海綿的領細胞和領鞭毛蟲在結構和功能上有什麼區別?

求詳細的回答,如有兩者的結構圖也希望能夠在回答中提供。謝謝!


誒誒誒雖然我知道這種鬼東西不會有什麼人看,但是看了要點贊啊!我大過年的晚會都沒看就寫這玩意我容易嗎啊 (╯‵□′)╯︵┻━┻

1.形態
海綿的領細胞和領鞭毛蟲在形態上很相似,尺寸也基本一致。兩者均具有糖萼(glycocalyx),然而在分布上有一定差異。兩者的鞭毛也都具有由多糖蛋白複合物構成的葉狀結構(vane),然而領鞭毛蟲鞭毛的這種葉狀結構相對更寬,也更纖弱。領鞭毛蟲的領(collar)呈漏斗形,近端窄,遠端寬;海綿領細胞的領則基本呈現柱形。同時領鞭毛蟲的領處於高度動態之中,可以在長領的覓食階段和短領的散布階段進行轉換;而在完整的海綿中,領的長度則是基本不變的。

領鞭毛蟲 Monosiga brevicollis(引自 Jasmine L. Mah et al.,2014)

湖針海綿(Spongilla lacustris,引自 Jasmine L. Mah et al.,2014)

2.超微結構
兩者的超微結構有很多相似之處,然而在更精細的尺度上也有一些差別。在所有目前已經描述的領鞭毛蟲中,鞭毛中的兩根中央微管都會在鞭毛過渡區(flagellar transition zone)中過渡成單根的中央絲(central filament);相比而言,海綿領細胞的鞭毛過渡區則更為多樣化。領鞭毛蟲中的非鞭毛基體(non-flagellar basal body,輔助中心粒,accessory centriole)與鞭毛基體(flagellar basal body)總是成90°,而海綿領細胞中二者的角度除了90°之外還可以為30–45°。最後,領鞭毛蟲和領細胞中用來錨定鞭毛和領微絨毛的支根微管(rootlet microtubule)放射出的位置也有區別。

領鞭毛蟲細胞前部圖解(基於 Monosiga ovata Desmarella monilifomis,引自 Serguei A. Karpov et al.,1998)

海綿領細胞的圖解(基於 Halisarca dujardini,引自 Elisaveta Gonobobleva Manuel Maldonado,2009)

3.捕食
儘管領鞭毛蟲也可以將食物顆粒順著領運至細胞表面,但更為常見的情形是其通過領微絨毛所形成的舌狀偽足將食物顆粒吞噬掉;雖然海綿的領細胞也有類似的捕食機制,但有實驗表明,較大的食物顆粒基本上都是在細胞表面被吞噬的。這可能暗示著領細胞的領或許主要起到的是降低水流流速的作用,而不是直接過濾食物顆粒。

4.其他
領鞭毛蟲和海綿領細胞的鞭毛擺動波形也有不同。
二者的擺動頻率也有差別,領鞭毛蟲的固定細胞與泳動細胞的鞭毛擺動頻率均顯著高于海綿領細胞的。並且海綿中不同領細胞的鞭毛的擺動頻率差異很大。

鞭毛擺動周期:(i)Monosiga brevicollis,(ii)Spongilla lacustris (引自 Jasmine L. Mah et al.,2014)

小總結
領鞭毛蟲需要能夠快速地在固定細胞與泳動細胞間轉換,因此它必須能夠在有效地改變鞭毛長度的同時而不影響鞭毛的功能;而領細胞則是處於一個多細胞的有機體之中,其結構和行為需要使整個有機體的效益得到最優化,領鞭毛蟲和領細胞的某些差異或許可以由這種生活方式的不同來得到解釋。

參考文獻
Mah, Jasmine L., Karen K. Christensen‐Dalsgaard, and Sally P. Leys. "Choanoflagellate and choanocyte collar‐flagellar systems and the assumption of homology." Evolution development 16.1 (2014): 25-37.
Karpov, Serglei A., and Barry SC Leadbeater. "Cytoskeleton structure and composition in choanoflagellates." Journal of Eukaryotic Microbiology 45.3 (1998): 361-367.
Gonobobleva, Elisaveta, and Manuel Maldonado. "Choanocyte ultrastructure in Halisarca dujardini (Demospongiae, Halisarcida)." Journal of Morphology 270.5 (2009): 615-627.


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