Hatena arenicola ist ein meeresbewohnender einzelliger Eukaryot, der eine Gemeinschaft mit einer Grünalge der Gattung Nephroselmis eingeht. Die Art wurde bis jetzt nur an einem japanischen Sandstrand gefunden, worauf auch ihre Benennung hinweist (Hatena, jap. はてな, dt. Die Geheimnisvolle und arenicola, lat. sandbewohnend).
Hatena arenicola ist entlang der dorsiventralen Achse abgeflacht, in ventraler Ansicht eiförmig, 30–40 µm lang und 15–20 µm breit. Subapikal, also unterhalb der Spitze, befindet sich eine 3–4 µm lange und ca. 2 µm breite Furche, aus der die lange vordere und die kürzere hintere Geißel austreten. Zwei Reihen von lichtmikroskopisch gut erkennbaren Ejectisomen liegen vor dem hinteren Ende der Furche. Der große Zellkern liegt mittig im hinteren Bereiche der Zelle. Der größte Teil des verbleibenden Cytoplasma ist mit dem Endosymbionten besetzt, der überwiegend von seinem Plastid erfüllt ist. Im Vergleich zu freilebenden Nephroselmis-Zellen sind die Symbionten bis zu zehnfach vergrößert und weisen ein reduziertes Cytoplasma sowie mehrere Pyrenoide auf. Sie weisen außerdem einen komplex gebauten Augenfleck auf. Bei im Freiland gefangenen Zellen fehlt der Symbiont nur selten, einige Symbionten sind jedoch nicht voll entwickelt, was über den Lebenszyklus erklärt werden könnte.
Bei der Teilung wandert der Kern der Wirtszelle zuerst an die Spitze zwischen den Insertionspunkt der Geißeln und den Augenfleck des Symbionten. Der Symbiont zieht sich dann in die linke Zellhälfte zurück. Nach der Bildung eines zweiten Flagellenpaars teilen sich Zellkern und Zelle, so dass eine grüne Tochterzelle mit Symbiont und eine farblose Tochterzelle entstehen. Die farblosen Zellen bilden einen komplexen Zellmund aus und leben wahrscheinlich bis zur Aufnahme eines neuen Symbionten per Phagocytose räuberisch. Da der genaue Stamm des Symbionten nicht bekannt ist, konnte der vollständige Zyklus im Labor bisher nicht beobachtet werden.
Evolutionsbiologisch ist diese Symbiose von Interesse, da hier ein Wechsel von Heterotrophie zu Autotrophie vorliegt und die Aufnahme des Symbionten durch Hatena arenicola als Räuber der Aufnahme von Organellen anderer Eukaryoten, wie in der Endosymbiontentheorie beschrieben, entsprechen könnte.
Hatena arenicola ist ein meeresbewohnender einzelliger Eukaryot, der eine Gemeinschaft mit einer Grünalge der Gattung Nephroselmis eingeht. Die Art wurde bis jetzt nur an einem japanischen Sandstrand gefunden, worauf auch ihre Benennung hinweist (Hatena, jap. はてな, dt. Die Geheimnisvolle und arenicola, lat. sandbewohnend).
Hatena arenicola is a species of single-celled eukaryotes discovered in 2000, and first reported in 2005.[1] It was discovered by Japanese biologists Noriko Okamoto and Isao Inouye at the University of Tsukuba, and they gave the scientific description and formal name in 2006.[2] The species is a flagellate, and can resemble a plant at one stage of its life, in which it carries a photosynthesizing alga inside itself,[3] or an animal, acting as predator in another stage of its life. Researchers believe that this organism is in the process of secondary endosymbiosis, in which one organism is incorporated into another, resulting in a completely new life form.
H. arenicola was first noticed as algal bloom in 2000 from Isonoura beach in Japan. It was found in the area of moderately sheltered sandy shore, where a number of algae surfaced during tsunami. The specimens were present in the upper edge of the seepage face. It can be found throughout the year, except in winter. It was originally believed to be a new green alga. However, it was discovered that the chlorophyll-bearing plastids were independent of the cell division, indicating that they were separate but temporary endosymbiotic organisms.[4]
H. arenicola is a protist with one rounded cell having two flagella for locomotion. It feeds on algae using a complex feeding tube when it leads an independent life. The feeding tube, however, is replaced by an endosymbiotic alga.[5] The algal endosymbiont is a green alga from the genus Nephroselmis.[2] The endosymbiont not only acts as feeding apparatus, but also as an eye spot, by which it probably helps the protist for directional movements towards light (phototaxis).
