Зигнематофицеи
Зигнематофицеи | |
---|---|
![]() | |
Спряжение в спирогире . | |
Научная классификация ![]() | |
(без рейтинга): | Зеленые растения |
(без рейтинга): | Харофита |
Сорт: | Зигнематофицеи Раунд, 1971 год. |
Подклассы | |
| |
Синонимы [1] | |
|
Zygnematophyceae (или Conjugatophyceae ) — класс зеленых водорослей парафилумных стрептофитных водорослей, также называемых Charophyta . [2] состоящий из более чем 4000 описанных видов. [3] Zygnematophyceae — сестринская группа Embryophyta ( наземные растения). [4] [5] [6]
К обычным представителям Zygnematophyceae относятся нитчатые водоросли Spirogyra и Mougeotia , а также десмиды — микроскопические водоросли, характеризующиеся симметричными и тщательно украшенными клетками. [7]
Морфология
[ редактировать ]Строение тела Zygnematophyceae простое, и, похоже, эта группа претерпела вторичную потерю морфологической сложности. [8] Большинство базальных представителей одноклеточные, но нитчатые виды эволюционировали как минимум пять раз. [9] и несколько видов образуют колонии. [7] Каждая клетка содержит одно ядро . [7]
Хлоропласты несколько Zygnematophyceae крупные, обычно осевые, но иногда расположены пристеночно и содержат один или пиреноидов . В одной клетке может присутствовать один или несколько хлоропластов. Форма хлоропласта может быть звездчатой (у Zygnema ), лентовидной (у Spirogyra ) или тщательно лопастной и рассеченной. У некоторых таксонов, особенно Mougeotia , хлоропласт способен двигаться в ответ на различные условия освещения. [7]
У Zygnematophyceae клеточные стенки состоят из трех слоев: одного внешнего слоя, состоящего из слизи, первичной стенки, состоящей из микрофибрилл , и самого внутреннего слоя из целлюлозных микрофибрилл . Некоторые виды сбрасывают свою первичную стенку и сохраняют только самый внутренний слой. Клеточная стенка может быть разнообразно украшена бороздками, гранулами или шипиками. У Desmidiales в клеточной стенке есть поры, которые позволяют клетке выдавливать слой слизи для защиты. [7]
Некоторые Zygnematophyceae содержат гены, участвующие в защите от высыхания, которые, по-видимому, возникли в результате горизонтального переноса генов от бактерий; гены обнаружены у растений, Zygnematophyceae и бактерий , но не у других организмов. Гены, возможно, помогли растениям перейти к жизни на суше. [10] [11]
Новый подкласс Spirogloeophycidae, представленный видом Spirogloea muscicola , был установлен после того, как одноклеточные субаэральные водоросли, напоминающие «студенистую каплю», были заново открыты на скале недалеко от берега реки недалеко от Кельна в 2006 году, после того, как они впервые были обнаружены во Франции в 2006 году. 1845. [12]
Воспроизведение
[ редактировать ]Zygnematophyceae способны размножаться как бесполым, так и половым путем. Бесполое размножение происходит посредством фрагментации, деления клеток , образования акинет или партеноспор. [7]
Половое размножение у Zygnematophyceae происходит посредством процесса, называемого конъюгацией . [13] Необычно то, что гаметы лишены жгутиков . [7] и у них также отсутствуют центриоли , что позволяет предположить, что жгутики не были потеряны вторично. Отсутствие жгутиков отличает Zygnematophyceae почти от всех групп водорослей, за исключением красных водорослей и цианобактерий (также известных как сине-зеленые водоросли, если они классифицируются как таковые). [1] Гаметы практически не отличаются от вегетативных клеток. [7]
При конъюгации клетки или нити противоположного пола выстраиваются в линию, и между соответствующими клетками образуются трубочки. Мужские клетки затем становятся амебоидными и переползают через самку, а иногда и обе клетки заползают в соединительную трубку. Затем клетки встречаются и сливаются, образуя зиготу , которая позже подвергается мейозу для производства новых клеток или нитей. только самка . Как и у наземных растений, свои хлоропласты передает потомству [14]
Таксономия
[ редактировать ]Zygnematophyceae монофилетичны . Традиционно известно, что он содержит два отряда: Zygnematales и Desmidiales . [7] Однако оказалось, что Zygnematales являются парафилетическими по отношению к Desmidiales, и поэтому они были разделены. По состоянию на 2023 год [update]выделяются пять отрядов и два подкласса: Spirogloeales у Spirogloeophycidae и Serritaeniales, Zygnematales , Spirogyrales и Desmidiales у Zygnematophycidae. [9]
Класс Зигнематофицеае [15]
- Подкласс Spirogloeophycidae Melkonian, Gontcharov & Marin 2019 [11]
- Заказать Спироглолеальные Мелконян, Гончаров и Марин 2019
- Семейство Spirogleeaceae Мелконян, Гончаров и Марин 2019
- Заказать Спироглолеальные Мелконян, Гончаров и Марин 2019
- Подкласс Zygnematophycidae Melkonian, Gontcharov & Marin 2019
- Заказать Serritaeniales Hess & de Vries 2022
- Семейство Serritaeniaceae Hess & de Vries 2022
- Орден Zygnematales Borge & Pascher 1931 г.
