Ectocarpus siliculosus
|
|
| Ectocarpus siliculosus | |
|---|---|
| E. siliculosus , z encyklopedycznego słownika Brockhausa i Efrona (1890-1907) | |
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | Chromista |
| Gromada: | Gyrista |
| podtyp: | ochrofitina |
| Klasa: | Phaeophyceae |
| Zamówienie: | ektokarblady |
| Rodzina: | ektokarpowate |
| Rodzaj: | ektokarpus |
| Gatunek: |
E. siliculosus
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Ectocarpus siliculosus |
|
Ectocarpus siliculosus to nitkowata brunatna alga . Jego genom był pierwszym genomem makroalg brunatnych, który został zsekwencjonowany, z oczekiwaniem, że E. siliculosus posłuży jako genetyczny i genomowy model makroglonów brunatnych.
| Klasyfikacja naukowa | |
|---|---|
| Klad : | SAR |
| Gromada: | Ochrophyta |
| Klasa: | Phaeophyceae |
| Zamówienie: | ektokarblady |
| Rodzina: | ektokarpowate |
| Rodzaj: | ektokarpus |
| Gatunek: | E. siliculosus |
| Nazwa dwumianowa | |
| Ectocarpus siliculosus | |
Ekologia
Brązowe algi są członkami stramenopiles ( wraz z organizmami takimi jak okrzemki i lęgniowce ). Stramenopile oddzieliły się od innych głównych grup eukariotycznych, takich jak opisthokonty (zwierzęta i grzyby) oraz archaeplastida (w tym rośliny lądowe) ponad miliard lat temu. Brązowe algi są również ważne, ponieważ są jedną z niewielu grup eukariotycznych, które wyewoluowały złożoną wielokomórkowość.
Alga jest nierozgałęziona i nitkowata; tworzy miękkie brody na większych roślinach lub innym twardym podłożu i dorasta do 2 stóp długości. Jego plecha jest nitkowata, początkowo zorganizowana jako główne włókno pierwotne, złożone z wydłużonych komórek i okrągłych komórek, z których różnicują się gałęzie. E. siliculosus to roślina kępkowa, często o wysokości od jednego do kilku cm, ale w wyjątkowych przypadkach do 20 cm. Ma osie, które są swobodnie rozgałęzione, a główna oś jest nierozróżnialna. Włókna na E. siliculosus mogą dorastać do 30 μm średnicy, zwężając się w kierunku wierzchołków i czasami tworząc końcowe pseudowłosy.
Reprodukcja
Rozmnażanie i wzrost E. siliculosus obejmuje dwa różne wzorce wczesnego rozwoju, które rozpoczynają się albo symetrycznym, albo asymetrycznym podziałem początkowej komórki. Symetryczny podział prowadzi do rozwoju prostaty, podstawnej struktury przed uformowaniem się wyprostowanej plechy. Podział asymetryczny prowadzi do natychmiastowego rozwoju plechy wzniesionej bez tworzenia prostaty, podstawnej struktury (natychmiastowe zróżnicowanie). E. siliculosus przechodzi naprzemiennie między dwoma pokoleniowymi cyklami życiowymi, które różnią się tym, że są sporofitami (wytwarzają niewiele boków i rozwijają się z rozgałęzionej podstawy prostaty) lub gametofitami (bogato rozgałęzione i pozbawione podstawy prostaty). Gametofity E. siliculosus mają asymetryczny początkowy podział komórek i natychmiastowe różnicowanie wyprostowanej plechy. W związku z tym przemiana dwóch różnych pokoleń E. siliculosus również przebiega naprzemiennie między symetrycznymi i asymetrycznymi podziałami komórek.
E. siliculosus rozwija jednorzędowe włókna. Ma sporofitowe ciało, które składa się z ciała prostaty i wyprostowanego ciała. Ciało prostaty z kolei składa się z pełzających włókien (pełzające włókna są zbudowane z komórek wydłużonych (E) i okrągłych (R)), które są włóknem z komórkami E na krawędziach i komórkami R w środku. Następnie następuje okres wtórnego wzrostu, w którym rozwijają się osie w środku pierwotnego włókna i na komórkach R. Pionowe włókna wyrosną z ciała prostaty i różnicują się w zarodnie .
E. siliculosus w badaniach
Algi brunatne mają wiele unikalnych cech pod względem metabolizmu i biologii komórki. Ergo, brunatnice, aw szczególności E. siliculosus, są często wykorzystywane do badań eksploracyjnych. Jego genom był pierwszym genomem makroalg brunatnych, który został zsekwencjonowany, z oczekiwaniem, że E. siliculosus posłuży jako genetyczny i genomowy model makroglonów brunatnych. W 2004 r. wiele laboratoriów, w tym Station Biologique w Roscoff i Genoscope, rozpoczęło sekwencjonowanie genomu E. siliculosus.
Ectocarpus był używany przez naukowców do badania ewolucji złożonej wielokomórkowości brunatnic. Wraz z badaniem Ectocarpus nastąpiło odkrycie wielu zasobów genetycznych i genomowych, które mają zastosowanie do wszystkich gatunków brunatnic. Wcześniej brak zarówno odpowiednich narzędzi do badania danych genomowych, jak i samych danych genomowych hamował postęp w zrozumieniu procesów rozwojowych alg brunatnych na poziomie molekularnym. Jednak ze względu na to, że Ectocarpus jest mniej złożony, łatwiej jest go studiować.
Przechowywanie i wiązanie żelaza
E. siliculosus jest w stanie akumulować wysokie stężenia jodku z wody morskiej. System magazynowania węgla brunatnic jest niezwykły i obejmuje gromadzenie zapasów mannitolu i laminaryny β-1,3-glukanu zamiast α-1,4-glukanów, takich jak skrobia czy glikogen. Szlak mannitolu był prawdopodobnie najprawdopodobniej zdarzeniem specjacji w linii brunatnych alg poprzez zdarzenie transferu poziomego z aktynobakterii , wraz z innym kluczowym szlakiem metabolicznym w algach brunatnych, biosyntezą alginianu.
Wykazano, że ten gatunek Ectocarpus wiąże żelazo na swoich komórkach z nieswoistością. Ta otoczka jonów żelaza pozwala algom magazynować i mieć stałe źródło żelaza niezależnie od warunków panujących w otaczającym je środowisku. Ta adaptacja jest ważna, ponieważ ta metoda pobierania żelaza jest podobna do tej stosowanej przez organizmy lądowe i różni się od metod typowo stosowanych w środowisku morskim, takich jak siderofory .
Cechy seksualne
Ectocarpus to gatunek znany z ewolucji ekspresji genów opartej na płci. Stwierdzono również, że ma niski poziom fenotypowego dymorfizmu płciowego . Niski poziom dymorfizmu płciowego oznacza, że dwie płcie danego gatunku nie mają różnych cech. Zostało to poparte odkryciami, że Ectocarpus ma żeńskie geny, które ewoluują tak szybko, jak ich geny męskie. Potwierdzają to również odkrycia, że spójność wzorców znalezionych przez naukowców w systemach płciowych związanych z układami haploidalnymi UV.