H. arenicola cannot divide without containing the endosymbiont. But, unlike a fully integrated organelle, the Nephroselmis alga does not divide along with the host cell. When the host cell divides, one of the daughter cells receives the Nephroselmis cell and the other daughter returns to a heterotrophic lifestyle. Hence, the mother protist gives rise to green-coloured and white-coloured daughter cells. The latter behaves like a predator until it ingests a Nephroselmis green alga. The alga then loses its flagella and cytoskeleton, while the Hatena, now a host, switches to photosynthetic nutrition, gains the ability to move towards light and loses its feeding apparatus. Thus, the protist exhibits an unusual life cycle of alternating autotrophy and heterotrophy.[5]
Genetic sequencing (of 18S rRNA gene) revealed that the protist can harbour at least three distinct strains of Nephroselmis rotunda.[6]
The generic name is from a Japanese interjection roughly meaning "enigmatic"[1] or "unusual".[5]
The symbiotic Nephroselmis is different from the free-living form. It retains its cytoplasm, nucleus and plastid, while other organelles including mitochondria, Golgi body, cytoskeleton, and endomembrane system are degraded. The plastid is also comparatively enlarged up to ten times the normal size of free-living form.[2] The enlarged plastid is compensated by reduced cytoplasmic components.[4]
Hatena arenicola is a species of single-celled eukaryotes discovered in 2000, and first reported in 2005. It was discovered by Japanese biologists Noriko Okamoto and Isao Inouye at the University of Tsukuba, and they gave the scientific description and formal name in 2006. The species is a flagellate, and can resemble a plant at one stage of its life, in which it carries a photosynthesizing alga inside itself, or an animal, acting as predator in another stage of its life. Researchers believe that this organism is in the process of secondary endosymbiosis, in which one organism is incorporated into another, resulting in a completely new life form.
Hatena, es una katablefárida interesante, un enigmático flagelado. Al igual que las demás katablefáridas se caracteriza por sus extrusomas grandes y pequeños (orgánulos de descarga o propulsión), cubierta celular, aparato de alimentación y por su filogenia molecular de ADN ribosomal. La célula tiene una forma comprimida dorso-ventralmente y un movimiento de arrastre, rasgo diferente de las demás katablefáridas. Mide 30 µm y tiene 2 flagelos subapicales. La mayoría son células verdes por incorporación de algas y una minoría incoloras.
Hatena fue descubierta accidentalmente en costas del Japón por el Dr. Noriko Okamoto según reporte de 2005 y llamada Hatena arenicola (Hatena en japonés=extraño), donde la característica más distintiva es que alberga un simbionte: Nephroselmis (una clorofita). Esta simbiosis es diferente a casos reportados, pues el plástido simbionte es selectivamente agrandado, mientras que otras estructuras como la mitocondria, el aparato de Golgi, el citoesqueleto y el sistema de endomembranas son degradados. Además huésped y simbionte han desarrollado una asociación morfológica: El estigma (mancha ocular) del simbionte está siempre en el ápice de la célula de la Hatena arenicola; y solamente una célula hija hereda al simbionte durante la división celular, resultando en una célula verde que lleva dentro un simbionte y en una célula incolora que carece de él (ver imágenes). Curiosamente las células incoloras tienen un aparato de alimentación que se ubica en el lugar del estigma de las células con simbionte y forma un nuevo sistema predador para apropiarse de nuevas algas que la conviertan en una célula nutritiva capaz de realizar la fotosíntesis. Así pues la morfología del huésped depende de la presencia o ausencia del simbionte. Todo esto sugiere que Hatena arenicola tiene un exclusivo ciclo de vida “mitad planta (alga), mitad predador (protozoo)”.
Las implicaciones evolutivas de la Hatena arenicola como un paso intermedio en la adquisición de plástidos, son ahora discutidas comparativamente en el contexto de los dinoflagelados. El Prof. Inouye especula, que este caso es una prueba de los posibles pasos evolutivos que un organismo experimenta en el proceso de convertirse en vegetal.
Datos: Q143705
Especies: Hatena arenicola
Hatena, es una katablefárida interesante, un enigmático flagelado. Al igual que las demás katablefáridas se caracteriza por sus extrusomas grandes y pequeños (orgánulos de descarga o propulsión), cubierta celular, aparato de alimentación y por su filogenia molecular de ADN ribosomal. La célula tiene una forma comprimida dorso-ventralmente y un movimiento de arrastre, rasgo diferente de las demás katablefáridas. Mide 30 µm y tiene 2 flagelos subapicales. La mayoría son células verdes por incorporación de algas y una minoría incoloras.