- Семейство Zygnemataceae (Meneghini) Кютцинг 1843 г.
- Семейство Mesotaeniaceae Oltmans 1904 (парафилетическое).
- Заказать Spirogyrales Hess & de Vries 2022
- Семейство Spirogyraceae Palla 1894 г.
- Орден Демидиала Кригера 1933 г.
- Семейство Gonatozygaceae Fritsch 1927.
- Семейство Closteriaceae Bessey 1907 ex Pritchard 1852.
- Семейство Peniaceae Геккель 1894 г.
- Семейство Desmidiaceae Kützing 1833b ex Ralfs 1845.
- Заказать Serritaeniales Hess & de Vries 2022
Филогения
[ редактировать ]Филогения семейств Zygnematophyceae представлена ниже: [16] [11]
Зигнематофицеи | |
среда обитания
[ редактировать ]Представители Zygnematophyceae распространены почти во всех пресноводных средах обитания, особенно нитчатые роды, такие как Spirogyra и Mougeotia . Некоторые виды Spirogyra могут переносить нарушенную среду обитания. С другой стороны, десмиды (Desmidiales) часто предпочитают болота, торфяники и озера. [17]
Ископаемая запись
[ редактировать ]Вегетативные клетки Zygnematophyceae хрупкие и обычно не сохраняются, но зигоспоры устойчивы к гниению и могут окаменеть. Zygnematophyceae были зарегистрированы, по крайней мере, со среднего девона , а до каменноугольного периода все основные группы разошлись. Окаменелости зигоспор являются индикаторами потепления весенних условий и мелководных, застойных мезотрофных местообитаний. [7]
Геномы
[ редактировать ]Первыми опубликованными геномами Zygnematophyceae были Mesotaenium endlicherianum и Spirogloea muscicola . [11] С тех пор геномы были опубликованы на Penium margaritaceum , [18] виды Zygnema , [19] и комплекс Closterium peracerosum-strigosum-литораль . [20] модели генов Mesotaenium endlicherianum . Кроме того, были обновлены [21]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Гири, Майкл Д. (15 марта 2013 г.). «Таксономия и номенклатура Conjugatophyceae (= Zygnematophyceae)». Водоросли . 28 (1): 1–29. дои : 10.4490/algae.2013.28.1.001 . hdl : 10379/11755 .
- ^ Гончаров А.А.; Марин, Б; Мелконян, М. (5 декабря 2003 г.). «Являются ли комбинированные анализы лучше, чем филогения одного гена? Тематическое исследование с использованием сравнения последовательностей рДНК SSU и rbcL у Zygnematophyceae (Streptophyta)» . Молекулярная биология и эволюция . 21 (3): 612–624. дои : 10.1093/molbev/msh052 . ПМИД 14739253 .
- ^ Пихртова, Мартина; Хольцингер, Андреас; Куличова, Яна; Рышанек, Дэвид; Шолякова, Тереза; Трумхова, Катерина; Немцова, Ивонн (8 октября 2018 г.). «Молекулярное и морфологическое разнообразие Zygnema и Zygnemopsis (Zygnematophyceae, Streptophyta) со Шпицбергена (Высокая Арктика)» . Европейский журнал психологии . 53 (4): 492–508. дои : 10.1080/09670262.2018.1476920 . ПМК 6235541 . ПМИД 30487730 .
- ^ Уикетт, Норман Дж.; Мирараб, Сиаваш; Нгуен, Нам; Варноу, Тэнди; Карпентер, Эрик; Матаски, Наим; Айямпалаям, Сараванарадж; Баркер, Майкл С.; Берли, Дж. Гордон; Гитценданнер, Мэтью А.; Руфель, Брэд Р.; Вафула, Эрик; Дер, Джошуа П.; Грэм, Шон В.; Мэтьюз, Сара; Мелконян, Михаил; Солтис, Дуглас Э.; Солтис, Памела С.; Майлз, Николас В.; Ротфельс, Карл Дж.; Покорный, Лиза; Шоу, А. Джонатан; ДеДжиронимо, Лиза; Стивенсон, Деннис В.; Сурек, Барбара; Вильярреал, Хуан Карлос; Рур, Беатрис; Филипп, Эрве; де Памфилис, Клод В.; Чен, Тао; Дейхолос, Майкл К .; Бауком, Регина С.; Катчан, Тони М.; Огюстин, Меган М.; Ван, Цзюнь; Чжан, Юн; Тянь, Чжицзянь; Ян, Чжисян; Ву, Сяолэй; Сунь, Сяо; Вонг, Гейн Ка-Шу; Либенс-Мак, Джеймс (11 ноября 2014 г.). «Филотранскриптомный анализ происхождения и ранней диверсификации наземных растений» . Труды Национальной академии наук . 111 (45): Е4859–Е4868. Бибкод : 2014PNAS..111E4859W . дои : 10.1073/pnas.1323926111 . ПМЦ 4234587 . ПМИД 25355905 .
