Tetraspora
Тетраспора — род зеленых водорослей семейства Тетраспоровые порядка Chlamydomonadales , отдела Chlorophyta . [ 1 ] Виды Tetraspora — это одноклеточные зеленые водоросли, которые существуют по четыре штуки и состоят из клеток, упакованных вместе в студенистую оболочку, образующую макроскопические колонии. [ 2 ] В основном это пресноводные организмы, хотя зафиксированы единичные случаи их обнаружения в морской среде и даже в загрязненных водоемах. Виды Tetraspora можно встретить по всему земному шару, кроме Антарктиды. [ 3 ] Несмотря на повсеместное присутствие, наибольший рост видов рода наблюдается в полярных климатических зонах . [ 3 ]
Виды Tetraspora неподвижны. [ 2 ] вместо жгутиков у них есть пары псевдожгутиков, которые являются частью псевдоцилиарного аппарата . [ 4 ] В среднем диаметр клеток Tetraspora колеблется в пределах 6-13 мкм. [ 3 ] Энергия накапливается посредством фотосинтеза с помощью двух чашеобразных хлоропластов, что делает этот вид основным продуцентом . [ 5 ] Цветение было отмечено в загрязненных средах из-за избыточного увеличения содержания аммиака в промышленных отходах и теперь связывается с сокращением биоразнообразия в таких водоемах. [ 6 ]
Для видов этого рода возможно как половое, так и бесполое размножение. четко выражен митоз Tetraspora Кроме того, у видов ; особенно исследован на T. gelatinosa . Деление клеток включает в себя сложное расположение микротрубочек , комплексов базальных телец и использование таких структур, как фикопласты и протопласты . [ 3 ]
Исследования показали противомикробные свойства некоторых видов. Кроме того, Tetraspora является важным фотобиологическим производителем водорода и поэтому интенсивно изучается в качестве биотоплива . [ 7 ] По состоянию на 2019 год [update]К этому роду отнесено тридцать видов.
Этимология
[ редактировать ]Название рода Tetraspora происходит от слова тетрада; что относится к подтверждению четырех. [ 8 ] Тетра по-гречески означает «четыре», а спора по-латыни означает «клетки», что описывает виды этого рода как существующие в группах по четыре человека.
История
[ редактировать ]Род Tetraspora был впервые описан Линком ex Desvaux в 1818 году, когда целью этого рода была организация водорослей со спорами, расположенными в виде подтверждений тетрад. [ 9 ] [ 3 ] [ 10 ] В самых первых классификациях виды Tetraspora были отнесены к порядку Tetrasporales под Chlorophyta . [ 3 ] Однако с помощью молекулярного анализа было обнаружено, что виды Tetraspora имели морфологию базального тела, аналогичную Chlamydomonas. [ 11 ] а также имело молекулярное сходство в рДНК СГУ. [ 12 ] Это изменило классификацию с отряда Tetrasporales на отряд Chlamydomonadales. [ 1 ] (или вольвокалес [ 3 ] ), где они проживают до сих пор.
среда обитания
[ редактировать ]Виды Tetraspora — это прежде всего пресноводные организмы, населяющие такие экосистемы, как ручьи, озера, реки и пруды. [ 3 ] Их можно найти в суровых условиях, таких как тепловые стоки и промышленные отходы. [ 13 ] Однако совсем недавно было обнаружено, что виды Tetraspora обладают способностью адаптироваться и обитать в морской среде, которая исключительно богата питательными веществами и получает стоки пресных рек. [ 6 ] Виды были обнаружены как в стоячих, так и в свободно проточных водоемах, хотя морфология видов в двух типах вод несколько различается. [ 3 ] Физико-химические исследования местообитаний показали, что виды Tetraspora переносят широкий диапазон pH: (4,5–9,63), но чаще всего встречаются в водоемах с pH 6–7. [ 3 ] Аналогично, оптимальные условия роста для видов рода Tetraspora — щелочные, низкомезотрофные. [ 3 ] и неглубокие водоемы с пресной водой. [ 2 ] Интересно, что виды также оказались наиболее многочисленными и прочно прижились в руслах ручьев и рек с медленным течением; где они обычно принимают форму тонких нитчатых макроскопических колоний. [ 14 ]
Виды Tetraspora встречаются на всех континентах, за исключением Антарктиды, и могут располагаться на всех широтах. [ 3 ] Поэтому они встречаются во всех климатических зонах: [ 3 ] полярные, тропики, теплые и прохладные умеренные зоны и экваториальные зоны. Хотя они могут присутствовать во всех климатических зонах, наиболее оптимальными зонами являются прохладно-умеренные и полярные зоны. [ 3 ] Это связано с тем, что виды предпочитают холодную воду теплой. [ 2 ]
Экология
[ редактировать ]Как и большинство других зеленых водорослей, Tetraspora также является фотоавтотрофом . Их способность проводить фотосинтез делает их отправной точкой водных пищевых цепей и пищевых сетей. Тетраспора функционирует как первичный продуцент. [ 5 ] и, следовательно, несут ответственность за захват и усвоение энергии, которая будет передана на последующие трофические уровни.