Hatena arenicola is een eencellig organisme, beschreven in 2006.[1] Hatena is een flagellaat behorend tot de Katablepharida. De naam komt uit een Japanse interjectie die ruwweg 'enigma', of 'wat apart!' betekent.
De cel vertoont een duidelijke onder- en bovenzijde en voor- en achterkant. De cellen bevatten een endosymbiont uit het geslacht Nephroselmis (behorend tot de groenwieren, Chlorophyta) en leeft fotoautotroof, als een plant. De endosymbiont bevat een vergrote chloroplast, maar de overige organellen zijn voor een deel of geheel verdwenen. De oogvlek is echter niet verdwenen, maar bevindt zich bij de top van de gastheercel.
In tegenstelling tot een volledig geïntegreerd organel deelt de Nephroselmis-alg zich niet tegelijk met de gastheercel. Bij de celdeling gaat de symbiont naar de rechter dochtercel, en de linker dochtercel leeft dan heterotroof, als een dier[2]. Bij cellen zonder endosymbiont is nog nooit celdeling waargenomen. Hatena kan verschillende Nephroselmis soorten accepteren als endosymbiont. Als de heterotrofe Hatena nu een alg opneemt, treden er morfologische veranderingen op, zowel bij de gastheer als bij de alg. De gastheer verliest de mond, en op deze plaats komt dan de oogvlek van de endosymbiont. Bij de alg wordt de chloroplast ongeveer 10 maal zo groot. De alg verlies zijn flagellen, het cytoskelet en het endomembraansysteem; de mitochondria en het Golgi-apparaat zijn gereduceerd[3].
Deze levenswijze ondersteunt de endosymbiontentheorie, omdat dit een beginfase van het ontstaan van (weliswaar secundaire) endosymbiose vertegenwoordigt. Als criterium voor onderscheid tussen endosymbiont en organel kan men de opname van proteïnen bij organellen nemen[4].
Bronnen, noten en/of referentiesHatena arenicola – gatunek jednokomórkowego organizmu eukariotycznego opisanego w 2006[1]. Należy on do wiciowców. W pewnym etapie swego życia może też przypominać roślinę, gdy zawiera fotosyntezującego glona[2]. W innym przypomina zwierzę, polując. Badacze sądzą, że organizm ten przechodzi proces endosymbiozy, polegający na wchłonięciu jednego organizmu przez inny z wytworzeniem kompletnie nowej formy życia.
Endosymbiotycznym glonem jest zielenica z rodzaju Nephroselmis[1]. W przeciwieństwie do w pełni zintegrowanych, tworzących organella endosymbiontów, Nephroselmis nie ulega podziałowi komórkowemu w obrębie komórki gospodarza. Kiedy to jego komórka się dzieli, jedna z komórek potomnych dziedziczy Nephroselmis, druga natomiast wraca do heteretroficznego stylu życia[3]. Zachowuje się jak drapieżnik, dopóki nie sfagocytuje zielenicy. Po wchłonięciu glon traci swoją wić i cytoszkielet. Zostając gospodarzem, Hatena zaczyna odżywiać się drogą fotosyntezy, zdobywa zdolność podążania za światłem i traci swój aparat pokarmowy.
Nazwa pochodzi od japońskiego słowa pełniącego funkcję wykrzyknika, oznaczającego mniej więcej "zagadkę"[2].
Hatena arenicola – gatunek jednokomórkowego organizmu eukariotycznego opisanego w 2006. Należy on do wiciowców. W pewnym etapie swego życia może też przypominać roślinę, gdy zawiera fotosyntezującego glona. W innym przypomina zwierzę, polując. Badacze sądzą, że organizm ten przechodzi proces endosymbiozy, polegający na wchłonięciu jednego organizmu przez inny z wytworzeniem kompletnie nowej formy życia.
Endosymbiotycznym glonem jest zielenica z rodzaju Nephroselmis. W przeciwieństwie do w pełni zintegrowanych, tworzących organella endosymbiontów, Nephroselmis nie ulega podziałowi komórkowemu w obrębie komórki gospodarza. Kiedy to jego komórka się dzieli, jedna z komórek potomnych dziedziczy Nephroselmis, druga natomiast wraca do heteretroficznego stylu życia. Zachowuje się jak drapieżnik, dopóki nie sfagocytuje zielenicy. Po wchłonięciu glon traci swoją wić i cytoszkielet. Zostając gospodarzem, Hatena zaczyna odżywiać się drogą fotosyntezy, zdobywa zdolność podążania za światłem i traci swój aparat pokarmowy.
