Оцеллоид
Изображение одной клетки с большим ядром и глазком, состоящим из округлой «линзы» и темно-пигментированного дискообразного ретинального тела.
Световая микрофотография динофлагеллята , содержащего оцеллоид. Ядро обозначено n , оцеллоид обозначен двойной стрелкой, а заднее расширение клетки обозначено стрелкой; масштабная линейка = 10 мкм. [1]

Оцеллоид — это субклеточная структура, обнаруженная в семействе Warnowiaceae (варновииды), которые являются членами группы одноклеточных организмов, известных как динофлагелляты . Оцеллоид аналогичен по структуре и функциям глазам многоклеточных организмов , которые фокусируют, обрабатывают и обнаруживают свет. Оцеллоид намного сложнее, чем глазное пятно , светочувствительная структура, также обнаруженная у одноклеточных организмов, и на самом деле является одной из самых сложных известных субклеточных структур. [ 2] Он был описан как яркий пример конвергентной эволюции . [3]

История

Оцеллоид был первоначально описан в 1884 году. [4] Ранние описания были встречены скептически и предполагалось, что он представляет собой глаз многоклеточного организма, случайно поглощенного одноклеточным организмом. [2] Возможность того, что он имеет эволюционную связь с пластидами, рассматривалась по крайней мере с 1970-х годов, хотя до 2010-х годов прямые доказательства были скудны. [5]

Структура

Изображение оцеллоида крупным планом.
Микрофотография одного оцеллоида; масштабная линейка = 5 мкм. [1]
Электронная микрофотография оцеллоида в клеточном контексте в оттенках серого. Благодаря используемой технике микроскопии обычно полупрозрачная гиалосома выглядит почти такой же темно окрашенной, как ретинальное тело.
Негативно окрашенная трансмиссионная электронная микрофотография оцеллоида (белый ящик), показывающая гиалосому (H) и ретинальное тельце (R), а также часть поршня (Ps). Масштабная линейка = 10 мкм. [ 5]

Оцеллоиды содержат субкомпоненты, аналогичные структурам глаза, включая хрусталик , роговицу , радужку и сетчатку . [2] Его можно разделить на две субструктуры: полупрозрачную, округлую гиалосому и сильно пигментированную меланосому , также известную как ретинальное тело или пигментная чаша. [5] Гиалосома служит преломляющей линзой оцеллоида; она окружена слоем митохондрий, служащих роговицей, и имеет сужающие кольца, аналогичные радужке . Ретинальное тело имеет внутреннюю структуру, напоминающую тилакоидные мембраны в хлоропластах , и содержит белки, связанные с бактериородопсином , светочувствительным белком, обнаруженным в некоторых археях . [2] [5]

Используя методы геномики отдельных клеток и электронной микроскопии , было показано, что оцеллоид состоит из множества связанных с мембраной органелл с различным эндосимбиотическим происхождением, происходящим от множества линий пластид, содержащих перидинин . [2] Это открытие получило широкое внимание в научно-популярных СМИ после того, как о нем сообщили в 2015 году. [6] [7] [8]

Функция

Схемы структур глазчатого глаза и глаза позвоночных в оттенках серого, демонстрирующие аналогичные позиционные соотношения между гиалосомой/хрусталиком и ретинальным тельцем/сетчаткой.
Сравнение структур глазка (1) и глаза позвоночного (2). Компоненты обозначены как гиалосома (H), ретинальное тело/сетчатка (R) и кристаллиновая линза (C). [5]

Из-за сильного структурного сходства между глазом оцеллоида и метазойных глаз, долгое время предполагалось, что оцеллоид функционирует как фоторецептор; однако это трудно определить экспериментально, поскольку варновииды не могут быть культивированы в лабораторных условиях, а изоляты из естественной среды обитания быстро деградируют. Было показано, что морфология оцеллоида изменяется в ответ на освещение окружающей среды, что структура оцеллоида может быть нарушена воздействием чрезвычайно яркого света, и что он содержит белки с последовательностью, схожей с известными светочувствительными белками. [5] Было высказано предположение, что оцеллоид помогает обнаруживать добычу , возможно, других динофлагеллятов. [2]

