Biology for Beginners: What is Spirogyra?

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Spirogyra is a filamentous algae, commonly found in freshwater ditches and ponds. Go through this article for a brief overview about these algae.

Spirogyra is also known as pond silk, as its filaments shine like silk due to the presence of mucilage. The outer cell wall has pectin which dissolves continuously, thereby producing the mucilage. Spirogyra filaments are slippery and float in large masses.

Spirogyra is a genus of green algae that belong to the order Zygnematales. 自由自在に動く糸状の藻類で、リボン状の葉緑体が細胞内にらせん状に並んでいるのが特徴です。 つまり、この藻類の葉緑体が螺旋状に配列していることから、この名前が付けられた。

Spirogyra – Parts and Structure

枝分かれしていない長いフィラメントを持ち、円筒形の細胞が端と端でつながっています。 細胞壁は、ペクチンの外層とセルロースの内層からできています。 細胞壁の内面は、薄い細胞質層で覆われている。 螺旋状のリボン状の葉緑体は、この細胞質層に埋め込まれている。 葉緑体の数は、1細胞あたり1〜16個である。 各葉緑体には「ピレノイド」と呼ばれる丸い小体がいくつかあり、デンプンの生産を担っている。 各細胞には中央に液胞があり、目立つ核は細胞壁の内側に付着している細い細胞質によって吊り下げられている。 細胞は細長く、スピロギラフィラメントの幅は10〜100マイクロメートルである。

植生・無性・有性生殖

植生生殖は糸状体の断片化により行われる。 断片化はさまざまな方法で起こります。 機械的な損傷を受けた場合、スピロギラのフィラメントは断片化し、それぞれの断片が新しいフィラメントに発展する。 また、細胞の末端壁の中間ラメラが溶解し、それによってフィラメントが切断されるケースもある。 これは、水の温度とpHが変化したときに起こる。 また、端壁の薄板が隣接する細胞の内側に突出し、それによってフィラメントが切断されることも観察されている。

スピロギラの無性生殖では、アキネット、アプラノスポーレ、アジゴスポア/パートンソポーレが形成される。 スピロギラの中には、悪条件下でアキネテスと呼ばれる肉厚の休眠胞子を形成するものがある。 そのために、糸状体の一部の細胞が収縮して水分を失い、セルロースやペクチンの厚い壁が形成される。 この胞子はアキネテスと呼ばれ、好条件の時に新しいフィラメントを形成することができる。 アキネの形成過程はアプラノ胞子と似ているが、アキネの方が壁が薄い。 運動性のない胞子で、親フィラメントが崩壊すると新しいフィラメントを形成する。 アジゴ胞子またはパルテノ胞子は、有性生殖の際に融合しなかった配偶子である。 細胞の原形質が配偶子を形成し、他の細胞の配偶子と融合する。

スピロギアの有性生殖には、頭蓋状抱合と側面抱合の2種類がある。 頭蓋結合では、2本のフィラメントが寄り添い、並んでいる。 細胞壁の粘液が2つのフィラメントをつなぎ合わせる。 それぞれのフィラメントの細胞は、小さな管状の構造を形成し、それが融合して共役管を形成する。 一方のフィラメントの雄性配偶子はこの管を通って、もう一方のフィラメントの雌性配偶子と融合し、楕円形または円形の接合体を形成する。 結合後、一方のフィラメントは空っぽになり、もう一方のフィラメントに接合子ができる。 接合子が放出されると、親フィラメントは死滅する。

側方抱合では、隣接する細胞の内容物は雄と雌の配偶子のように作用します。 そのため、同じフィラメントの隣接する細胞は、抱合管を発達させる。 側方抱合には、直接抱合と間接抱合の2種類があります。 この2つの方法では、抱合管の形成の様式が異なる。 直接横抱合では、隣接する細胞の端壁がその中央薄板との接触を失うと、抱合管が形成される。 つまり、隣接する細胞は中央の薄板を突き破って融合する。 間接的側方抱合では、雄性配偶子の働きをする細胞は別々の抱合管を形成し、雌性配偶子の働きをする隣接する細胞と結合する。 どちらの場合も、雄性配偶子は隣接する細胞に入り込み、雌性配偶子と融合する。 After conjugation, alternate cells of the same filament have zygotes and others will be empty.

Spirogyra is commonly found in clean water and it produces food through the process of photosynthesis. Usually, spirogyra algae are seen as floating slimy masses, during summer. They are often referred to as ‘scum’. Though they grow underwater during spring, these algae come to the surface when there is enough sunlight. They produce oxygen as a byproduct of photosynthesis. This is the reason why such scum has tiny gas bubbles in it.