Choanoflagellaatit — mikroskooppiset kaulukkaiset eukaryootit selitetty

Choanoflagellaatit selitetty: tutustu mikroskooppisiin kaulukkaisiin eukaryooteihin, niiden solurakenteeseen, elämäntapoihin ja rooliin eläinten evoluutiossa.

Choanoflagellaatit ovat kaulukseltaan mikroskooppisten lippulaisten eukaryoottien luokka tai kanta. Jotkut lajit ovat yksisoluisia, jotkut monisoluisia. Niillä ei ole kloroplastia, ja ne ovat heterotrofisia. Joidenkin mielestä ne muodostavat eläinten yksinkertaisimman kantaluokan; toiset pitävät niitä protisteina.

Rakenne ja ulkonäkö

Choanoflagellaattien tunnusomainen piirre on niiden kaulukko (engl. collar): tiheä matriisi mikrovilligitania eli pieniä solun pinnan ulokkeita, jotka ympäröivät yhtä jälkimmäistä liikkumista tuottavaa lipputyjää eli lipput- eli liikehännän (flagellumin). Lipputyön pyörimisliike synnyttää vesivirran, jonka avulla solun kaulukko suodattaa bakteereja ja muita pieniä ravintohiukkasia. Solukoko on yleensä muutamasta mikrometristä kymmeneen mikrometriin, ja lipputyön pituus voi olla saman luokkaa tai hieman suurempi.

Ravinto ja elintavat

Choanoflagellaatit ovat suodattavia heterotrofeja: ne syövät pääasiassa bakteereja ja pieniä planktonisia organismeja. Ne elävät sekä merissä että makeissa vesissä ja ovat yleisiä pohja- ja vesimassayhteisöissä. Monilla lajeilla yksittäiset solut voivat muodostaa kolonioita, joissa solut ovat kiinnittyneet toisiinsa; tällaiset kolonioiden muodot voivat muistuttaa alkeellisia monisoluisten eläinten rakenteita.

Taksonomia ja evolutiivinen merkitys

Choanoflagellaatit kuuluvat laajaan eukaryoottiryhmään Opisthokonta, johon myös eläimet (Metazoa) ja homeet kuuluvat. Nykyisen genetiikan ja fylogeniatutkimuksen perusteella choanoflagellaatit ovat eläinten lähimpiä nykyisiä sukulaisia (sisarryhmä). Tämä tekee niistä erittäin kiinnostavia tutkijoille, jotka tutkivat monisoluisuuden ja eläinten alkuperän evoluutiota.

Genomitutkimukset ovat osoittaneet, että choanoflagellaateilla on monia geenejä ja solusignalointikomponentteja, joita on aiemmin pidetty eläimille yksinomaisina — esimerkiksi eräitä solujen kiinnittymiseen ja viestintään liittyviä proteiineja (kuten kadheriineja ja erilaisia kinazaaleja). Näiden löydösten perusteella ajatellaan, että monisoluisuuden edellytyksiä rakentaneet geenit kehittyivät jo ennen eläinten syntyä.

Lisääntyminen ja elinkierto

Choanoflagellaatit lisääntyvät pääasiassa suvuttomasti jakaantumalla. Joissain lajeissa on havaittu kolonioiden muodostumista, jossa yksilöt säilyttävät läheiset yhteydet jakautumisen jälkeen. Sukupuolinen lisääntyminen on osoitettu ainakin muutamissa lajeissa, ja yhä enemmän tutkimuksia näyttää, että ympäristön mikrobit ja kemialliset signaalit voivat säädellä sekä kolonioitumista että sukupuolista käyttäytymistä.

Edustavia lajeja ja mallitutkimukset

Tutkimuksessa usein käytettyjä lajeja ovat esimerkiksi Monosiga brevicollis ja Salpingoeca rosetta. Niiden genomi on sekvenoituna, ja niiden avulla on osoitettu useita eläimiin yhdistettyjä molekyylisiä piirteitä sekä kuvattu mm. bakteerien vaikutuksia choanoflagellaattien elinkiertoon ja kolonioitumiseen.

Ekologinen rooli ja tutkittu vuorovaikutus bakteerien kanssa

Choanoflagellaatit toimivat tärkeänä linkkinä mikrobi- ja planktonyhteisöissä: ne kuluttavat bakteereja, vaikuttavat ravinteiden kiertoon ja voivat toimia ravintona pienemmille fallageille tai alkueläimille. Tutkimukset ovat osoittaneet, että tietyt bakteerit voivat indusoida choanoflagellaattien kolonioitumista tai jopa sukupuolista käyttäytymistä vapauttamillaan molekyyleillä, mikä korostaa monimutkaisia mikrobien välisiä signaaliyhteyksiä vesiekosysteemeissä.

Miten erottavat mikroskoopilla?

• Yksi lipputyö (flagellum) ja kauluksen ympäröimä mikrovilli-rengas.
• Yksisoluiset tai pienet kolonioiden muodostumat; kolonioissa yksilöt voivat olla pallomaisesti järjestäytyneitä.
• Aktivinen suodatuskäyttäytyminen: lipputyön synnyttämä vesivirtaus ja ravinnon tarttuminen kaulukseen.

Fossiilit ja tutkimuksen merkitys

Choanoflagellaattien fossiilinen jäämistö on niukka, koska niiden pehmeät elimet eivät säily hyvin, mutta molekyylikello- ja genomitutkimukset tukevat ajatusta niiden vanhasta ja tärkeästä asemasta eläinten läheisenä sukulaisryhmänä. Niiden tutkimus tarjoaa ikkunan siihen, miten monisoluisuuden edellytyksiä valmisteltiin evoluutiossa.

Yhteenveto

Choanoflagellaatit ovat mikroskooppisia, kaulukkaisia eukaryoottisia organismeja, jotka ovat ravinnonsaannissa suodattajia ja ekologisesti laajalle levinneitä. Niiden läheinen sukulaisuus eläimiin ja heidän sisältämänsä geenit ovat auttaneet tutkijoita ymmärtämään, miten monisoluisuuden ja monimutkaisten soluvälisten viestintäjärjestelmien edellytykset syntyivät. Mallilajit kuten Monosiga ja Salpingoeca jatkavat rooliaan evoluutio- ja solubiologian tutkimuksen keskiössä.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on choanoflagellaatti?

K: Onko choanoflagellaateilla kloroplastit?

K: Mikä on choanoflagellaattien ruokavalio?

K: Onko choanoflagellaatteja pidettävä eläiminä?

K: Miten choanoflagellaatit liikkuvat?

K: Ovatko kaikki choanoflagellaatit monisoluisia?

K: Mikä on choanoflagellaattien ainutlaatuinen piirre?

Hae kirjaimella