Эволюция

Оцеллоиды считаются синапоморфным признаком для варновиид - то есть они присутствуют у всех варновиид и предположительно присутствуют у общего предка, но не присутствуют у ближайших ныне живущих родственников, поликрикоидных динофлагеллятов. Эти две группы разделяют другие необычно сложные субклеточные структуры, такие как нематоцисты и поршни . [1] [4]

Молекулярные доказательства убедительны, что оцеллоиды состоят из множества эндосимбионтов : митохондрий и по крайней мере одного типа пластид . Оцеллоиды, вероятно, гомологичны гораздо менее сложным содержащим пластиды глазным пятнам , обнаруженным у других, отдаленно родственных динофлагеллятов. [2]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Hoppenrath, M; Bachvaroff, TR; Handy, SM; Delwiche, CF; Leander, BS (25 мая 2009 г.). "Молекулярная филогения динофлагеллятов с оцеллоидами (Warnowiaceae) на основе последовательностей рДНК SSU и LSU". BMC Evolutionary Biology . 9 (1): 116. Bibcode :2009BMCEE...9..116H. doi : 10.1186/1471-2148-9-116 . PMC  2694157 . PMID  19467154.
  2. ^ abcdefg Грегори С. Гавелис; Шихо Хаякава; Ричард А. Уайт III; Такаши Годзёбори; Кертис А. Саттл; Патрик Дж. Килинг; Брайан С. Леандер (2015). «Похожие на глаза оцеллоиды построены из различных эндосимбиотически приобретенных компонентов». Nature . 523 (7559): 204–7. Bibcode :2015Natur.523..204G. doi :10.1038/nature14593. hdl : 10754/566109 . PMID  26131935. S2CID  4462376.
  3. ^ Ричардс, Томас А.; Гомес, Сьюли Л. (1 июля 2015 г.). «Протистология: как построить микробный глаз». Nature . 523 (7559): 166–167. Bibcode :2015Natur.523..166R. doi : 10.1038/nature14630 . PMID  26131934.
  4. ^ Аб Гомес, Фернандо; Лопес-Гарсия, Purificación; Морейра, Дэвид (сентябрь 2009 г.). «Молекулярная филогения динофлагеллят, несущих оцеллоиды, и (Warnowiaceae, Dinophyceae)». Журнал эукариотической микробиологии . 56 (5): 440–445. дои : 10.1111/j.1550-7408.2009.00420.x. PMID  19737196. S2CID  41132911.
  5. ^ abcdef Хаякава, Сихо; Такаку, Ясухару; Хванг, Юнг Шань; Хоригучи, Такео; Суга, Хироши; Геринг, Вальтер; Икео, Казухо; Годзёбори, Такаши; Грибальдо, Симонетта (3 марта 2015 г.). "Функция и эволюционное происхождение одноклеточной структуры глаза камерного типа". PLOS ONE . ​​10 (3): e0118415. Bibcode :2015PLoSO..1018415H. doi : 10.1371/journal.pone.0118415 . PMC 4348419 . PMID  25734540. 
  6. ^ Йонг, Эд (2 июля 2015 г.). «Одноклеточное существо имеет глаз, сделанный из одомашненных микробов». Phenomena: Not Exactly Rocket Science . National Geographic. Архивировано из оригинала 2 июля 2015 г. Получено 2015-07-30 .
  7. ^ "Одноклеточный хищник развивает крошечный, похожий на человеческий "глаз"". Phys.org . 1 июля 2015 г. Получено 30 июля 2015 г.
  8. ^ Эк, Эллисон (16 июля 2015 г.). «Самый невероятный глаз на Земле принадлежит существу без мозга». Nova Next . PBS . Получено 30 июля 2015 г.
  • Erythropsidinium оцеллоидные динофлагелляты на YouTube
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Оцеллоид&oldid=1224322298"