Chlamydomonas

Chlamydomonas
Datei:Chlamydomonas (10000x).jpg Chlamydomonas sp. Bei dieser REM-Aufnahme wird nur die Oberfläche des Objekts dargestellt.
Systematik
ohne Rang: Chloroplastida ohne Rang: Chlorophyta ohne Rang: Chlorophyceae Ordnung: Chlamydomonadales Familie: Chlamydomonadaceae Gattung: Chlamydomonas
Wissenschaftlicher Name
Chlamydomonas
Ehrenb.

Chlamydomonas ist eine Gattung einzelliger Grünalgen, die vor allem im Süßwasser, aber auch marin vertreten ist. Charakteristisch für ihr Aussehen sind zwei gleichartige (isokonte) Geißeln. In der Forschung ist Chlamydomonas reinhardtii als gut untersuchter Modellorganismus von Bedeutung.

Beschreibung

Datei:Chlamydomonas reinhardtii vector scheme.svg

Schnitt durch C. reinhardtii
1. Geißel, 2. Mitochondrium, 3. Kontraktile Vakuole, 4. Augenfleck, 5. becherförmiger Chloroplast, 6. Golgi-Apparat, 7. Stärkekörner, 8. Pyrenoid, 9. Vakuole, 10. Zellkern, 11. Endoplasmatisches Retikulum, 12. Zellmembran, 13. Zellwand

Die Zellen sind meist sphärisch oder annähernd sphärisch, bei manchen Arten spindelförmig. Am Vorderende sitzen zwei isokonte Geißeln, die bei manchen Arten aber nur im Zuge der Fortpflanzung ausgebildet werden. Im Vorderende selbst befinden sich zwei kontraktile Vakuolen. Jede Zelle enthält nur einen Chloroplasten, dessen Gestalt artspezifisch sehr verschieden ist. Charakteristisch ist außerdem ein Augenfleck im vorderen Teil des Chloroplasten. Die Zellwand besteht aus sieben Schichten und enthält hauptsächlich Glykoproteine, während Zellulose fehlt.<ref name="algaebase">AlgaeBase: Chlamydomonas, abgerufen am 28. Juni 2018.</ref>

Vorkommen

Zu den typischen Habitaten gehört neben zeitweilig austrocknenden Kleingewässern und nährstoffreichen Seen auch das feuchte Erdreich.<ref name="algaebase" /> Bei C. reinhardtii wurde nachgewiesen, dass sie in der Umgebung vorhandene Cellulose verwerten kann.<ref>Olga Blifernez-Klassen, Viktor Klassen u. a.: Cellulose degradation and assimilation by the unicellular phototrophic eukaryote Chlamydomonas reinhardtii. In: Nature Communications. 3, 2012, Artikel 1214, doi:10.1038/ncomms2210</ref> Manche Arten wie Chlamydomonas nivalis leben im Schmelzwasser und in Schneefeldern der Arktis, Antarktis und im Hochgebirge, wo sie als Schutz vor der starken Ultraviolettstrahlung Carotinoide einlagern und so das Phänomen des Blutschnees hervorrufen;<ref>H. L. Gorton, T. C. Vogelmann: Ultraviolet Radiation and the Snow Alga Chlamydomonas nivalis (Bauer) Wille. In: Photochemistry and Photobiology: Vol. 77, No. 6, 2003, S. 608–615.</ref> als Vertreter der sogenannten Schneealgen war sie Alge des Jahres 2019.<ref>Alge des Jahres 2019. Abgerufen am 7. Februar 2021. </ref>

Fortpflanzung

Die vegetative Vermehrung ist die normale Art der Fortpflanzung bei Chlamydomonas. Sie erfolgt nicht durch einfache Teilung, sondern unter Bildung von begeißelten Zoosporen, indem sich eine Zelle innerhalb der Zellwand mehrfach längs teilt und dann die Tochterzellen freigesetzt werden. Letzteres geschieht durch Freisetzung von Enzymen, welche die Zellwand auflösen.<ref name="algaebase" />

Die sexuelle Fortpflanzung wird durch ungünstige Lebensverhältnisse wie etwa Stickstoffmangel ausgelöst. Wenn sich Gameten unterschiedlicher Typen treffen, haften sie paarweise aneinander und verbinden sich. Erst verschmelzen ihre Protoplasten miteinander (Plasmogamie) und dann die Zellkerne (Karyogamie), sodass eine diploide Zygote entsteht.<ref>Peter H. Raven, Ray F. Evert und Susan E. Eichhorn: Biologie der Pflanzen. 4. Auflage. de Gruyter, Berlin 2006, ISBN 3-11-018531-8, S. 378. </ref> Die durch die Vereinigung der Gameten entstehende Zygote ist ein Dauerstadium und wird durch eine derbe Wand geschützt. Wenn sie auskeimt, erfolgt unmittelbar die Reduktionsteilung (Meiose); es handelt sich bei Chlamydomonas also um Haplonten, bei denen alle Zellen außer der Zygote haploid sind. Bei der sexuellen Fortpflanzung können die Gameten zu mehreren innerhalb einer Zelle entstehen, die damit zum Gametangium wird, oder eine einzellige Alge wird als Ganzes zu einem Gameten. In beiden Fällen tritt sowohl Isogamie, Anisogamie als auch Oogamie auf, d. h. die Gameten beiderlei Geschlechts können äußerlich gleich sein, oder der weibliche Gamet ist wesentlich größer als der männliche, oder er ist eine unbegeißelte und damit unbewegliche Eizelle. Dabei ist die Isogamie am häufigsten.<ref>Rainer Bergfeld: Sexualität bei Pflanzen. Ulmer, Stuttgart 1977, ISBN 3-8001-3419-5, S. 27.</ref>

