多细胞性和不断增加的雷诺兹数对Volvocales中闪光诱导的状反应的进化转变产生影响

科学领域:

• 进化生物学 进化生物学
• 微生物学 微生物学
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 沃尔沃卡尔 (Volvocales) 是一群绿藻,从单细胞祖先演变为多细胞形式,细胞数量各不相同.
• 这些藻类居住在不同的淡水环境中,经历不同的流体动力学,以雷诺兹数 (Re) 为特征.
• 尽管环境发生了变化,但它们仍然保留了 photoshock 和 phototaxis 等生存必需的光学行为.

研究的目的:

• 为了研究物理环境和沃尔沃的状反应的演变之间的关系.
• 了解不同雷诺兹数 (Re) 如何影响这些藻类的光行为适应.
• 探索状反应模式在向多细胞性过渡中的进化意义.

主要方法:

• 使用高速成像观察了27种Volvocales菌株的状脉动模式.
• 分析了闪电引起的状细胞行为的变化,以分类响应模式.
• 研究了观察到的纤毛反应模式与每个物种的雷诺兹数 (Re) 之间的关系.

主要成果:

• 他们发现了四种闪光诱导的状反应模式:波形转换,无响应,跳动暂停和方向变化.
• 观察到的特定的状反应模式与物种的雷诺兹数 (Re) 相对相关.
• 这种相关性与个体生物体的大小有关,而不是严格的基因关系.

结论:

• 状反应模式的适应对于沃尔沃卡莱斯来说至关重要,以保持光行为,同时生存进化过渡到多细胞性.
• 雷诺兹数 (Re) 作为一个显著的选择性压力,驱动微藻的进化适应.
• 结果为开发微型机器生物仿真推进系统提供了洞察力.