Volvox, was ist das

[spectrum]

Nachdem mir bei Volvox aureus die ich mit Rhodamin 6G angefärbt hatte, auffällige globuläre Strukturen im Bereich der Plasmabrücken aufgefallen sind, hier ein Video dazu:

https://youtu.be/tKzphJQKf_M?si=C3QPMBoY9PknMq1L

habe ich mir diesen Bereich einmal etwas genauer angeschaut. Folgende Aufnahme sind mit einem 60er Öl Objektiv Apertur 1,4 im Pluta DIC entstanden:

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Wie ich bereits einer zeitgenössischen Publikation entnehmen konnte, dienen diese dünnen Verbindungen wohl auch dem Stoffaustausch zwischen den Einzelzellen der Kolonie und auch der Ernährung der im Zellinneren heranwachsenden Tochterkolonien. Dazu passt auch die Beobachtung, dass im Bereich der Tochterkolonien besonders viele dieser Plasmabrücken anzutreffen sind:

IMG_20250121_141634.jpg (348.36 KiB) 344 mal betrachtet

Beim genauen Hinsehen erkennt man an vielen dieser Plasmasträngen auffällige runde bzw tropfenförmige Strukturen. Hier ein stark vergrößerter Ausschnitt:

IMG_20250121_185207.jpg (55.45 KiB) 344 mal betrachtet

Es dürften dieselben Strukturen sein die man auch im Fluoreszenzbild erkennt.
Handelt es sich hier möglicherweise um Vesikel die dem Stoffaustausch dienen? Oder könnten das sogenannte "Median bodies" sein? Letztere kommen aber soweit ich das gelesen habe nur bei Volvox globator und nicht bei Volvox aureus vor.
Kann jemand etwas dazu sagen, bzw auf Fachliteratur/ Puplikationen zu dem Thema verweisen?
Hier nochmals eine Videoaufnahme im DIC auf der man diese Strukturen sehen kann:
https://youtu.be/aBZx0AdZsxY?si=ySYaq-YZdj-18e3i
Herzliche Grüße Holger

[paramecium]

Hallo Holger,

ich habe Deinen Beitrag abgetrennt, da er als neues Thema diskutiert werden sollte.

Wie Du schreibst, hast Du Rhodamin 6G zur Färbung verwendet. Die gefärbten Strukturen sind in Deinem Video leider nur sehr schlecht zu erkennen. Eine höhere Vergrößerung, ein ruhiges Bild vorausgesetzt, wäre es interessant zu beobachten ob und wie sie sich bewegen und ob sie ggf. die Zellwände überwinden, quasi von einer Zelle zur anderen wandern.

Rhodamin 6G wird üblicherweise in der Zellanalyse zur Darstellung der Zellorganellen, hier Mitochondrien oder des endoplasmatischen Reticulums verwendet. In der Literatur ist die Wirkung der Färbung durch Anfärben der entsprechenden inneren Membran oder des ER beschrieben. Bei Peritrichen Ciliaten ist bekannt, dass man Mitochondrien auch in den kontraktilen Stielen der Glockentierchen findet. In den Algen lassen sich die Mitochondrien mit Rh 6G ebenfalls sehr gut darstellen. In Zwiebelzellen kann man gut beobachten, dass die Mitochondrien entlang innerer Plasmafäden vom Zellkern ausgehend durch die Zelle marschieren und wieder zurück. Verantwortlich für die Motilität der Mitochondrien sind hier sogenannte Motorproteine.

Rhodamin 6G gehört zu einer Gruppe von Mitochondrienfärbern, deren Helligkeiten vom Membranpotential der inneren Membranen der Mitos abhängig ist. Zu dieser Gruppe gehört auch das verwandte Rhodamin 123. Man verwendet diese Farbstoffe daher auch, um die Aktivität der Mitochondrien bei der Verrichtung von Arbeit zu beobachten, oder auch bei der Zugabe verschiedener Drogen (z.B. Koffein, Cannabinoide).

Allerdings färbt der Farbstoff u.U. auch Bakterien und andere Zellbestandteile unspezifisch. Eine 100%-ige Gewissheit hat man also nicht, dass man die Färbung hier richtig deutet. Wenn es so wäre, dass hier Mitochondrien entlang der Fäden marschieren, wäre anzunehmen, dass die einzelnen Zellen "offenporig" in einem direkten Austausch stehen. Das ist jedoch nach der Sichtung Deines ersten Videos nur spekulativ.

Spannendes Thema.

Viele Grüße

Thilo

[spectrum]

Hallo Thilo,
Schau dir am besten auch noch das weitere unten verlinkten Video an. Hier erkennt man die glöbulären Strukturen deutlich besser. Alle Aufnahmen sowohl die Fluoreszenzaufnahmen als auch die im DIC sind darüberhinaus auch noch starke Auschnittsvergrößerungen. Diese Strukturen sind nur wenige hundert Nanometer groß und nicht weit von der Grenze dessen was sich lichtmikroskopisch darstellen lässt. Zum Vergleich: Der Durchmesser der grünen Einzelzellen von Volvox ist ca 5-8 Mikrometer. Auf den DIC Aufnahmen sehe ich keine Bewegung dieser runden Strukturen. Die DIC Aufnahmen sind in Zeitraffer, bei 6facher Geschwindigkeit.
Kannst du eventuell taxonomisch etwas zur Unterscheidung verschiedener Volvox Arten sagen? Ein Bestimmungsschlüssel wäre super, da mir gerade auch wegen der Struktur besagter Plasmabrücken Zweifel aufkommen ob es sich hier wirklich um V. aureus und nicht vielleicht doch um einen andere Art handelt. Volvox globator ist es nicht Volvox tertius auch nicht, das ist schonmal sicher.
Grüße Holger

[spectrum]

Diese Publikationen ist das aussagekräftige was ich zu dem Thema bisher finden konnte:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK6424/

Diese Plasmabrücken, ihr Feinaufbau, die Unterschiede bei den verschiedenen Volvox-Arten und ihre stammesgeschichtliche und "embryonale Entwicklung" scheinen ein recht komplexes aber hochinteressante Thema zu sein.
Grüße Holger