В водоемах, связанных со сточными водами, промышленными отходами и отходами рыболовства, Tetraspora . зарегистрировано цветение [ 6 ] Сброс сточных вод, промышленных и рыбных отходов приводит к антропогенной эвтрофикации , [ 6 ] [ 15 ] где наблюдается избыточное увеличение аммиака; основной источник азота для некоторых видов Tetraspora . Предполагается, что избыток азота способствует неконтролируемой пролиферации клеток колоний Tetraspora ; [ 6 ] что приводит к цветению водорослей. Цветение тетраспор оказывает негативное воздействие на общую экологию окружающей среды, поскольку изменяет химические свойства воды. Это связано с тем, что с ростом массы возникает гипоксия и/или аноксия. [ 6 ] могут произойти, и это может иметь пагубные последствия для биоразнообразия и выживаемости других организмов, таких как рыбы. [ 16 ]
Морфология
[ редактировать ]Виды рода Tetraspora — одноклеточные зеленые водоросли, у которых отдельные клетки неподвижны и имеют сферическую или эллиптическую форму. [ 2 ] Эти отдельные ячейки расположены в наборах или кратны четырем; это могут быть ячейки размером четыре на четыре или два на два. [ 2 ] Все клетки заключены в макроскопический слизистый матрикс. [ 2 ] [ 11 ] который создает макроскопические колонии. [ 2 ] Внутри оболочки клетки распределены равномерно, и в целом слизистая оболочка образует неправильный контур с асимметричными формами и краями. [ 2 ]
Было обнаружено, что размер клеток варьируется в зависимости от типа вида Tetraspora и типа климатической зоны, в которой встречается этот вид. В среднем диаметр клеток рода Tetraspora колеблется в пределах 6-13 мкм, причем виды относятся тропики обычно самые маленькие (6–9 мкм), за ними следуют виды умеренной зоны (6–14 мкм) и полярные виды (7,5–13 мкм). [ 3 ] Таким образом, разница в размере клеток также влияет на размер колоний, но размеры колоний также различаются в зависимости от того, находятся ли клетки в стоячей или проточной воде. В стоячей воде колонии могут иметь длину 5–10 см, а в проточной воде колонии могут достигать длины до 50 см. [ 3 ] Помимо влияния на размер колоний, тип воды (застойная или свободнотекущая) также влияет на морфологию колоний. Большинство макроскопических колоний Tetraspora имеют цилиндрическую форму, но в стоячей воде колонии могут иметь вид коротких мешочков и клубочков со слоевищами , напоминающими воздушные шары. [ 3 ] С другой стороны, колонии с проточной водой имеют тенденцию образовывать узкие цилиндрические структуры, при этом слоевища также имеют более или менее цилиндрическую форму и иногда могут быть слегка закругленными на оболочках. [ 3 ]
Клеточные структуры/анатомия
[ редактировать ]Виды рода Tetraspora содержат два псевдожгутика в составе псевдоресничного аппарата, два чашевидных хлоропласта с пигментами хлорофилла А и В, один пиреноид и сократительные вакуоли, расположенные внутри цитоплазмы. [ 2 ] Кроме того, можно увидеть крахмальные зерна, покрывающие пиреноид. [ 2 ] отмечается, что стенки клеток тонкие.