- ^ де Врис, Ян; Стэнтон, Аманда; Арчибальд, Джон М.; Гулд, Свен Б. (июнь 2016 г.). «Террестриализация стрептофитов в свете эволюции пластид». Тенденции в науке о растениях . 21 (6): 467–476. doi : 10.1016/j.tplants.2016.01.021 . ПМИД 26895731 .
- ^ Гитценданнер, Мэтью А.; Солтис, Памела С.; Вонг, Гейн К.-С.; Руфель, Брэд Р.; Солтис, Дуглас Э. (март 2018 г.). «Пластидно-филогеномный анализ зеленых растений: миллиард лет эволюционной истории» . Американский журнал ботаники . 105 (3): 291–301. дои : 10.1002/ajb2.1048 . ПМИД 29603143 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Холл, Джон Д.; МакКорт, Ричард М. (2017). «Зигнематофита». Справочник протистов . стр. 135–163. дои : 10.1007/978-3-319-28149-0_41 . ISBN 978-3-319-28149-0 .
- ^ Нисияма, Томоаки; Сакаяма, Хидэтоси; де Врис, Джон; Бушманн, Хенрик; Сен-Марку, Дени; Ульрих, Кристиан К.; Хаас, Фабиан Б.; Вандерстратен, Лиза; Беккер, Дирк; Нет, Дэниел; Восолсобие, Станислав; Ромбо, Стефан; Вильгельмссон, Пер КИ; Яница, Филипп; Керн, Рамона; Хейл, Александр; Румплер, Флориан; Вильялобос, Луз Ирина А. Кальдерон; Клэй, Джон М.; Скокан, Роман; Тойода, Ацуши; Сузуки, Ютака; Кагосима, Хироси; Шийлен, Элио; Таджешвар, Навиндра; Катарино, Бруно; Хетерингтон, Александр Дж.; Салтыкова, Асия; Бонно, Клеманс; Бройнингер, Хольгер; Симеониди, Айкатерини; Радхакришнан, Гуру В.; Ван Ньювербург, Филип; Дефорс, Дитер; Чанг, Карен; Карол, Кеннет Г.; Хедрих, Райнер; Вольфсков, Питер; Глекнер, Гернот; Делвич, Чарльз Ф.; Петрашек, Ян; Ван де Пер, Ив; Фримл, Иржи; Бейлби, Мэри; Долан, Лиам; Кохара, Юджи; Сугано, Сумио; Фудзияма, Асао; Дело, Пьер-Марк; Квинт, Марсель; Тайсен, Гюнтер; Хагеманн, Мартин; Хархолт, Джеспер; Дюнан, Кристоф; Зачго, Сабина; Лэнгдейл, Джейн; Маумус, Флориан; Ван дер Стратен, Доминик; Гулд, Свен Б.; Ренсинг, Стефан А. (июль 2018 г.). «Геном Чары: вторичная сложность и последствия для террестриализации растений» . Клетка . 174 (2): 448–464.e24. дои : 10.1016/j.cell.2018.06.033 . ПМИД 30007417 . S2CID 206569169 .
- ^ Jump up to: а б Гесс, Себастьян; Уильямс, Шелби К.; Буш, Анна; Ирисарри, Икер; Делвич, Чарльз Ф.; Фрис, Софи де; Дариенко Татьяна; Роджер, Эндрю Дж.; Арчибальд, Джон М.; Бушманн, Хенрик; Шварценберг, Клаус фон; Врис, Ян де (01 сентября 2022 г.). «Филогеномно обоснованная пятипорядковая система ближайших родственников наземных растений» . Современная биология . 32 (20): 4473–4482.e7. дои : 10.1016/j.cub.2022.08.022 . ISSN 0960-9822 . ПМЦ 9632326 . ПМИД 36055238 .
- ^ Циммер, Карл (14 ноября 2019 г.). «Как растения завоевали землю? Эти скромные водоросли хранят подсказки» . Нью-Йорк Таймс .