Nazwa pochodzi od japońskiego słowa pełniącego funkcję wykrzyknika, oznaczającego mniej więcej "zagadkę".
Hatena arenicola là một loài đơn bào nhân thực được phát hiện vào năm 2000, và được báo cáo lần đầu tiên vào năm 2005[1]. Nó được phát hiện bởi nhà sinh vật học người Nhật Bản Noriko Okamoto và Isao Inouye ở đại học Tsukuba, và họ đã đưa ra mô tả khoa học, cũng như tên chính thức vào năm 2006.[2] Đây là một loại trùng roi, và hoạt động tương tự như thực vật vào một giai đoạn trong vòng đời, khi nó mang theo một cá thể tảo quang hợp bên trong người nó,[3] hoặc như động vật săn mồi trong một giai đoạn vòng đời khác. Các nhà nghiên cứu tin rằng sinh vật này đang trong quá trình nội cộng sinh thứ cấp, khi một thể hữu cơ kết hợp vào trong một thể hữu cơ khác, tạo ra một sinh vật sống hoàn toàn mới.
Tên loài này bắt nguồn từ một thán từ tiếng Nhật có nghĩa là "bí ẩn"[1] hay "bất thường".[4]
H. arenicola được chú ý lần đầu tiên trong sự kiện nước nở hoa vào năm 2000 ở bãi biển Isonoura của Nhật Bản. Nó được phát hiện trong một khu vực bãi cát có nhiều tảo nổi lên trong thuỷ triều. Ngoại trừ vào mùa đông, nó có thể được tìm thấy quanh năm. Ban đầu, người ta cho rằng đây là một loài tảo mới. Tuy nhiên, họ phát hiện ra rằng lạp thể chứa diệp lục của nó là độc lập khỏi sự phân bào, cho thấy rằng chúng đã từng tách biện nhưng sau đó trở thành thể hữu cơ nội cộng sinh tạm thời.[5]
H. arenicola là một thể đơn bào với một tế bào tròn có hai roi dùng để di chuyển. Trong cuộc sống độc lập của mình, nó ăn tảo bằng một ống dinh dưỡng phức tạp. Tuy nhiên, ống này được thay thế bằng một cá thể tảo nội cộng sinh.[4] Cá thể tảo cộng sinh này là một loài tảo lục thuộc chi Nephroselmis.[2] Vật cộng sinh không chỉ đóng vai trò như là bộ máy dinh dưỡng, mà còn như một con mắt, dường như cho phép thể đơn bào này di chuyển hướng về ánh sáng (tính hướng sáng).
H. arenicola không thể phân chia mà không có vật cộng sinh. Tuy nhiên, không giống như một bào quan bị đồng hoá hoàn toàn, tảo Nephroselmis không phân chia cùng với tế bào chủ. Khi tế bào phân chia, một trong những tế bào con sẽ nhận tế bào Nephroselmis, còn tế bào kia sẽ trở lại cuộc sống di dưỡng. Vì thế, tế bào mẹ sinh ra một tế bào con màu trắng và một tế bào con màu lục. Tế bào trắng trở thành sinh vật săn mồi cho đến khi nó nuốt lấy một tế bào tảo lục. Roi và bộ xương tế bào tảo sau đó tiêu biến, còn vật chủ Hatena chuyển sang dinh dưỡng quang hợp, có khả năng di chuyển về phía ánh sáng, nhưng mất đi bộ máy dinh dưỡng của chính nó. Vì thế, thể đơn bào này có một vòng đời bất thời khi thay đổi giữa tự dưỡng và dị dưỡng.[4]
Chuỗi di truyền (của 18S rRNA gen) tiết lộ rằng thể đơn bào này có thể chứa ít nhất 3 dòng Nephroselmis rotunda riêng biệt.[6]
Vật cộng sinh Nephroselmis khác biệt so với khi sống tự do. Nó giữ lại tế bào chất, nhân và lạp thể, trong khi các bào quan khác, bao gồm ty thể, bộ máy Golgi, bộ xương tế bào, và hệ thống nội màng bị thoái hoá. Lạp thể phình to tới 10 lần kích thước bình thường của tế bào tự do.[2] Lạp thể phình to được lấp đầy bởi các thành phần tế bào chất tiêu biến.[5]
Hatena arenicola là một loài đơn bào nhân thực được phát hiện vào năm 2000, và được báo cáo lần đầu tiên vào năm 2005. Nó được phát hiện bởi nhà sinh vật học người Nhật Bản Noriko Okamoto và Isao Inouye ở đại học Tsukuba, và họ đã đưa ra mô tả khoa học, cũng như tên chính thức vào năm 2006. Đây là một loại trùng roi, và hoạt động tương tự như thực vật vào một giai đoạn trong vòng đời, khi nó mang theo một cá thể tảo quang hợp bên trong người nó, hoặc như động vật săn mồi trong một giai đoạn vòng đời khác. Các nhà nghiên cứu tin rằng sinh vật này đang trong quá trình nội cộng sinh thứ cấp, khi một thể hữu cơ kết hợp vào trong một thể hữu cơ khác, tạo ra một sinh vật sống hoàn toàn mới.