Виды Tetraspora не имеют жгутика с конфигурацией микротрубчатых волокон 9+2, вместо этого у них есть псевдожгутик с подтверждением волокон 9+0; где два центральных трубчатых волокна отсутствуют. [ 4 ] Есть две псевдофлагелулы, которые существуют в паре и обе выступают из передней области клетки в студенистый матрикс. [ 10 ] Кроме того, было обнаружено, что псевдожгутики длиннее реальных клеток. [ 10 ] Псевдожгутики являются частью псевдоцилиарного аппарата, который состоит из системы цитоплазматических микротрубочек, системы поперечно-полосатых волокон, базальных телец и самих псевдожгутиков. [ 11 ] Каждая из псевдофлагелл имеет полосатый рисунок, при этом видно, что они регулярно имеют полосатые структуры из светлых и темных участков одинаковой длины. [ 3 ] В среднем длина псевдожгутиков от 70 до 120 мкм и ширина 0,70-1,60 мкм, но могут достигать длины и 155 мкм. [ 3 ]
Жизненный цикл
[ редактировать ]Размножение рода Tetraspora может быть как половым, так и бесполым. Половое размножение происходит изогамным путем , но иногда, в зависимости от вида, оно может быть также изогамным или оогамным . [ 17 ] Бесполое деление у Tetraspora происходит посредством митотического деления; продуктами могут быть две или четыре одноядерные дочерние клетки. [ 17 ] Помимо вегетативных клеток, при бесполом размножении также могут образовываться зооспоры , которые могут действовать как автоспоры в количестве от двух до восьми на клетку. [ 17 ]
Когда условия жизни становятся менее благоприятными, многие виды рода Tetraspora также обладают способностью образовывать гипаноспоры, называемые акинетиями . [ 3 ] Акинетии представляют собой толстостенные споры коричневого цвета диаметром 12,9-15,80 мкм и толщиной клеточной стенки 0,6-1,10 мкм. [ 3 ] Они функционируют как покоящиеся клетки, устойчивые к низким температурам и высыханию. [ 3 ] Процесс деления зрелых акинетий осуществляется амебоидными протопластами, расположенными внутри слизистых оболочек. [ 3 ]
деление клеток у видов Tetraspora Описано . Отмечено, что перед началом митоза клетки становятся неподвижными и базальные тельца, расположенные на поверхности клеток, начинают втягиваться внутрь. [ 18 ] Это заставляет препрофазное ядро мигрировать к отступающему комплексу базальных телец, вокруг которого начинают собираться микротрубочки. [ 18 ] Комплекс базальных телец организуется так, чтобы быть тесно связанным с одним полюсом клетки, создавая митотическое веретено, известное как открытые полярные окна. [ 18 ] Кроме того, предполагается, что сам шпиндель также может быть уницентричным. [ 18 ] В конце концов, микротрубочки отходят от веретена и во время анафазы проникают через отверстия и расщепляют ядро. [ 18 ] Впоследствии, к телофазе, ядро реформируется, но образуется фикопласт . [ 18 ] Кроме того, внутри клеточной стенки находится протопласт , который вращается внутри стенки во время расщепления; процесс, который, как известно, происходит в клетке, подвергающейся борозде. [ 18 ]
Практическая значимость
[ редактировать ]Анализ фитотоксической и цитотоксической активности некоторых видов Tetraspora показал антибиотическую активность против конкретных видов грибов и бактерий. [ 13 ] это означает, что виды Tetraspora могут помочь в разработке или составлении антибиотиков. Кроме того, известно, что виды Tetraspora являются организмами с высоким содержанием водорода. [ 7 ] Это важно, поскольку газообразный водород считается многообещающим экологически чистым топливом. Это означает, что виды Tetraspora потенциально могут выступать в качестве фотобиологических производителей водорода и зеленого биотоплива.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Гири, доктор медицины; Гири, ГМ « Тетраспора » . База водорослей . Всемирное электронное издание, Национальный университет Ирландии, Голуэй.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к да Силва, Велитон Хосе; НОГЕЙРА, Ина де Соуза; Соуза Лобо, Мария Тереза Мораиш Перейра (8 февраля 2019 г.). «Первая регистрация Tetraspora gelatinosa Link ex Desvaux (Tetrasporales, Chlorophyceae) в штате Гояс, Центрально-Западная Бразилия» . Контрольный список . 15 (1): 143–147. дои : 10.15560/15.1.143 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х Рихтер, Дорота; Матула, Ян; Петрика, Мирослава (20 ноября 2014 г.). «Самые северные популяции Tetraspora gelatinosa (Chlorophyta) со Шпицбергена» . Польские полярные исследования . 35 (3): 521–538. дои : 10.2478/popore-2014-0027 .
- ^ Jump up to: а б Вуек, Дэниел Э.; Чемберс, Джон Э. (зима 1965 г.). «Микроструктура псевдоцилий Tetraspora gelatinosa (Vauch) Desv». Труды Канзасской академии наук . 68 (4): 563. дои : 10.2307/3627470 . JSTOR 3627470 .