Arten

Datei:Chlamydomonas globosa - 400x (13263097835).jpg

Chlamydomonas globosa, LM-Aufnahme

Datei:41467 2023 40657 Fig1b.jpg

Chlamydomonas pitschmanii isoliert von Böden aus heißen Quellen, LM-Aufnahme

Es sind fast 600 Arten dieser Gattung bekannt, zum Beispiel:<ref>Genus: Chlamydomonas. Abgerufen am 5. Oktober 2021. </ref><ref name="NCBI" />

Chlamydomonas Ehrenberg, 1834

• Chlamydomonas acidophila Negoro, 1944^(A,N)
• Chlamydomonas asymmetrica Korshikov, 1927 ^(A,N)<ref name="Moniruzzaman2022"/>
• Chlamydomonas caudata Wille 1903^(A)
• Chlamydomonas ehrenbergii Gorozhankin [Goroschankin] 1891^(A)
• Chlamydomonas elegans G. S. West 1915^(A)
• Chlamydomonas eustigma H. Ettl^(A,N)<ref name="Moniruzzaman2022"/>
• Chlamydomonas globosa J. W. Snow, 1903^(A,N)

' Chlamydomonas incerta Pascher, 1927^(A,N)<ref name="Moniruzzaman2022"/>

• Chlamydomonas moewusii Gerloff 1940 [Chlamydomonas eugametos Moewus 1931]^(A,N)
• Chlamydomonas nivalis (F. A. Bauer) Wille, 1903 [Uredo nivalis F. A.Bauer, 1819]^(A,N)
• Chlamydomonas oviformis Pringsheim, 1930^(A,N)
• Chlamydomonas pitschmannii Ettl, 1976^(A,N)
• Chlamydomonas reinhardtii P. A. Dangeard, 1888 [Chlamydomonas smithii R. W. Hoshaw & H. Ettl, 1966] – Typusart^(A,N)<ref name="Erazo2025" />
• Chlamydomonas sphaeroides Gerloff, 1940^(A,N)<ref name="Moniruzzaman2022"/>
• Chlamydomonas sp. Kgh18 – Fundort: Krageholmssjön-See<ref>Krageholmssjön (lake). Auf: GeoNames.</ref> in der Provinz Skåne län (Südschweden).<ref name="Erazo2025" />
• Chlamydomonas sp. Ors24 – Fundort: Örsjön-See<ref>Ördjön (lake). Auf: GeoNames.</ref> in der Provinz Gävleborgs län (Südschweden)<ref name="Erazo2025" />

---

(A) – AlgaeBase

(N) – (NCBI)

Viren

Im Genom des Stamms Chlamydomonas reinhardtii CC-2937 wurde ein riesiges endogenes virales Element (, GEVE) entdeckt, das Viruspartikel produzieren kann (Punuivirus latens). Auch Chlamydomons sp. Ors24 und Kgh18 sowie Chlamydomonas incerta tragen solche GEVEs, d. h. besitzen kryptische Punuiviren.<ref name="Erazo2025" /><ref name="Moniruzzaman2022"/>

Weblinks

Datei:Commons-logo.svg

Commons: Chlamydomonas – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• YouTube: Kurzer Clip einer Chlamydomonas-Zelle im Lichtmikroskop. Gut erkennbar ist der orange Augenfleck. Abgerufen am 6. April 2011.
• SIB: Unicellular green algae cell (Chlamydomonas) – Eizellige Grünalgenzelle (Chlamydomonas), Interaktive Graphik von SwissBioPics

Einzelnachweise

<references> <ref name="NCBI"> NCBI Taxonomy Browser: Chlamydomonas; Details: Chlamydomonas Ehrenberg, 1834. </ref> <ref name="Erazo2025"> Maria P. Erazo-Garcia, Uri Sheyn, Zachary K. Barth, Rory J. Craig, Petronella Wessman, Abdeali M. Jivaji, W. Keith Ray, Maria Svensson-Coelho, Charlie K. Cornwallis, Karin Rengefors, Corina P. D. Brussaard, Mohammad Moniruzzaman, Frank O. Aylward: Cryptic infection of a giant virus in a unicellular green alga. In: Science, Band 388, Nr. 6748, 10. April 2025; doi:10.1126/science.ads6303 (englisch). Dazu:

• Preprint auf bioRχiv, 3. September 2024; doi:10.1101/2024.09.03.611062, PMC 11398304 (freier Volltext), PMID 39282281.

</ref> <ref name="Moniruzzaman2022"> Mohammad Moniruzzaman, Maria P. Erazo-Garcia, Frank O. Aylward: Endogenous giant viruses contribute to intraspecies genomic variability in the model green alga Chlamydomonas reinhardtii. In: Virus Evolution, Band 8, Nr. 2, 21. Oktober 2022, S. veac102; doi:10.1093/ve/veac102 (englisch). </ref> </references>