ハテナ(Hatena arenicola 砂の中に住む謎の生物）は、奇妙な細胞分裂で注目を浴びた微生物である。属名は日本語由来。
井上勲（筑波大学教授）と岡本典子（日本学術振興会特別研究員）によって砂浜で採集した砂から発見された。
この微生物は、カタブレファリスの仲間の鞭毛虫である。葉緑体をもつが、この葉緑体には核があり、プラシノ藻類のNephroselmisの1種に由来する共生微生物由来で、いわゆる細胞内共生である事が確認されている。
元の藻類とハテナに含まれるものを比べると、ミトコンドリアやゴルジ体は貧弱になり、基底小体などは消失するなど、多くの構造が退化的であるのに対して、葉緑体は大きくなり、ピレノイドは数を増している。つまり、独立の藻類の形から、細胞内の葉緑体の地位への変化が起きているのが分かる。
また、この生物には奇妙な特徴があって、細胞分裂をすると、葉緑体をもつ細胞と持たない細胞に分かれてしまう。細胞にある唯一の葉緑体は、必ず腹面から見て右側の細胞に入ると言う。無色になった方の細胞では、捕食のための構造が形成され、実験的に単独の藻類を与えると、これを取り込むことが確認されている。つまり、無色になった虫は、新たに藻類を取り込み、これが次第に葉緑体の形になって行くものと考えられている。ただし、現在のところでは共生体の元の藻類とは別の種でしか実験が行われておらず、詳細については未解明であるとのこと。ただ、実際に野外で採集されるハテナのほとんどは葉緑体を持ち、少数の無色個体がそれに交じるというから、なんらかの形で葉緑体を入手しているのは確からしい。
『ハテナ（Hatena）』という属名は研究室内での愛称『ハテナ虫』に由来し、種小名はラテン語で「砂の中に住む』を意味するarenicolaは砂を採集した岡本により提案された。
すべての葉緑体は元来がその細胞の共生微生物であったと考えられている。他の藻類ではこのハテナに見られるような現象が起きないのは、細胞が分裂する際、あるいはその前に葉緑体も分裂するようになっているからである。この両者が、本来は別の生物であったことを考えれば、むしろうまく葉緑体が配分される方が不思議であって、そこに共生が成立することに関する重要な段階があったことが想像される。このハテナではそれが起きていないということであれば、葉緑体の共生への過程における具体的な問題がこの藻類の研究から得られることが期待できる。
また、もしこれが本当であれば、単独生活の藻類が、ごく短い時間に、それも世代を経る事なくある程度の形態の変化を起こしていることになる。とすれば、その変化を起こす原因はハテナの方にあるはずである。つまり、藻類を取り込んで葉緑体化する仕組みをここから見つけられる可能性も考えられる。いずれにしても、藻類の二次共生による原生動物の藻類化に関して、重要な問題を提供するものである。
하테나 아레니콜라(H. arenicola)는 단세포 진핵생물의 일종으로 2006년에 기술되었다.[1] 이 종은 편모충류의 하나로 식물과 유사하며, 생활사의 한 단계에서 조류 내부에서 자체적으로 광합성을 수행한다.[2]
이름은 일본어에서 유래하였으며, "모래사장에 사는 수수께끼같은 생물"이라는 의미이다. 이노우에 이사오(井上勲, 츠쿠바대학 교수)와 오카모토 노리코(일본학술진흥회 특별연구원)가 발견했다.
이 미생물은 카타블레파리스류의 편모충류이다. 엽록체를 가지고 있지만 핵을 가지고 있으며, 녹조식물 네프로셀미스강에 속하는 네프로셀미스속(Nephroselmis) 종에 공생하는 새포 내 공생 생물로 확인되고 있다.