- ^ Jump up to: а б Чепмен, Рассел Леонард (1 сентября 2010 г.). «Водоросли: самые важные «растения» в мире — введение» . Стратегии смягчения последствий и адаптации к глобальным изменениям . 18 (1): 5–12. дои : 10.1007/s11027-010-9255-9 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Хардикар, Ревати; Харидеви, КК; Рам, Анирудх; Хандепаркер, Ракхи; Амберкар, Уджвала; Чаухан, Мина (19 января 2019 г.). «Межгодовая изменчивость комплекса фитопланктона и цветения Tetraspora gelatinosa в антропогенно пострадавшей гавани, Веравал, Индия». Экологический мониторинг и оценка . 191 (2): 87. doi : 10.1007/s10661-019-7192-y . ПМИД 30659367 . S2CID 58551534 .
- ^ Jump up to: а б Манееруттанарунгрой, Чердсак; Пхунпрух, Саранья (октябрь 2017 г.). «Влияние pH на производство биоводорода зеленой водорослью Tetraspora sp. CU2551» . Энергия 138 : 1085–1092. дои : 10.1016/j.egypro.2017.10.122 .
- ^ Бейкер, А.Л. «Ключевая тетраспора на основе изображений» . Фикокей . Архивировано из оригинала 9 ноября 2019 года . Проверено 22 апреля 2019 г.
- ^ Линк, Дево (1818). Наблюдения за растениями вокруг Анже, которые послужат дополнением к флоре штата Мэн и Луары, а затем к естественной и критической истории растений Франции . стр. 1–188.
- ^ Jump up to: а б с Бейкер, А.Л. «Phycokey — основанный на изображениях ключ к водорослям (PS Protista), цианобактериям и другим водным объектам» . Центр биологии пресной воды Университета Нью-Гэмпшира. Архивировано из оригинала 8 марта 2019 года . Проверено 5 марта 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с Лемби, Калифорния; Уэйн, PL (1971). «Ультраструктура псевдоцилий Tetraspora Lubrica (Roth) AG» . Журнал клеточной науки . 9 (3): 569–579. дои : 10.1242/jcs.9.3.569 . ПМИД 5148010 . Архивировано из оригинала 21 апреля 2019 года . Проверено 21 апреля 2019 г.
- ^ Бутон, Грегори К.; Флойд, Гэри Л.; Фюрст, Пол А. (апрель 1998 г.). «Полифилия тетраспоральных зеленых водорослей, выведенная из ядерной рибосомальной ДНК малых субъединиц». Журнал психологии . 34 (2): 306–311. дои : 10.1046/j.1529-8817.1998.340306.x . S2CID 83822523 .
- ^ Jump up to: а б Задница; Чоудари; Шамиль; Шахзад (2004). «Фикохимия и биологическая активность Tetraspora (Volvocophyta) из Синда» (PDF) . Пакистанский журнал ботаники . 36 (3): 531–547. Архивировано (PDF) из оригинала 15 июня 2016 года . Проверено 21 апреля 2019 г.
- ^ Венуа, Манааки. «Информационный бюллетень о водорослях: колонии, подобные тетраспороподобным (Tetrasporaceae)» . Исследования по уходу за землей . Архивировано из оригинала 18 апреля 2019 года . Проверено 14 марта 2019 г.
- ^ Андерсон, Дональд М.; Глиберт, Патрисия М .; Буркхолдер, Джоан М. (август 2002 г.). «Вредное цветение водорослей и эвтрофикация: источники питательных веществ, состав и последствия». Эстуарии . 25 (4): 704–726. дои : 10.1007/bf02804901 . S2CID 44207554 .
- ^ Гранели, Э; Саломон, PS; Фистарол, ГО (2008). «Роль аллелопатии в формировании вредного цветения водорослей». Водорослевые токсины: природа, возникновение, эффект и обнаружение . Наука НАТО ради мира и безопасности. Серия A: Химия и биология. стр. 159–178. дои : 10.1007/978-1-4020-8480-5_5 . ISBN 978-1-4020-8479-9 .
- ^ Jump up to: а б с Брук, Эй Джей; Уиттон, Бакалавр; Джон, DM (2002). Флора пресноводных водорослей Британских островов: справочник по определению пресноводных и наземных водорослей . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0521770513 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Пикетт-Хипс, доктор юридических наук (ноябрь 1973 г.). «Деление клеток в тетраспоре». Анналы ботаники . 37 (5): 1017–1026. doi : 10.1093/oxfordjournals.aob.a084765 .