- ^ Jump up to: а б с д Чэн, Вэньфэй, Юань; Марин, Биргер, Жан; Сунь, Вэньцзин; Гончаров, Андрей; Ван, Линьчжоу; Марк; Вонг, Гейн Ка-Шу; Мелконян, Майкл (2019). Ван , Цзянь, Хуанмин ; Сюй, Сюнь; Дело, Пьер - . 179 1057–1067.e14. : 10.1016 / . doi j.cell.2019.10.019 (5) :
- ^ Древние растения научились выживать на суше, крадя ДНК других видов.
- ^ Капраун, Д.Ф. (30 ноября 2006 г.). «Оценка содержания ядерной ДНК в линиях зеленых водорослей: Chlorophyta и Streptophyta» . Анналы ботаники . 99 (4): 677–701. дои : 10.1093/aob/mcl294 . ПМК 2802934 . ПМИД 17272304 .
- ^ Перманн С., Пихртова М., Шолякова Т., Хербургер К., Жуно П.Х., Увизей С., Фальконе Д., Марешай Е., Хольцинге А. (23 августа 2023 г.). Пфайфер Л. (ред.). «3D-реконструкции зигоспор Zygnema vaaginum (Charophyta) раскрывают детали формирования клеточной стенки, что позволяет предположить адаптацию к экстремальным средам обитания» . Физиология Плантарум . 175 (4): e13988. дои : 10.1111/чел.13988 . ПМИД 37616005 .
- ^ Гири, доктор медицины; Гири, ГМ «Зигнематофицеи» . База водорослей . Всемирное электронное издание, Национальный университет Ирландии, Голуэй . Проверено 30 апреля 2023 г.
- ^ Станчева, Розалина; Холл, Джон Д.; Хербургер, Клаус; Льюис, Луиза А.; Маккорт, Ричард М.; Шит, Роберт; Хольцингер, Андреас (июль 2014 г.). «Филогенетическое положение Zygogonium ericetorum (Zygnematophyceae, Charophyta) из высокогорной среды обитания и ультраструктурная характеристика необычных апланоспор» . Журнал психологии . 50 (5): 790–803. дои : 10.1111/jpy.12229 . ПМК 4370237 . ПМИД 25810560 .
- ^ Холл, Джон Д.; МакКорт, Ричард М. (2014). «Глава 9. Конъюгация зеленых водорослей, включая десмиды». В Вере Джон Д.; Шит, Роберт Г.; Кочиолек, Дж. Патрик (ред.). Пресноводные водоросли Северной Америки: экология и классификация (2-е изд.). Elsevier Inc. ISBN 978-0-12-385876-4 .
- ^ Цзяо, Чен; Соренсен, Ибен; Сунь, Сюэпэн; Сунь, Хунхэ; Бехар, Хила; Альсих, Салех; Филипп, Гленн; Паласио Лопес, Каттия; Сунь, Ли; Рид, Рейган; Чон, Сьюзен; Киёнами, Рэйко; Чжан, Шэн; Ферни, Алисдер Р.; Брюмер, Гарри (май 2020 г.). «Геном Penium margaritaceum: признаки происхождения наземных растений» . Клетка . 181 (5): 1097–1111.e12. doi : 10.1016/j.cell.2020.04.019 . ПМИД 32442406 . S2CID 218763002 .
- ^ Фэн, Сюэхуань; Чжэн, Цзиньфан; Ирисарри, Икер; Ю, Хуэйхуэй; Чжэн, Бо; Али, Захин; Де Врис, Софи; Келлер, Джин; Фюрст-Янсен, Джанин М.Р. (1 февраля 2023 г.). Геномы на хромосомном уровне от многоклеточных водорослей до наземных растений проливают свет на эволюцию сигнальной сети (Отчет). Эволюционная биология. дои : 10.1101/2023.01.31.526407 . ПМЦ 9915684 . ПМИД 36778228 .
- ^ Сэкимото, Аюми, Нацуми; Канда, Нахо, Ре; Тойода, Ацуши; Касахара, Абэ, Юки; Томоаки (март 2023 г.). «Дивергентный транскрипционный фактор RWP-RK определяет тип спаривания в гетероталличном клостерии» Новый фитолог . 237 5): : 10.1111 / . nph.18662 doi 1636–1651 . . ( S2CID 254918679 .
- ^ Дадрас, Армин; Фюрст-Янсен, Джанин М.Р.; Дариенко Татьяна; Корона, Денис; Шольц, Патрисия; Солнце, Сики; Херфурт, Корнелия; Ризеберг, Тим П.; Ирисарри, Икер; Стейнкамп, Расмус; Хансен, Мэй; Бушманн, Хенрик; Валериус, Оливер; Браус, Герхард Х.; Хокер, Ют (28 августа 2023 г.). «Градиенты окружающей среды выявляют очаги стресса, существовавшие еще до наземной адаптации растений» . Природные растения . 9 (9): 1419–1438. дои : 10.1038/s41477-023-01491-0 . ISSN 2055-0278 . ПМЦ 10505561 . ПМИД 37640935 .