имеют волнистую центральную область.

Образец C. distinguenda был найден на болоте Агиос Флорос на юго-западе Пелопоннеса , Греция. Окаменелый образец был датирован 5700–5300 годами назад. Поддержка признания нового вида диатомовых водорослей C. paradistinguenda была предложена после изучения образца C. distinguenda (20). C. paradistinguenda датируется 4600 лет назад. Различия между двумя видами также могут быть описаны в различиях в стратиграфическом распределении между ними, поскольку C. paradistinguenda была обнаружена в верхних органических слоях образца по сравнению с C. distinguenda (20).

Еще один образец Cyclotella был найден на озере Петен-Ица , в низменности Гватемалы . Вновь обнаруженные виды диатомей были обнаружены в окаменелости, морфологически отличающиеся от других видов Cyclotella (21). Один из видов получил название C. petenensis . Другой вид был назван C. cassandrae и характеризовался створкой эллиптической формы в сочетании с грубыми полосками. В частности, он имеет разбросанное кольцо центральных выростов (21). Обнаружение окаменелостей не всегда является достаточно надежным способом определить новый вид внутри тип диатомей, учитывая, что определение основных механизмов, основанное на морфологической изменчивости, ненадежно. Лучше всего использовать как морфологические, так и палеоэкологические данные, полученные из образцов — зачастую их трудно получить только из окаменелостей (20).

  1. ^ Кочиолек, JP; Баласубраманян, К.; Уайт, С.; Косте, М.; Эктор, Л.; Лю, Ю.; Куликовский, М.; Лундхольм, Н.; Людвиг, Т.; Потапова М.; Римет, Ф.; Саббе, К.; Сала, С.; Сар, Э.; Тейлор, Дж.; Ван де Вийвер, Б.; Ветцель, CE; Уильямс, DM; Витковский А.; Витковски, Дж. (2020). «Циклотелла (Ф.Т. Кютцинг) А. де Бребиссон, 1838» . ВОРМС . Всемирный реестр морских видов . Проверено 11 мая 2020 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б Сарос, Дж. Э., Андерсон, Нью-Джерси (2015). Экология планктонной диатомовой водоросли Cyclotella и ее значение для исследований глобальных изменений окружающей среды. Biol Rev Camb Philos Soc. 90(2). 522-41.
  3. ^ Танака, Хироюки (2007). Таксономические исследования родов Cyclotella (Kützing) Brébisson, Discostella Houk et Klee и Puncticulata Håkansson семейства Sephanodiscaceae Glezer E Makarova (Bacillariophyta) в Японии. Дж. Крамер. ISBN  978-3-443-57044-6 .
  4. ^ Перейти обратно: а б Бребиссон, [Л.] А. де (1838). Рассуждения о диатомовых водорослях и попытка классификации родов и видов, принадлежащих к этому семейству, А. де Бребиссона, автора «Флоры Нормандии» и др. стр. [i], [1]-20, [4, ошиб.]. Фалез и Париж: издатель-книготорговец Бре л'Эне; Мейлак.
  5. ^ Хоканссон Х. (2002). Компиляция и оценка видов родов Stephanodiscus, Cyclostephanos и Cyclotella с новым родом семейства Stephanodiscaceae. Диатомовые исследования. 17(1): 1-139.
  6. ^ Перейти обратно: а б Кютцинг, FT (1844 г.). Кремнистые бациллярии или диатомовые водоросли. Нордхаузен. 30. 1-152
  7. ^ Перейти обратно: а б Хасле, Г.Р. и Э.Э. Сиверцен. (1997). Морские диатомовые водоросли. В: Томас, Ч.Р. (ред.) Идентификация морского фитопланктона. Академическая пресса.
  8. ^ Шоберт, Б. (1974). Влияние водного стресса на метаболизм диатомей I. Осмотическая резистентность и накопление пролина у Cyclotella meneghiniana. Zeitschrift für Pflanzenpsyologie. 74(2). 106-120.
  9. ^ Ван де Вийвер, Барт и Дессейн, Стивен. (2018). Cyclotella deceusteriana — новый центрический вид диатомей (Bacillariophyta) из Субантарктического региона. Фитотаксоны. 333(1).
  10. ^ Лоу, РЛ (1975). Сравнительная ультраструктура створок некоторых видов Cyclotella (Bacillariophyceae) Журнал Phycology. 11(4): 415–424.
  11. ^ Бейли, LW (1922). Диатомовые водоросли из озер Квилл, Саскачеван, и из Эйрдри, Альберта. Вклад в канадскую биологию 11 (1): 157-165.
  12. ^ ЛеДафф, П., и Роррер, Г.Л. (2019). Образование внеклеточных нановолокон β-хитина при периодическом культивировании морской диатомовой водоросли Cyclotella sp. при ограничении кремния. Журнал прикладной психологии, 31 (6), 3479–3490.
  13. ^ Тессон, Б., Хильдебранд, М. (2010). Динамика морфогенеза кремниевых клеточных стенок диатомовых водорослей Cyclotella cryptica: формирование субструктуры и роль микрофиламентов. Журнал структурной биологии. 169(1). 62-74.
  14. ^ Перейти обратно: а б Широкава Ю., Симада М. (2016). Цитоплазматическое наследование клеточной структуры родитель-потомок у клональной диатомовой водоросли Cyclotella meneghiniana. Труды Королевского общества Б. 283 (1842).
  15. ^ Хупс, HJ, Флойд, GL (1979). Ультраструктура центрической диатомеи Cyclotella meneghiniana: развитие вегетативных клеток и ауксоспор. Психология. 18(4). 424-435.
  16. ^ Траллер, Дж.К., Кокус, С.Дж., Лопес, Д.А. и др. (2016). Геном и метилом маслянистой диатомовой водоросли Cyclotella cryptica демонстрируют генетическую гибкость в отношении фенотипа с высоким содержанием липидов. Биотехнологии Биотопливо. 9(258).
  17. ^ Борн, CEM (1992). Структура ДНК хлоропластов, изменчивость и филогения у близкородственных видов Cyclotella. Издательство диссертаций ProQuest.
  • Кроуфорд, Б.Дж., Берк, Р.Д. (2004). Развитие морских ежей, асцидий и других вторичноротых беспозвоночных: экспериментальные подходы. Методы клеточной биологии. 74(1). 411–441.
  • Харви, Б.П., Агостини, С., Кон, К., Вада, С., Холл-Спенсер, Дж.М. (2019). Диатомовые водоросли доминируют и изменяют морские пищевые сети при повышении уровня CO2. Разнообразие. 11(12). 242.
  • Раунд, Ф.Е., Кроуфорд, Р.М. и Манн, Д.Г. (1990). Диатомовые водоросли. Биология и морфология родов. Издательство Кембриджского университета, Кембридж.
  • Сполдинг С., Эдлунд М. (2008). Циклотелла. У диатомовых водорослей Северной Америки. Получено 2 апреля 2020 г. с https://diatoms.org/genera/cyclotella.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 84d8ccdcf93cce1e1bf1e649e924365e__1701965520
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/84/5e/84d8ccdcf93cce1e1bf1e649e924365e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Cyclotella - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)